第2讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平
[考纲要求] 1.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
考点一 氧化还原反应方程式的配平方法
氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。 配平的步骤：
(1)标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。 (2)列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。
(3)求总数：求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(4)配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。
(5)细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。
[典例] 根据FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2，回答下列问题：
(1)氧化剂________，还原剂________，氧化产物________，还原产物________。 (2)元素化合价升高的元素为________，元素化合价降低的元素为________。
(3)1“分子”还原剂化合价升高总数为________，1“分子”氧化剂化合价降低总数为________。 (4)配平后各物质的系数依次为____________________。 答案 (1)O2 FeS2 Fe2O3、SO2 Fe2O3、SO2 (2)Fe、S O (3)11 4 (4)4、11、2、8
失误防范 配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出化合价，找准1“分子”氧化剂化合价降低总数，1“分子”还原剂化合价升高总数，在计算时，往往容易忽略氧化剂、还原剂中的粒子个数。
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题组一 正向配平类
△
1．(1)____HCl(浓)＋____MnO2=====____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O
(2)____Cu＋____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O (3)____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O (4)____MnO4－＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O 答案 (1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4 (3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8 题组二 逆向配平类
2．(1)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O (2)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3 答案 (1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5 题组三 缺项配平类
3．(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____===____Cl－＋____FeO24－＋____H2O (2)____MnO4－＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O
(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。 请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。 ＋ ＋ ―→ AlN＋
答案 (1)3 2 4OH－ 3 2 5 (2)2 5 6H＋ 2 5 8
(3)Al2O3＋3C＋N2===2AlN＋3CO
解析 (3)根据氮元素、碳元素的化合价变化，N2是氧化剂，C是还原剂，AlN为还原产物，CO为氧化产物。
题组四 信息型氧化还原反应方程式的书写 4．按要求书写方程式：
(1)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。在一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。 ①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，并配平_________________________。 ②在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，BiO－3反应后变为无色的Bi3＋。写出该实验中涉及反应的离子方程式___________________。 (2)＋6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O27－，可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。写出该反应的离子方程式___________。 (3)KMnO4的氧化性随pH的减小而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋；在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2。三氯乙烯(C2HCl3)是地下水有机污染物的主要成分，研究显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O ②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===2MnO－4＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O (2)Cr2O27－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
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(3)2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl
解析 (1)①根据信息，KMnO4在H2SO4作用下，把KCl氧化成Cl2，本身被还原成Mn2＋。②注意NaBiO3不能拆写成离子形式。NaBiO3作为氧化剂，把Mn2＋氧化成MnO－4，本身被还原成Bi3＋。(3)根据信息，MnO4－的还原产物为MnO2，C2HCl3中C被氧化为CO2，H、Cl的化合价不发生变化。 解题技巧
配平的基本技能
1．全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。 2．自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
3．缺项配平法：先使得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。
4．当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
考点二 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。
题组一 两元素之间得失电子守恒问题 1．现有24 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为( )
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5 答案 B
解析 题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05 mol·L－1×0.024 L×(6－4)＝0.02 mol·L－1×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。
2．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为( ) A．2 B．3 C．4 D．5 答案 D
解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。 62/xx―→xNa2＋Na2－SSO4 Na＋Cl1O―→Na－Cl1
??2??x＝16×2，x＝5。
得关系式1×6－－x·
????
思维建模
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