氧化还原反应的计算及方程式的配平
[考纲要求] 1.掌握氧化还原反应方程式的简单配平方法。2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。 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。 深度思考
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
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)____MnO－4＋____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)____MnO－4＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O 答案 (1)3 2 4OH－ 3 2 5 (2)2 5 6H＋ 2 5 8
1
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。
题组四 突破未知氧化还原反应方程式的书写 4． 按要求完成下列方程式：
(1)在NaClO溶液中通入足量SO2，写出发生反应的离子方程式：_______________。
答案 ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO24－＋2H＋
(2)S与Cl2的水溶液充分反应可生成2种强酸，该反应的化学反应方程式是________。
答案 S＋3Cl2＋4H2O===6HCl＋H2SO4
(3)无色有刺激性气味的SO2气体与含1.5 mol Cl的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5NA个电子转移时，该反应的化学方程式是________。
答案 2HClO3＋SO2===2ClO2＋H2SO4
解析 可用于实验室制氧气的氯的含氧酸盐是KClO3，1.5 mol HClO3在反应中转移的电子数为1.5NA个，即1.5 mol 电子，说明1 mol Cl得到的电子为1 mol，化合价降低1价，从＋5价降为＋4价。还原剂为SO2，氧化产物为SO24－，根据得失电子守恒规律得2HClO3＋SO2―→2ClO2＋SO24－(第1步)；溶液呈酸性，在等式右侧添加2 mol H＋使电荷守恒，2HClO3＋SO2―→2ClO2＋SO24－＋2H＋(第2步)；检查原子已经守恒，改写成化学反应方程式(第3步)：2HClO3＋SO2===2ClO2＋H2SO4。 解题技巧
未知氧化还原反应方程式的书写技巧
(1)熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物 氧化剂 Cl2 O2 浓H2SO4 SO2 CO、C CO2 HNO3 NO或 NO2 H2 H＋ KMnO4 (H＋)、 Fe3＋ MnO2 Mn2＋ NH3 NO Fe2＋ SO2、 SO23－ SO24－ KClO3 H2O2 还原产物 还原剂 氧化产物 Cl－ I－(HI) I2 O2－ S2－(H2S) S Cl－ H2O2 O2 H2O (2)书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法)
第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
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第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式两端的电荷守恒。
第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
考点二 氧化还原反应计算题中重要的解题思想 对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等，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 简单反应的得失电子守恒问题
1． 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。
??2??得关系式1×?6－?－??·xe－＝16×2e－，x＝5。 ??x??
2． 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。 思维建模
守恒法解题的思维流程
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中粒子的个数) (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)。
题组二 多元素参与反应的得失电子守恒问题
3． 在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。 答案 1.5 2.2
解析 设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x；生成1 mol Cu3P时，被氧化P的物质的量为y根据电子守恒得：7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0) x＝1.5 mol
1 mol×3×(2－1)＋1 mol×[0－(－3)]＝y·(5－0) y＝1.2 mol
3
所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。
4． 四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋2S2O23－＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4O26－＋2H2O。请回答下列问题。 (1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是____________。 (2)反应的化学方程式中x＝________。 (3)每生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子为________mol，被Fe2＋还原的O2的物质的量为________mol。
答案 (1)Fe2＋、S2O23－ (2)4 (3)4 0.5 解析 (2)根据电荷守恒得： x＋2×2－3×2＝2，解得x＝4。
(3)根据还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数，当生成1 mol Fe3O4时，转移的电子数即是1 mol O2得电子总数，为4 mol。设被Fe2＋还原的O2的物质的量为x，根据电子守8
恒得：4x＝1 mol×3×(－2)，解得x＝0.5 mol。
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题组三 多步反应的得失电子守恒问题
有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
5． 现有铁粉和氧化铁的混合物共27.2 g，加入足量的稀硫酸使之充分反应。当固体粉末完全溶解时，收集到2.24 L(标准状况下)气体，当向溶液中滴加KSCN溶液时，溶液不显血红色。试求原样品中氧化铁的质量分数。 答案 58.8%
6． 14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为 ( ) A．9.6 g B．6.4 g C．3.2 g D．1.6 g 答案 C
解析 根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的量关＋5
系。HNO3中的N元素相当于电子的“二传手”，先得到Cu、Ag失去的电子，再传给O2，最后恢复原貌，Cu、Ag失去的电子最终传给了O2，所以根据得失电子守恒规律，得 14 g－1.12 L×2＋＝×4，解得：m(Cu)＝3.2 g。
64 g·mol－1108 g·mol－122.4 L·mol－1题组四 微粒先后反应时的得失电子守恒问题 当一种物质同时氧化两种或两种以上的微粒时，则强还原剂先被氧化。一种物质同时还原两种或两种以上微粒时，则强氧化剂先被还原。被氧化和被还原到何种程度，要以还原剂和氧化剂的物质的量多少来决定，具体计算时用电子守恒规律，但是对氧化还原反应过程中对应的每个阶段要分析清楚，电子守恒在对应的阶段同样适用。 7． 下列微粒在溶液中的还原性和氧化性强弱如下：还原性HSO3－>I－，氧 化性IO3－>I2>SO24－。向含有x mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示，则x＝________mol。
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