高考化学一轮复习考点过关物质的量与化学反应专题5氧化还原反应配平与计算.docx

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高考化学一轮复习考点过关物质的量与化学反应专题5氧化还原反应配平与计算

物质的量与化学反应专题5氧化还原反应配平与计算

【复习目标】

1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。

2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。

【考点过关】

一、氧化还原反应配平

1.氧化还原反应配平

基本原则

得失电子守恒是指在氧化还原反应中，失电子数一定等于得电子数，即得失电子数目保持守恒

任何化学反应在反应前后应遵守质量守恒，也就是反应前后各元素原子个数相等

电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等

配平的步骤

标好价：

正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价

列变化：

列出元素化合价升高和降低的数值

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

配系数：

用观察法配平其他各物质的化学计量数

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。

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

2.新情景下氧化还原方程式的书写

找物质

依据题给信息或流程图，结合元素化合价变化，找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物

会配平

先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平

再检查

在酸性条件下，离子方程式中不能出现OH-；在碱性条件下，离子方程式中不能出现H+。

酸性条件下多氧配H+生成水（在反应物或生成物中配上H+）；碱性条件下多氧配水另一侧生成OH-（在反应物或生成物中配上水）

注意反应物的量不同（或溶液浓度的不同），产物不同，如过量的铁与稀硝酸反应，生成亚铁

注意溶液的酸碱性不同，对产物的影响，如高锰酸钾在酸性条件下一般还原为Mn2+，而在碱性条件下则得到MnO2

【巩固演练】按要求完成下列氧化还原反应的方程式：

（1）（2016年高考全国卷Ⅱ）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为

_______________________________________________________________________。

（2）（2016年高考天津卷）MnO（OH）2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O（未配平）其化学计量数依次为

_______________________________________________。

（3）（2016年高考四川卷）在稀硫酸中，Cr的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化氧的一种氢化物，Cr被还原

为＋3价，该反应的化学方程式是___________________________________。

（4）（2016年高考上海卷）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2（已知HCN、HOCN中N

元素的化合价相同）则反应的离子方程式：

。

（5）（2015年高考全国卷Ⅱ）将ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，发生反应的离子方程式为

_________________________。

（6）（2015年高考福建卷）KClO3与KI淀粉溶液混合后溶液显蓝色，假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，

则此反应的离子方程式为_____________________________________。

元素的化合价由－1价升高到0价，根据化合价升降总数相等，配平后化学方程式为MnO（OH）2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O，故其化学计量数依次为1,2,4,1,1,3。

（3）铬的最高价的钾盐为K2Cr2O7，将H2O2氧化为O2，自身被还原为Cr2（SO4）3，注意溶液呈酸性，配平。

（4）反应中氯元素的化合价从+1降低到－1，得到2个电子。

N元素化合价从－3升高到0，失去3个电子，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2：

3，反应的离子方程式为2CNO－+3ClO－=CO2↑+CO32－+3Cl－+N2↑。

（5）ClO2具有强氧化性，通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I—为I2，自身被还原为Cl—，同时生成水，反应离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O。

（6）溶液显蓝色证明产生了I2；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为

ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。

【答案】

（1）NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O

（2）1,2,4,1,1,3（3）3H2O2＋K2Cr2O7＋4H2SO4===3O2↑＋K2SO4

＋Cr2（SO4）3＋7H2O（4）2CNO－+3ClO－=CO2↑+CO32－+3Cl－+N2↑（5）2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－

（6）ClO

＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O

二、氧化还原反应的计算

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。

两元素间得失守恒

找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物

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）

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）

多步反应得失守恒

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

【巩固演练】

（1）现有24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·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。

（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。

（3）取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体（都已折算到标准状态），在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。

则x等于。

（4）在热的稀硫酸中溶解了11.4gFeSO4固体，当加入50mL0.5mol·L－1KNO3溶液时，其中的Fe2＋全部转化成Fe3＋，KNO3也完全反应并放出NxOy气体。

推算出x＝____；y＝______。

（3）由题意可得反应流程为：

，由流程可知xg＝17.02g－m（OH－），而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：

n（OH－）＝

×1＋

×2×1＝0.46mol，所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。

（4）由题意可知n（FeSO4）＝

＝0.075mol，n（KNO3）＝0.05L×0.5mol·L－1＝0.025mol，因Fe2＋转化为Fe3＋共失去0.075mol电子，根据得失电子守恒原理，可知1molN原子得到3mol电子，反应中N元素由＋5价降为＋2价，既得到的氧化物为NO。

【答案】

（1）3

（2）5（3）9.20g（4）11

三、氧化还原反应的综合应用

离子反应理论和氧化还原反应理论是高中化学的基础和重点，二者是依据不同的分类标准对化学反应进行的分类。

高考常将两部分内容融合在一起考查，反应既符合离子反应规律，又符合氧化还原反应规律，这类试题能很好的考查学生全面思考和解决问题的能力。

书写氧化还原反应方程式

书写属于氧化还原反应的离子方程式时，要首先考虑电子转移守恒，同时还要考虑电荷守恒、质量守恒。

如对于反应mFe2＋＋O2＋xH＋＝nFe3＋＋yH2O：

依据在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数（1molO2在反应中得到4mol电子，每1molFe2＋在反应中失去1mol电子，故1molO2能氧化4molFe2＋）可求出n＝m＝4；再根据电荷守恒，可求出x＝4；依据质量守恒，可求出y＝2

判断离子共存

离子之间也可能发生氧化还原反应。

如已知Fe2＋与NO

在酸性条件下能够发生反应NO

＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则可判断Fe2＋、NO

、H＋在同一溶液中不能大量共存；在考虑离子大量共存问题时要特别注意NO

和H＋这一组合的氧化性

分析离子反应的先后顺序

在含有多种微粒的溶液中，发生氧化还原反应的微粒有先后顺序。

氧化性强的微粒和还原性强的微粒之间优先反应。

如已知氧化性：

Cu2＋>H＋，则在含有Cu2＋、H＋的混合溶液中，逐渐加入锌粉，首先发生反应Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋，当Cu2＋完全反应后，再发生反应2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑；再如向FeBr2溶液中通入Cl2时，因为还原性Fe2＋>Br－，故首先发生反应：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，再发生反应2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2

【巩固演练】

（1）二氧化氯（ClO2）可由KClO3在H2SO4存在的条件下与Na2SO3反应制得。

请写出反应的离子方程式__________________________。

（2）亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：

HClO2→ClO2↑＋H＋＋Cl－＋H2O（未配平）。

当1molHClO2发生分解反应时，转移的电子个数是________。

（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。

高铁酸钾中铁元素的化合价为____价，干法制备K2FeO4的方法是将Fe2O3、KNO3、4KOH三者混合共热制得，同时生成了KNO2，请写出化学方程式:

；湿法是在强碱溶液中将NaClO、、Fe2（SO4）3混合，写出该反应的离子方程式；简述高铁酸钾净水原理______________________。

（4）已知：

5SO32—+2IO3—+2H+=5SO42—+I2+H2O（较快）；I2+SO32—+H2O=2I—+SO42—+2H+（快），今向KIO3、H2SO4、淀粉的混合溶液中加入一定量的Na2SO3溶液，当溶液中的耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，当初始的物质的量需满足的关系为n（IO3—）:

n（SO32-）时，能确保观察到蓝色。

（5）将浓盐酸常温下滴到少量固体KMnO4中，产生了黄绿色气体和无色溶液，试写出该反应的化学方程式，该反应中体现盐酸的性质是________，该反应中实际发生氧化还原反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（6）取一定量[Fea（OH）b（SO4）c]m样品与足量盐酸反应，所得溶液平均分为两份：

一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.7475g；另一份溶液，先将Fe3＋还原为Fe2＋，再用0.02000mol·L－1的酸性K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液50.00mL（已知：

滴定时Cr2O72-转化为Cr3+,Fe2+变为Fe3+）。

该样品中b∶c的比值为。

体）+3O2↑+8OH-。

（4）I2+SO32—+H2O=2I—+SO42—+2H+中SO

耗尽后，I2过量时，淀粉溶液由无色变为蓝色；当n（IO32-）＝2mol时，反应5SO32—+2IO3—+2H+=5SO42—+I2+H2O中n（SO

），n（I2）＝1mol，而当n（I2）＝1mol，反应I2+SO32—+H2O=2I—+SO42—+2H+中n（SO

）<1mol时，确保能观察到蓝色，所以初始时n（IO3-）∶n（SO

）＞2：

（5+1）=1/3；（5）根据题意，产生了Cl2和Mn2+,配平可得：

2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O,2molKMnO4做氧化剂；总共消耗16molHCl中实际只有10mol做还原剂，另外6mol起酸的作用，即实际的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶10＝1∶5。

（6）n（BaSO4）＝

＝0.0075mol，SO

＋Ba2＋===BaSO4↓，由化学计量数比可知n（SO

）＝0.0075mol；由反应Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O的化学计量数比可知：

n（Fe2＋）＝n（Cr2O

）×

＝0.02000mol·L－1×50.00×10－3L×

＝0.006mol；根据铁守恒可知，n（Fe3＋）＝n（Fe2＋）＝0.006mol；则聚合硫酸铁中n（Fe3＋）∶n（SO

）＝0.006∶0.0075＝4∶5，则a＝4，c＝5；[Fe4（OH）b（SO4）5]m中各元素的化合价代数和为0，则（＋3）×4＋（－1）×b＋（－2）×5＝0，所以b＝2，b∶c＝2∶5。

【答案】

（1）2ClO

＋SO

＋2H＋===2ClO2↑＋SO

＋H2O

（2）0.8NA（3）+6

；3ClO–+10OH–+2Fe3+＝2FeO42–+3Cl–+5H2O；高铁酸钾能杀菌消毒，还原产物+3价铁离子水解生成氢氧化铁胶体起净水作用（4）SO

；＞1/3；（5）2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O；还原性和酸性；1∶5（6）2∶1

【过关演练】

1.（2016届泉州五校联考）氮化钠和氢化钠都是离子化合物，与水反应的化学方程式（未配平）如下：

Na3N＋H2O―→NaOH＋NH3，NaH＋H2O―→NaOH＋H2。

有关它们的叙述：

①与水反应都是氧化还原反应；②与水反应后的溶液都显碱性；③与盐酸反应都只生成一种盐。

正确的是（　　）

A．①②③B．①③C．②③D．②

2.（2016届杭州模拟）固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。

某学习小组以Mg（NO3）2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是（　　）

A．Mg（NO2）2、O2B．MgO、NO2、O2C．Mg3N2、O2D．MgO、NO2、N2

3.（2016届泰安二模）钯的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测有毒气体CO，该反应的反应物与生成物有CO、Pd、H2O、HCl、PdCl2和一种未知物质X。

下列说法错误的是（　　）

A．未知物质X为CO2，属于氧化产物B．每转移1mole－时，生成2molX

C．反应中PdCl2作氧化剂，被还原D．还原性：

CO＞Pd

4.（2016届山西模拟）某离子反应中涉及H2O、ClO－、NH

、H＋、N2、Cl－六种微粒。

其中N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

下列判断正确的是（　　）

A．该反应的还原剂是Cl－B．消耗1mol还原剂，转移6mol电子

C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D．反应后溶液的酸性明显增强

5.（2016年高考上海卷）O2F2可以发生反应：

H2S＋4O2F2=SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是（）

A．氧气是氧化产物B．O2F2既是氧化剂又是还原剂

C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4

6.（2014年高考全国卷）已知：

将Cl2通人适量KOH溶液，产物中可能有KC1、KClO、KC1O3，且

的值与温度高低有关。

当n（KOH）=amol时，下列有关说法错误的是

A．若某温度下，反应后

＝11，则溶液中

＝

B．参加反应的氯气的物质的量等于

amol

C．改变温度，反应中转移电子的物质的量ne的范围：

amol≤ne≤

amol

D．改变温度，产物中KC1O3的最大理论产量为

amol

7.工业上制备二氧化氯（ClO2）的方法之一是用甲醇在酸性介质中与氯酸钠反应，其反应的化学方程式为：

CH3OH＋NaClO3＋H2SO4→ClO2↑＋CO2↑＋Na2SO4＋H2O（未配平），则下列说法正确的是（　　）

A．甲醇是氧化剂

B．通过反应可判断NaClO3的氧化性强于Na2SO4

C．还原产物和氧化产物的物质的量之比为6∶1

D．生成1molCO2时转移电子的物质的量为4mol

8.（2017届襄阳调研）铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强，必须进行处理。

工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：

（1）上述各步反应中属于氧化还原反应的是________（填序号）。

（2）第①步，含Cr2O

的废水在酸性条件下用绿矾FeSO4·7H2O处理，写出并配平反应的离子方程式：

_____________________________________________。

（3）第②步，向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰，使铬离子转变为Cr（OH）3沉淀。

处理后，沉淀物中除了Cr（OH）3外，还有________________、________________（写化学式）。

已知Cr（OH）3性质类似Al（OH）3，是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质，写出从该沉淀物中分离出Cr（OH）3的离子方程式：

____________________、___________________。

（4）回收所得的Cr（OH）3，经③④⑤步处理后又可转变成K2Cr2O7。

纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下：

①Cr2O

＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O

②2S2O

＋I2===S4O

＋2I－

准确称取纯净的K2Cr2O70.1225g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。

则Na2S2O3溶液的物质的量浓度为________（保留四位有效数字）。

9.高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。

工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下。

查资料得知K2FeO4部分性质如下：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定；②在水中溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂；③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液。

回答下列问题：

（1）写出“氧化Ⅰ”中，生成Fe3＋的离子方程式：

___________________。

（2）氧化Ⅱ中，试剂A为__________（填“H2O2”“HNO3”或“NaClO”）；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有__________。

（3）操作Ⅰ中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。

洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行该操作时最好用____________洗涤。

（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）3，请补充并配平该反应的化学方程式：

______K2FeO4＋______H2O===______Fe（OH）3↓＋______KOH＋____________。

（5）将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中，测得剩余K2FeO4浓度变化如图所示，推测产生曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是__________________________________。

10.碘酸钾（KIO3）晶体是我国规定的食盐加碘剂。

它通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得：

3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，再将KI和KIO3的混合溶液电解，将其中的I－转化为IO3－，装置如图所示。

（1）在反应3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____。

（2）电解前，将KI和KIO3混合溶液加入阳极区；将氢氧化钾溶液加入阴极区。

电解槽用水冷却。

电解时，阳极上的电极反应为_______________________________，阴极上得到的气体产物为____________。

（3）某同学查资料获知：

KIO3在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘，该反应的离子方程式为___________________________。

为确定电解是否完成，需检验阳极区电解液中是否含有I－，该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验，其他仪器及用品自选，请完成实验方案。

实验操作

现象及结论

（4）电解完毕，从电解液中得到KIO3晶体的过程如下，步骤①的操作名称____________，步骤④中洗涤晶体的目的是________________。

―→

―→

―→

―→

―→

―→

11.钛合金是航天航空工业的重要材料。

由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：

已知：

①TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点－25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点－68.8℃，沸点57.6℃。

回答下列问题：

（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式______，加入铁屑的作用是_______。

（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有_______________________。

（3）向“富含TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因________________________________________________________，废液中溶质的主要成分是________（填化学式）。

（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：

写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式_________________，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用______方法除去。

参考答案

1.【解析】反应Na3N＋3H2O===3NaOH＋NH3中元素的化合价没有变化，不是氧化还原反应，①错误；②正确；氮化钠和盐酸反应会生成氯化钠、氯化铵两种盐，氢化钠与盐酸反应会生成氯化钠一种盐，③错误。

【答案】D

2.【解析】A、B、C三项中均有化合价的升降，符合氧化还原反应发生的条件；由于产物中化合价只有降低情况，没有升高，不满足氧化还原反应的特征，故D不成立。

【答案】D

3.【解析】由反应可知，X物质为CO2，属于氧化产物，故A正确；X物质为CO2，反应中转移的电子为1mol时，生成

mol物质X，故B错误；反应中PdCl2作氧化剂，得电子而被还原，故C正确；CO作还原剂，Pd为还原产物，则还原性为CO＞Pd，故D正确。

【答案】B

5.【解析】A.O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B.在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C.外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D.根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂