第5講氧化還原反應(yīng)方程式的配平和計(jì)算命題分析分析近幾年高考題，氧化還原反應(yīng)的配平與計(jì)算一般不單獨(dú)考查，往往與其他模塊的學(xué)問綜合考查，一般以非選擇題形式，可能與基本理論、元素化合物、化學(xué)試驗(yàn)及工藝流程相結(jié)合命題，在無機(jī)推斷及化工流程題中考查信息型方程式的書寫；在綜合試驗(yàn)題中會(huì)考查氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算等。真題演練1．(2024·北京卷，12,3分)離子化合物Na2O2和CaH2與水的反應(yīng)分別為①2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2O=Ca(OH)2＋2H2↑。下列說法正確的是(C)A．Na2O2、CaH2中均有非極性共價(jià)鍵B．①中水發(fā)生氧化反應(yīng)，②中水發(fā)生還原反應(yīng)C．Na2O2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶2，CaH2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2∶1D．當(dāng)反應(yīng)①和②中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同時(shí)，產(chǎn)生的O2和H2的物質(zhì)的量相同[解析]Na2O2的電子式為Na＋[∶eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())∶eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())∶]2－Na＋，含有離子鍵和O—O非極性共價(jià)鍵，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶2；CaH2的電子式為[H∶]－Ca2＋[∶H]－，只含有離子鍵，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2∶1，A錯(cuò)誤，C正確；①中過氧化鈉既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，水中各元素的化合價(jià)不發(fā)生變更；②中水中氫元素的化合價(jià)從＋1→0，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)①中轉(zhuǎn)移2mole－生成1molO2，反應(yīng)②中轉(zhuǎn)移2mole－生成2molH2，故①和②中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同時(shí)，產(chǎn)生O2和H2的物質(zhì)的量不相同，D錯(cuò)誤。2．(2024·湖南卷，10,3分)油畫創(chuàng)作通常須要用到多種無機(jī)顏料。探討發(fā)覺，在不同的空氣濕度和光照條件下，顏料雌黃(As2S3)褪色的主要緣由是發(fā)生了以下兩種化學(xué)反應(yīng)：下列說法正確的是(D)A．S2Oeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形B．反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化C．反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ中，參加反應(yīng)的eq\f(nO2,nH2O)：Ⅰ<ⅡD．反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ中，氧化1molAs2S3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為3∶7[解析]SOeq\o\al(2－,4)中S原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋2－2×4)＝0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4＋0＝4，故SOeq\o\al(2－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，而S2Oeq\o\al(2－,3)相當(dāng)于是將SOeq\o\al(2－,4)中的1個(gè)O原子替換為1個(gè)S原子，故其空間結(jié)構(gòu)為四面體形，而非正四面體形，A不正確；反應(yīng)Ⅰ中只有S元素被氧化，B不正確；反應(yīng)Ⅰ為2As2S3＋6O2＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(紫外光))2As2O3＋3H2S2O3，反應(yīng)Ⅱ?yàn)锳s2S3＋7O2＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(自然光))2H3AsO4＋3H2SO4，參加反應(yīng)的eq\f(nO2,nH2O)：Ⅰ>Ⅱ，C不正確；氧化1molAs2S3，反應(yīng)Ⅰ轉(zhuǎn)移12mole－，反應(yīng)Ⅱ轉(zhuǎn)移28mole－，轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為3∶7，D正確。3．(2024·湖南卷，9,3分)科學(xué)家發(fā)覺某些生物酶體系可以促進(jìn)H＋和e－的轉(zhuǎn)移(如a、b和c)，能將海洋中的NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為N2進(jìn)入大氣層，反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是(D)A．過程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)發(fā)生氧化反應(yīng)B．a(chǎn)和b中轉(zhuǎn)移的e－數(shù)目相等C．過程Ⅱ中參加反應(yīng)的n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶4D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O[解析]過程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化成NO，N元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；依據(jù)題圖可得，過程Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為e－＋NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NO↑＋H2O，過程Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式為3e－＋2H＋＋NHeq\o\al(＋,4)＋NO=H2O＋N2H4，過程Ⅰ中每生成1molNO，a中轉(zhuǎn)移1mol電子，過程Ⅱ中每消耗1mol的NO，b中轉(zhuǎn)移3mol電子，a和b中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目不相等，B錯(cuò)誤；由過程Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式可知，過程Ⅱ中參加反應(yīng)的n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶1，C錯(cuò)誤；從整個(gè)反應(yīng)過程來看，反應(yīng)物為NOeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)，產(chǎn)物為N2、H2O，D正確。[留意]解答本題時(shí)要留意e－參加的氧化還原過程，會(huì)影響電子得失狀況的推斷。4．(2024·山東卷，8,2分)試驗(yàn)室制備KMnO4過程為①高溫下在熔融強(qiáng)堿性介質(zhì)中用KClO3氧化MnO2制備K2MnO4；②水溶后冷卻，調(diào)溶液pH至弱堿性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③減壓過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，再減壓過濾得KMnO4。下列說法正確的是(D)A．①中用瓷坩堝作反應(yīng)器B．①中用NaOH作強(qiáng)堿性介質(zhì)C．②中K2MnO4只體現(xiàn)氧化性D．MnO2轉(zhuǎn)化為KMnO4的理論轉(zhuǎn)化率約為66.7%[解析]在熔融狀態(tài)下強(qiáng)堿性介質(zhì)會(huì)與瓷坩堝中的成分(SiO2)反應(yīng)，不能用瓷坩堝作反應(yīng)器；用NaOH作強(qiáng)堿性介質(zhì)，產(chǎn)物中會(huì)混有NaMnO4，應(yīng)用KOH作強(qiáng)堿性介質(zhì)；K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)生成KMnO4和MnO2，既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性；依據(jù)得失電子守恒，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)生成的KMnO4和MnO2物質(zhì)的量之比為2∶1，①中MnO2中Mn元素全部轉(zhuǎn)化為K2MnO4，由②可得①中MnO2中的Mn元素有eq\f(2,3)轉(zhuǎn)化為KMnO4，則MnO2轉(zhuǎn)化為KMnO4的理論轉(zhuǎn)化率約為66.7%；綜上所述可知選D。本講要點(diǎn)速記：1．易混的三個(gè)守恒關(guān)系氧化還原反應(yīng)中離子方程式的配平，先得失電子守恒，再電荷守恒，最終質(zhì)量守恒。2．方程式配平步驟：標(biāo)變價(jià)、列變更、求總數(shù)、配系數(shù)、查守恒。3．氧化還原反應(yīng)型離子方程式的書寫流程(1)找出反應(yīng)粒子：通過氧化還原反應(yīng)中元素價(jià)態(tài)的變更，找動(dòng)身生氧化還原反應(yīng)的微粒。(2)正確預(yù)料產(chǎn)物：依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律確定氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。(3)配平變價(jià)微粒：應(yīng)用最小公倍數(shù)法確定得失電子的數(shù)目，配平含變價(jià)元素的相關(guān)物質(zhì)。(4)確定缺項(xiàng)物質(zhì)：依據(jù)溶液酸堿性及電荷守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)是H2O、OH－還是H＋。(5)整體元素配平：通過視察法確定全部物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。(6)三查檢驗(yàn)驗(yàn)證：檢查物質(zhì)拆分是否正確，電荷、質(zhì)量是否守恒。4．配平氧化還原反