第4講

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.掌握氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法及技巧。2.了解電子守恒法在化學(xué)計(jì)算中

的應(yīng)用。

考點(diǎn)一氧化還原反應(yīng)方程式的配平

■整合必備知識(shí)

1.氧化還原反應(yīng)方程式配平的基本原則

電子氧化劑和還原劑得失電子總數(shù)相等，

配守恒化合價(jià)升高總數(shù)=化合價(jià)降低總數(shù)

平

三

大慧T反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和個(gè)數(shù)不變）

原

則

電荷—離子反應(yīng)前后，陰、陽(yáng)離子所帶電荷

守恒總數(shù)相等

2.氧化還原反應(yīng)方程式配平的一般步驟

T標(biāo)變價(jià)H標(biāo)明反應(yīng)前后變價(jià)元素的化合加

T列得失H列出化合價(jià)的變化周

配

平通過(guò)求最小公倍數(shù)使化合價(jià)升降總

五T求總數(shù)卜

數(shù)相笠

步

驟

確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還

原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，觀察法配平

其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)

T查守恒H檢查質(zhì)量、電前、電子是否守恒）

■提升關(guān)鍵能力

1.正向配平

(1)Cu+HN03(稀)=CU(N03)2+NOt+H2O

(2)KI+KIO3+H2SO4=I2+K2SO4+H2O

+2+

⑶MnO4+H+Cr=Mn+Cl2f+H2O

答案(1)38324(2)513333(3)21610258

2.逆向配平

(1)I2+NaOH=Nai+NaIO3+H2O

(2)S+KOH=K2S+K2SO3+H20

(3)P4+KOH+H20=K3PO4+PH3t

答案(1)36513(2)36213(3)29335

3.含有未知數(shù)的配平

(1)_____CO+______NOA=______CO2+—N2

(2)F&S+HC1=S+FeCl2+H2S

二

(3)Na2Sx+NaClO+NaOH=Na2SO4+NaCl+H2O

答案(l)2x2lx1(2)-2(--1)11(3)1(3x+l)(2x—2)x(3x+1)(x

XX

-1)

4.有機(jī)物參與的氧化還原反應(yīng)方程式的配平

(1)KClOs+H2C2O4+H2SC)4=C1021+CO21+

KHSO4+______H2O

⑵

CH2=CH2+KMnO4+H2SO4=K2SO4+MnSO4+

______CO2+______H2O

⑶

_____C2H50H+_______K2Cr2O7+_____月2s04=______K2sO4+_____Cr2(SO4)3+

______CH3COOH+______H20

答案(1)2122222

(2)512186121028

(3)32822311

5.缺項(xiàng)配平

二______

(1)______CIO_+______Fe(OH)3+________=cr+__FeOF+_____H2O

Mn2++

(2)MnO7+H2O2+=02t+H20

(3)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(A1N)的反應(yīng)體系中的物質(zhì)有AI2O3、C、N2、CO?

請(qǐng)將A1N之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi)，并配平。

+O+O^DA1N+

(4)將NaBiCh固體(黃色，微溶)加入MnSCU和H2sCM的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色@3+

無(wú)色)。配平該反應(yīng)的離子方程式：

□NaBiCh+OMII2++O^_=ONH++OBP++O___+O_____

答案(1)3240H325

(2)256H+258

⑶AI2O33CN223C0

+

(4)5214H552MnO；7H20

解析(3)根據(jù)氮元素、碳元素的化合價(jià)變化，N2是氧化劑，C是還原劑，A1N為還原產(chǎn)物，

co為氧化產(chǎn)物。

?歸納總結(jié)

“三步法”突破缺項(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平

缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)物或生成物在方程式中沒(méi)有寫(xiě)出來(lái)，它們一般為水、酸(H+)或堿(OH)

其配平一般規(guī)律為

條件補(bǔ)項(xiàng)原則

酸性條件下缺H或多O補(bǔ)H+,少O補(bǔ)H2O

堿性條件下缺H或多O補(bǔ)H2O,少O補(bǔ)OH一

考點(diǎn)二電子守恒法計(jì)算及應(yīng)用

■整合

I.電子守恒法計(jì)算的原理

氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)。

2.電子守恒法計(jì)算的流程

(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。

(2)找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))。

(3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。

"(氧化劑)X變價(jià)原子個(gè)數(shù)X化合價(jià)變化值(高價(jià)一低價(jià))=〃(還原齊4)X變價(jià)原子個(gè)數(shù)X化合價(jià)

變化值(高價(jià)一低價(jià))。

■提升關(guān)鍵能力

一、利用電子守恒確定元素價(jià)態(tài)或物質(zhì)組成

11

1.現(xiàn)有24mL0.05mol-L的Na2s。3溶液與20mL0.02mol-L的K2Cr2O7溶液恰好完全反

應(yīng)。已知Na2s。3可被KzCnCh氧化為Na2so4,則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為。

答案+3

解析根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒：0.05mol-L-1X0.024LX(6—4)=0.02molL^1X0.020LX2X(6

—n),解得"=3。

2.Na2sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2so4,而NaClO被還原為NaCl,若反應(yīng)中Na2sx

與NaClO的物質(zhì)的量之比為1：16,則x的值為0

答案5

_2

x+6+1-1

解析Na2sx-->xNa2s。4,NaClO-->NaCl,

得關(guān)系式1X_6—Ixj_]'x—16X2,解得X—5o

二、電子守恒在未配平方程式中的應(yīng)用

3.在P+CUSO4+H2O—->。^+113「04+112504(未配平)反應(yīng)中，7.511101。1$04可氧化「的

物質(zhì)的量為molo生成1molCu3P時(shí)，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為moL

答案1.52.2

解析設(shè)7.5molCuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為x,生成1molCu3P時(shí)，被氧化的P的物質(zhì)的

量為產(chǎn)根據(jù)得失電子守恒：7.5molX(2—l)=xX(5—0),解得x=1.5mol;1molX3X(2—1)

+1molX[0-(—3)]=yX(5-O),解得y=1.2mol,所以生成1molCu3P時(shí)，參加反應(yīng)的P

的物質(zhì)的量為1.2mol+1mol=2.2mol。

三、多步反應(yīng)得失電子守恒問(wèn)題

4.取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過(guò)程中硝酸被還原只產(chǎn)生8960mL的NC>2氣體

和672mL的N2O4氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液,

生成沉淀的質(zhì)量為17.02g。則x等于。

答案9.20

解析反應(yīng)流程為

[MWcu2+--^|Mg(OH)2

Mg忤%MgCU|Cu(0H)2

CuJINO2>N2O4

xg=17.02g-m(OH"),而OIT的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNCh

得到電子的物質(zhì)的量，即：?(OH")=-8?6L_XI+。672L_X2X1=0.46mol,所以

22.4L-mol122.4Lmol1

xg=17.02g—0.46molX17g,mo「=9.20go

5.足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣

體與1.68LC>2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸

銅溶液中加入5molL_1NaOH溶液至CiP+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是

________mLo

答案60

(NO2

解析由題意可知，HNO30,c；o.N2O4，則Cu失去電子的物質(zhì)的量與O2得到電子的

NO

物質(zhì)的量相等，即〃(Cu)=2W(O2)=2X—L68L_=0.15moL根據(jù)元素守恒及NaOH和

22.4L-mol1

CU(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式："(NaOH)=2w[Cu(NO3)2]=2H(CU)=0.3mol,則K(NaOH)=

0.3mol

=0.06L=60mLo

5molL-1

四、電子守恒在氧化還原滴定中的應(yīng)用

6.某廢水中含有CnO＞，為了處理有毒的CnO歹，需要先測(cè)定其濃度：取20mL廢水，加

入適量稀硫酸，再加入過(guò)量的KimLcimolL1（NH4）2Fe（SC）4）2溶液，充分反應(yīng)（還原產(chǎn)物為

3+

Cr）o用c2moil-iKMiiCU溶液滴定過(guò)量的Fe2+至終點(diǎn)，消耗KMnC）4溶液七mL。則原廢

水中c（Cr2。歹）為o

答案CMTC2%mol,L-i

120

2++3+3+2++3+2+

解析Cr2Or+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O,5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+

-11

4H2OO根據(jù)得失電子守恒列等式：cimolLXFimLXlO^LmL^=20mLX10^LmL?X6c(Cr2OD

+5C2mol-L-'XVimLX10-3LmL1,解得molL^'o

課時(shí)精練

1.一定條件下，硝酸鏤受熱分解的化學(xué)方程式（未配平）為NH4NO3--?HNO3+N2f+H2O,

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.配平后H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為6

B.NH4NO3既是氧化劑又是還原劑

C.該反應(yīng)既是分解反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)

D.氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5：3

答案A

解析5NH4NO3=2HNO3+4N2t+9H2O,A錯(cuò)誤；NH4NO3中NHI所含N元素價(jià)態(tài)升高，

部分NO]所含N元素價(jià)態(tài)降低，則NH4NO3既是氧化劑又是還原劑，B正確；該反應(yīng)中反

應(yīng)物只有一種，則屬于分解反應(yīng)，該反應(yīng)中含有變價(jià)元素，則屬于氧化還原反應(yīng)，C正確；

氧化產(chǎn)物（5NH1一：N2）和還原產(chǎn)物（3NOL：N2）的物質(zhì)的量之比為:：|=5：3,D正確。

2.把圖2中的物質(zhì)補(bǔ)充到圖1中，可得到一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)的離子方程式（未配平）。

畫(huà)儼）……（—?）同…

圖1

1+MnO；）（+IO；）[+IO力[+凡0）

圖2

對(duì)該氧化還原反應(yīng)的離子方程式，下列說(shuō)法不正確的是（）

A.IO3是氧化劑，具有氧化性

B.氧化性：MnO；＞IO4

C.氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為5：2

D.若有2個(gè)Md+參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移10個(gè)電子

答案B

解析由題干信息得到該離子方程式為5IO7+2Mn2++3H2O=2MnO3+5IO9+6H+,IO3中

的碘元素在反應(yīng)中化合價(jià)降低，得電子，作氧化劑，具有氧化性，故A正確；根據(jù)反應(yīng)方程

式可知，該反應(yīng)的氧化劑是103,氧化產(chǎn)物是MnC>4,則氧化性強(qiáng)弱順序是IO3>MnO7,故

B錯(cuò)誤；根據(jù)方程式可知：氧化劑碘酸根離子和還原劑鎰離子的物質(zhì)的量之比為5：2,故C

正確；根據(jù)離子方程式可知，有2個(gè)ME+參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)是10個(gè)，故D正確。

3+2+

3.已知反應(yīng)：?SO2+2Fe+2H2O=SOF+2Fe+W；

+3+3+

②CnO歹+aFe2++Z>H--?&+Fe+H2O（未配平）

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.方程式①中W為4OIT

2+

B.還原性強(qiáng)弱：SO2>Fe

C.。=6,b=7

+3+

D.反應(yīng)Cr2Or+3SO2+2H=2Cr+3SOK+H2O不能發(fā)生

答案B

3+

解析根據(jù)原子守恒并結(jié)合離子方程式兩邊離子所帶電荷總數(shù)相等可知，反應(yīng)①為SO2+2Fe

2++2+

+2H2O===SOr+2Fe+4H,W為4"，A錯(cuò)誤；由反應(yīng)①可知，還原性：SO2>Fe,B正

確；反應(yīng)②中，根據(jù)得失電子守恒可得，CnO歹和C-+對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、2,Fe2

+和Fe3+對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)均為6,則a=6,再結(jié)合離子方程式兩邊離子所帶電荷總數(shù)相等

可得，6=14,C錯(cuò)誤；CnO歹具有強(qiáng)氧化性，SO?具有還原性，且由①、②可知氧化性：

+3+

Cr2or>sor,則CnOk能將SO2氧化為SOF,即反應(yīng)Cr2Or+3SO2+2H=2Cr+3SOF

+壓0能發(fā)生，D錯(cuò)誤。

4.（2024?大連模擬）Na2s2O3去除酸性廢水中H3ASO3的反應(yīng)機(jī)理如圖所示（圖中“HS「為自

由基）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.X的化學(xué)式為H2s2

B.HS?反應(yīng)活性較強(qiáng)，不能穩(wěn)定存在

C.步驟III反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8：1

D.步驟IV除碑的化學(xué)方程式為3H2S+2H3AsC>3==As2s3I+6H2O

答案C

解析s20r經(jīng)過(guò)“途徑i”的除硅過(guò)程可描述為，S2。r與氫離子在紫外線照射條件下可以

生成HS,兩個(gè)HS?可以結(jié)合生成H2s2,H2s2分解得到S8和H2S,H2s與H3ASO3發(fā)生反應(yīng)

生成As2s3,X的化學(xué)式為H2s2,故A正確；HS?反應(yīng)活性較強(qiáng)，在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中

均不能大量存在，故B正確；步驟III反應(yīng)中H2s2分解得到S8和H2S,化學(xué)方程式為8H2S2=S8

+8H2S,S元素化合價(jià)部分由一1價(jià)上升到0價(jià)，又部分由一1價(jià)下降到一2價(jià)，H2s2既是氧

化劑也是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1,故C錯(cuò)誤；步躲IV中，H2s與

H3ASO3發(fā)生反應(yīng)生成As2s3,化學(xué)方程式為3H2S+2H3AsC)3=As2s33+6H2O,故D正確。

5.(2023?深圳一中高三模擬)一種在恒溫、恒定氣流流速下，催化氧化HC1生產(chǎn)CL工藝的主

要反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說(shuō)法不正確的是()

A.該過(guò)程中Cu元素的化合價(jià)發(fā)生變化

B.Cu(OH)CkCu20cl2均為中間產(chǎn)物

C.Cu(OH)Cl分解生成兩種產(chǎn)物，物質(zhì)X為HzO

一定條件

D.該過(guò)程涉及反應(yīng)：2Cu20cl2+O2'2C12+4CUO

答案A

解析由反應(yīng)歷程圖可知，該過(guò)程中含Cu化合物CuO、Cu(OH)ChCu20cl2中Cu元素的

化合價(jià)均為+2價(jià)，即保持不變，A項(xiàng)不正確；由反應(yīng)歷程圖可知，反應(yīng)前加入了CuO,CuO

與HC1反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cu(OH)Cl,然后Cu(OH)Cl分解為Cu20cl2和H2O,Cu20cl2與Ch反應(yīng)又

生成了CuO,則CuO為催化劑，Cu(OH)Cl>Cu20cl2均為中間產(chǎn)物，B、C項(xiàng)正確；由反應(yīng)

歷程圖可知，該過(guò)程涉及CU20cl2與。2反應(yīng)生成CuO和Cb的反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平

一定牟件

可得2Cu20cl2+O2''2C12+4CUO,D項(xiàng)正確。

6.配平下列離子方程式：

2++3+

(1)N05+Fe+H=NOt+Fe+H20

2+

⑵Mn+H2O2+OH=MnO2I+H20

+2+

⑶MnO2+SOF+H=Mn+SOF+H2O

答案(1)112111(2)11212(3)112111

7.配平下列反應(yīng)。

(1)Li2c。3+c6Hl2。6+FePO4=LiFePO4+COf+H20+

C02t

⑵(NH4)2MO4O13+H2-Mo+NH3+H2O

(3)H2S+N0%=S+H2O+N2

⑷FeCl3-6H2O+SOCh^^FeCh+SO2t+HC1t

答案(1)6I1212666(2)1124213(3)2x22x2x1(4)161

612

8.(l)[2022?全國(guó)甲卷，27(1)]工業(yè)上常用芒硝(Na2sO4TOH2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉，

同時(shí)生成CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________

(2)[2022?江蘇，14(1)①]在弱堿性溶液中，F(xiàn)eS與CrO1反應(yīng)生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和單質(zhì)S,

其離子方程式為o

答案(l)Na2sC)4T0H2O+4C=^^Na2S+4cof+10H2O

(2)FeS+CrOF+4H2O=Fe(OH)3+Cr(OH)3+S+20H

9.[2021?全國(guó)甲卷，26(2)]以NalCh為原料制備L的方法是先向NaIC>3溶液中加入計(jì)量的

NaHSO3,生成碘化物；再向混合溶液中加入NalCh溶液，反應(yīng)得到卜。上述制備b的總反應(yīng)

的離子方程式為=

+

答案2IOF+5HSOr=l2+5SOF+3H+H2O

10.現(xiàn)代工業(yè)上用氧化鋅煙灰(主要成分為ZnO,含少量Pb、CuO和AS2O3)制取高純鋅的部

分工藝流程如圖所示。

過(guò)量NHjHzO、凡0,

22

NH4CIi

氧化

氧化鋅煙灰高純鋅

除雜

2+

(1)已知：“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[CU(NH3)4]>AsClM等。寫(xiě)出該過(guò)程中生成

[Zn(NH3)4F+的相關(guān)離子方程式：______________________________________________________

⑵“氧化除雜”的目的是將“AsCl1”轉(zhuǎn)化為AS2O5膠體，再經(jīng)吸附聚沉除去。寫(xiě)出氧化反

應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________

O

2+

答案(l)ZnO+2NH3-H2O+2NH4=[Zn(NH3)4]+3H2O(2)2AsClF+2H2O2+

6NH3-H2O=AS2O5(膠體)+10CF+6NHt+5H2O

H.寫(xiě)出下列方程式。

(l)[2022?全國(guó)乙卷，26(3)(ii)]在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc),還要加入H2O2。壓。2促進(jìn)

了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,其化學(xué)方程式為

(2)[2022?湖南，17(2)①]TiCh與C、CL,在600℃的沸騰爐中充分反應(yīng)后，混合氣體中各組

分的分壓如下表：

物質(zhì)

TiCl4coCO2Cl2

分壓/MPa4.59xio-21.84XIO-23.70X10-25.98X10-9

該溫度下，TiO2與C、CL反應(yīng)的總化學(xué)方程式為。

答案⑴Pb+H2O2+2HAc==Pb(Ac)2+2H2。

(2)5TiO2+6C+1OCL坐￡5T?4+2CO+4CO2

解析(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，該溫度下C主要生成CO和CO2,根據(jù)同溫同體積下氣體的壓

強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可知TiCL、CO和CO2的物質(zhì)的量之比約是5：2：4,所以TiCh與

C、CL反應(yīng)的總化學(xué)方程式為5TiO2+6C+10Cl2^=^5TiCl4+2CO+4CO20

12.依據(jù)圖示信息書(shū)寫(xiě)方程式：

(1)酸性環(huán)境中脫硫過(guò)程示意圖如圖。

CHa、H2sS

CH4,H2OO2

過(guò)程i反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________________

(2)酸性環(huán)境中，納米Fe/Ni去除NO,分兩步，將步驟ii補(bǔ)充完整:

+2+

i.NOr+Fe+2H=NO2-+Fe+H2O；

ii.++H+=Fe2+++

3+2++

答案(1)H2S+2Fe=2Fe+SI+2H

(2)NO73Fe83NH42H2O

13.鎬廣泛存在于自然界中，工業(yè)可用軟鑄礦(主要成分是MnCh)制備鎰。

資料：①M(fèi)nCO3難溶于水，可溶于稀酸。

②在Mn2+催化下，SO?在水溶液中被氧化成H2so4。

I.制備

⑴寫(xiě)出鋁熱法還原MnO2制備銃的化學(xué)方程式:=

(2)工業(yè)上制備錦時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量廢水和錦渣。銃渣煨燒會(huì)產(chǎn)生含高濃度S02的煙氣，可用以

下方法處理。

方法一：

①用軟鎰礦進(jìn)行脫硫可生成硫酸鎬，從而達(dá)到資源的循環(huán)使用。寫(xiě)出一定條件下利用MnCh

進(jìn)行脫硫的化學(xué)方程式:

過(guò)程I:

3+2++

過(guò)程II：2Fe+S02+2H2O=2Fe+SOF+4H

過(guò)程［的離子方程式:________________________________________________________________

方法二:

③用MnCCh進(jìn)行脫硫，可提高脫硫率。結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋原因：

H.廢水中鎰含量的測(cè)定

⑶取1mL廢水置于20mL磷酸介質(zhì)中，加入HCICU,將溶液中的Mr?+氧化為Mip+,

1

用cmol-L(NH4)2Fe(SO4)2溶液進(jìn)行滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，滴定管刻度由%mL變?yōu)樨癿L,

廢水中鎰的含量為g-mL_1o

2+

答案(1)4A1+3MnO2=^3Mn+2A12O3(2)?MnO2+SO2^^MnSO4?2Fe+MnO