第5講氧化還原反應(yīng)的計(jì)算及方程式的配平

課程標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)建構(gòu)

1.能從氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測(cè)物質(zhì)的化學(xué)

性質(zhì)與變化，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行部分驗(yàn)證，

分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.能進(jìn)行氧化還原方程式的配平與計(jì)算。

-------重整突破,-----------------------------------------培育關(guān)鍵能力

考點(diǎn)一電子守恒思想在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用

（典例1］現(xiàn)有24mL濃度為0.05mol-L_1的Na2sCh溶液恰好與20mL濃

度為0.02molL-1的K2O2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2s03可被K2O2O7氧化為

Na2so4,則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為（）

A.+2B.+3

C.+4D.+5

答案B

解析題目中指出被還原的元素是Cr,則得電子的物質(zhì)是K2Cr2Ch,失電子

的物質(zhì)是Na2so3,其中S元素的化合價(jià)從+46；而Cr元素的化合價(jià)將從+

6-+〃（設(shè)化合價(jià)為+〃）。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05mol?L

X0.024LX（6-4）=0.02mobL",X0.020L義2X（6—〃），解得〃=3。

【對(duì)點(diǎn)練1）（電子守恒在價(jià)態(tài)判斷中的應(yīng)用）某強(qiáng)氧化劑XO（OH匹被

Na2s03還原。如果還原2.4X103molXO（OHH，需用30mL0.2moLLf的Na2so3

溶液，則X元素被還原后的價(jià)態(tài)是（）

A.+2B.+1

C.0D.-1

答案C

解析在氧化還原反應(yīng)中電子得失數(shù)目相等。設(shè)在反應(yīng)后X的化合價(jià)為x,

則2.4義l（）rx（5—x）=0.03X0.2X2,解得X=0,因此C選項(xiàng)正確。

【對(duì)點(diǎn)練2］（電子守恒在計(jì)算中的應(yīng)用）某離子反應(yīng)中涉及FhO、。0一、

NHi、H\N2、。一六種微粒。其中N2、CIO一的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如

圖所示。下列判斷不正確的是（）

A.該反應(yīng)的還原劑是NHI

B.消耗1mol還原劑，轉(zhuǎn)移3mol電子

C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3

D.當(dāng)生成14gN2時(shí)，消耗的。0一為1.5mol

答案C

解析根據(jù)題意圖示可知，氧化劑為。0一，還原劑為NH，由電子守恒得：

〃(CIO)X2=〃(NHi)X3,〃(C1O)：〃(NH；)=3：2,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【對(duì)點(diǎn)練3】(氧化還原電子守恒問題)(2020?山西太原市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考)

在反應(yīng)3BrFa+5H2O=9HF+Br2+HBrO3+O2t中，若有5molH2O參加反應(yīng)，

被水還原的溟原子為()

A.1molB.2/3mol

C.4/3molD.2mol

答案C

解析在反應(yīng)3BrF3+5H2O=HBrO3+B門+9HF+02t中，元素化合價(jià)變

化情況為：澳元素由+3價(jià)升高為+5價(jià)，澳元素由+3價(jià)降低為。價(jià)，氧元素

化合價(jià)由一2價(jià)升高為()價(jià)，所以BrF3既是氧化劑也是還原劑，同時(shí)水也是還原

劑，若5molH2O參加反應(yīng)，則生成1molO2,氧原子提供電子物質(zhì)的量為2

molX2,令被水還原的BrFs的物質(zhì)的量為xmol,杈據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：2molX2

=xmolX(3-0),解得了=4/3,選項(xiàng)C符合題意。

------------------歸納總結(jié)-------------------

應(yīng)用得失電子守恒解題的一般步驟

【典例2】取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過程中硝酸被還原只產(chǎn)

生8960mL的NCh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，生成沉淀質(zhì)量為17.02g。則x等于()

A.8.64B.9.20

C.9.00D.9.44

答案B

解析反應(yīng)流程

2+「2+NaOH〔Mg(OH)2

雷?)3,第、Cu-一|Cu(0H)2

[NO2、N2O4

xg=17.02g-/7?(OH-),

而OFT的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNCh得電子

的物質(zhì)的量，即：

〃(OH)=”、[X1+”.1產(chǎn)[X2X1=0.46mol,

22.4Lmol22.4Lmol1

所以xg=17.02g-0.46molX17=9.20go

【對(duì)點(diǎn)練4](多步反應(yīng)中電子守恒的應(yīng)用)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1.68L0乂標(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5mol-L1NaOH溶液至Ci?.恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是

()

A.60mLB.45mL

C.30mLD.15mL

答案A

解析由題意可知，Cu失去的電子數(shù)與02得到的電子數(shù)相等，即〃(Cu)=

2x?68L

2〃(。2)==不丁―FT=0.15moi。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(N0s)2的反應(yīng)可得

ZZ.4L-moi

().3med

關(guān)系式：zi(NaOH)=2W[CU(NO)2]=2n(Cu)=0.3mol,則V(NaOH)=

35moIL

0.06L=60mLo

【對(duì)點(diǎn)練5】(利用電子守恒推導(dǎo)對(duì)應(yīng)關(guān)系的應(yīng)用)羥胺(NH2OH)是一種還原

劑，能將某些氧化劑還原。現(xiàn)用25.00mL0.049羥胺的酸性溶液與足量

的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng)，生成的Fe2+恰好與24.50mL0.020molL-1酸

性KMnCU溶液完全反應(yīng)。已知(未配平)：FeSO4+KMnO4+H2SO4-Fe2(SO4)3

+K2so,+MnSO4+H2O,則羥胺的氧化產(chǎn)物是()

A.N2B.N2O

C.NOD.NO2

答案B

解析設(shè)氧化產(chǎn)物中N的化合價(jià)為x,根據(jù)電子守恒可推導(dǎo)關(guān)系5NH20H?

(x+l)KMnO4,可列式

5__25.00X1Q~3LX0.049molL-1

m=24.50X10-3LX0.020mol-Lq,

解得x-1O

------------------歸納總結(jié)-------------------

多步連續(xù)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算技巧

題目涉及氧化還原反應(yīng)較多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，用常規(guī)方法求解比較困難,

只要中間各步反應(yīng)過程中沒有電子損耗，只依據(jù)起始反應(yīng)物與最終產(chǎn)物，略去中

間過程，建立兩者間的電子守恒關(guān)系，快速求解。

考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與配平

【典例3】配平下列化學(xué)方程式：

(1)H2S+HNO3=S\+NOt+

________H2O

(2)MnOj+H++CI"=Mi?++

Cht+H2O

(3)S+KOH普=K2s+K2s03+

________H2O

(4)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AIN)的反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：AkCh、

C、N2、AIN、COo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.

高溫

++AIN+

⑸在酸性條件下，QCcCh被Fe2+還原為C1+,完成下列方程式:

-2+『十3

Cr2O7-FFe+Fe

++

答案(1)32324

(2)2161()258

(3)3623

(4)AbO33CN223C0

(5)1614H267H2O

解析（1）配平步驟如下

~2+5

第一步：標(biāo)變價(jià)，H2S+HNO3--SI+N0t+H2O

第二步：列得失，H2s十HN5

失去2e得到（5-2）e

+2

SNO

第三步：求總數(shù)，從而確定氧化劑（或還原產(chǎn)物）和還原劑（或氧化產(chǎn)物）的化

學(xué)計(jì)量數(shù)。

ILS+HNO,

失去2?一X3得到3e-X2

SNO

故H2s的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3,HNO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2。

第四步：配系數(shù)，先配平變價(jià)元素，再利用原子守恒配平其他元素。

3H2s+2HNCh=3SI4-2NOt+4H2O

第五步：查守恒，其他原子在配平時(shí)相等，最后利用O原子守恒來進(jìn)行驗(yàn)

證。

（4）根據(jù)氮元素、碳元素的化合價(jià)變化判斷，N2是氧化劑，C是還原劑，A1N

為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物。

名師點(diǎn)撥

（1）氧化還原反應(yīng)方程式配平的基本原則

.

數(shù)相等

電子總

劑得失

和還原

和汽化劑

守恒

電子

低總數(shù)

合價(jià)降

數(shù)=化

升高總

平化合價(jià)

三

不變

和個(gè)數(shù)

的種類

后原子

原反應(yīng)前

則

荷

所帶電

陽離子

.陰、

前后

反應(yīng)

離子

等

總數(shù)相

般步驟

平的一

程式配

反應(yīng)方

化還原

（2）氧

價(jià)

化合

素為

價(jià)元

后變

應(yīng)前

明反

價(jià)-標(biāo)

標(biāo)變

限

數(shù)）

失電子

（或得

變化值

公價(jià)的

列出化

變化H

平卜列

五

有'

總數(shù)

升降

合價(jià)

使化

倍數(shù)

小公

求坡

麗:

數(shù)i-n

4求總

步

產(chǎn)物

、還原

產(chǎn)物

、氣化

原劑

劑、還

銃化

_確定

驟______

的化學(xué)

他物質(zhì)

配平其

觀察法

片數(shù).

化學(xué)計(jì)

卜的

系數(shù)

T配

數(shù)

「十.

守恒

是否

、電子

;電荷

質(zhì)量

檢查

恒H

-I壹守