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第2讲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.能利用电子守恒原理进行相关计算。氧化还原反应方程式的配平的基本方法——顺向法和逆向法氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。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：求元素化合价升高数和降低数的总数，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。【例1】配平下列化学反应的方程式。(1)____HCl(浓)＋____MnO2===____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O(2)____FeS2＋____O2===____Fe2O3＋____SO2(3)____Cu＋____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O(4)____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O(5)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3【例2】配平下列离子方程式。(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____===____Cl－＋____FeO2－4＋____H2O(2)____MnO－4＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O反思感悟配平的基本技能,(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。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，不追究中间反应历程，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。【例3】14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L(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．9.6gB．6.4gC．3.2gD．1.6g【例4】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．2B．3C．4D．5【例5】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()A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5反思感悟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)。氧化还原反应原理在化学工艺流程中的应用【例6】高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列________(填序号)物质相似。A．75%酒精B．双氧水C．苯酚D．84消毒液(NaClO溶液)(2)写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，该反应中的还原剂是____________。(4)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、__________和__________(写化学式)。(5)若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得________molKMnO4。【例7】传统的自来水处理剂是在自来水中加入规定剂量的液氯，液氯能够溶解于水，并且与水能够发生化学反应。近年来，科技工作者为了延长液氯的杀菌时间，在液氯中加入适量的液氨。(1)请你写出液氯与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________，氧化剂是__________，还原剂是________。从氧化剂和还原剂来看，该反应的特点是________________________________________________________________________，从元素化合价的变化来看，该反应的特点是________________________________________________________________________。(2)用液氯作为自来水的杀菌剂，起作用的是HClO，所以液氯加入水中后含氯的物质有氯单质、HClO和________，其中氯单质可以从水中挥发，这正是我们打开自来水管有时能够闻到刺激性气味的原因，HClO也可以分解产生氧气和HCl。在液氯中加入少量液氨，生成NH2Cl，NH2Cl比HClO稳定。在HClO浓度大的时候发生的反应是NH3＋HClO===H2O＋NH2Cl，在HClO浓度小的时候发生的反应是H2O＋NH2Cl===NH3↑＋HClO，所以这种方法可以缓慢的放出HClO，起杀菌、消毒的作用，减少了氯的流失。以上两个反应的反应类型是__________(填序号)。A．氧化还原反应B．非氧化还原反应C．置换反应D．复分解反应从定性和定量两个角度探究有关氧化还原反应的实验1．关于物质氧化性、还原性强弱的实验【例8】某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原理进行了如下探究：【实验】制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是________(填序号)。a．边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b．将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中c．制备银镜时，用酒精灯的灯焰给试管底部加热d．银氨溶液具有较弱的氧化性e．在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大【提出假设】假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe(NO3)3，溶液显酸性，在此酸性条件下NO－3能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出了Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容(提示：NO－3在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论①②……若银镜消失，假设2成立；若银镜不消失，假设2不成立【思考与交流】(4)甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋和NO－3都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法中学中氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类：(1)自身指示剂：有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色，而滴定产物为无色，则滴定时就无需另加指示剂，自身颜色变化可以起指示剂的作用，此类指示剂称为自身指示剂。如MnO－4本身在溶液中显紫红色，还原后的产物Mn2＋为无色，所以用高锰酸钾溶液滴定时，不需要另加指示剂。(2)显色指示剂：有些物质本身并没有颜色，但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色，或开始有特殊颜色，滴定后变为无色，因而可指示滴定终点。如滴定前溶液中无单质碘，滴定后有单质碘生成等，可用淀粉等作为指示剂。【例9】(1)配平氧化还原反应方程式：C2O2－4＋____MnO－4＋____H＋===____CO2↑＋____Mn2＋＋____H2O(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液。量取两份此溶液各25mL，分别置于两个锥形瓶中。①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25mol·L－1NaOH溶液至20mL时，溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H＋的总物质的量为________mol。②第二份溶液中滴加0.10mol·L－1的酸性高锰酸钾溶液。A．KMnO4溶液在滴定过程中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)，该滴定过程____________(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至16mL时反应完全，此时溶液颜色由________变为__________。B．若在接近终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测结果__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。C．若在达到滴定终点时俯视读数，则所得结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为________，KHC2O4的质量分数为__________。1．(2011·江苏，9)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(如下图)。下列说法正确的是()A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D．图中所示转化反应都是氧化还原反应2．(2009·全国理综Ⅱ，6)物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A．1∶4B．1∶5C．2∶3D．2∶53．(2008·上海，6)下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是()A．F2、K、HClB．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O4．(2010·上海，24)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：__＋__＋__―→__HIO3＋__(2)整个过程中的还原剂是________________。(3)把KI换成KBr，则CCl4层变成________色，继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变