氧化还原反应的计算及方程式的配平课件

第5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。重难点:氧化还原反应的配平方法。氧化还原反应的计算及方程式的配平考点二氧化还原反应计算题中重要的解题思想考点一氧化还原反应方程式的配平方法知识梳理·题型构建考点三氧化还原反应原理的综合应用氧化还原反应方程式的配平方法知识梳理·题型构建考点一I氧化还原反应的实质是反应过程中发生了，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然还原剂失电子总数(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。(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。电子转移等于深度思考知识梳理·题型构建根据FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2回答下列问题(1)氧化剂________，还原剂________，氧化产物__________，还原产物_______________。(2)元素化合价升高的元素为________，元素化合价降低的元素为________。(3)1“分子”还原剂化合价升高总数为________，1“分子”氧化剂化合价降低总数为________。(4)配平后各物质的系数依次为____________________。41128O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2Fe、SO114【题组递进】题组一12知识梳理·题型构建题组二3题组三4题组一正向配平类知识梳理·题型构建1．(1)____HCl(浓)＋____MnO2===____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O(2)____Cu＋____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O(3)____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O(4)____MnO－4＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O411123832451333321610258△题组一12题组二3题组三4知识梳理·题型构建题组二逆向配平类2．(1)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O(2)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH33621329335题组一12题组二3题组三4知识梳理·题型构建题组三缺项配平类3．(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋______===____Cl－＋____FeO2－4＋____H2O(2)____MnO－4＋____H2O2＋______===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O8324OH－325256H＋25题组一12题组二3题组三4知识梳理·题型构建配平的基本技能(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。知识梳理·题型构建4．按要求完成下列方程式：(1)在NaClO溶液中通入足量SO2，写出发生反应的离子方程式：_____________________________________。题组一12题组二3题组三4题组四突破未知氧化还原反应方程式的书写ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO2－4＋2H＋解析第一步：①找出发生氧化还原反应的粒子：ClO－和SO2；②根据价态规律，预测氧化产物和还原产物，并写出参加氧化还原反应的物质及氧化产物和还原产物：ClO－＋SO2―→Cl－＋SO2－4；③配电子守恒，由于ClO－―→Cl－是得到2e－；SO2―→SO2－4是失去2e－，因此，得失电子已经相等了。第二步：配电荷守恒，该反应所产生的溶液是呈酸性的，用H＋来配电荷，显然是加在生成物的一边，并且得加2个H＋，即ClO－＋SO2―→Cl－＋SO2－4＋2H＋。第三步：配原子守恒，反应是遵循质量守恒定律的，因此反应前后，相应原子个数要相等的，显然反应物的一边要加1个H2O，即ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO2－4＋2H＋。知识梳理·题型构建(2)S与Cl2的水溶液充分反应可生成2种强酸，该反应的化学反应方程式是_________________________________。题组一12题组二3题组三4S＋3Cl2＋4H2O===6HCl＋H2SO4解析反应体系中有S、Cl2和H2O，显然Cl2为氧化剂，S为还原剂；Cl2的还原产物为Cl－，而S的氧化产物可在SO2、SO2－3、SO2－4中选择。根据题给信息(生成2种强酸)，可有2种方法进行判断。方法1：结合中学常见的六大强酸(HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI)，根据原子守恒排除掉HBr、HI、HNO3，还剩下H2SO4、HCl、HClO4，生成物只能是HCl和H2SO4。方法2：根据得失电子守恒，得S＋3Cl2―→6Cl－＋SO2－4(第1步)；溶液呈酸性，在等式右侧添加8molH＋使电荷守恒，S＋3Cl2―→6Cl－＋SO2－4＋8H＋(第2步)；在等式左侧添加4molH2O使原子守恒，S＋3Cl2＋4H2O===6Cl－＋SO2－4＋8H＋(第3步)。检查无误，改写成如下化学反应方程式：S＋3Cl2＋4H2O===6HCl＋H2SO4。知识梳理·题型构建(3)无色有刺激性气味的SO2气体与含1.5molCl的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5NA个电子转移时，该反应的化学方程式是_____________________________。题组一12题组二3题组三42HClO3＋SO2===2ClO2＋H2SO4解析可用于实验室制氧气的氯的含氧酸盐是KClO3，1.5molHClO3在反应中转移的电子数为1.5NA个，即1.5mol电子，说明1molCl得到的电子为1mol，化合价降低1价，从＋5价降为＋4价。还原剂为SO2，氧化产物为SO2－4，根据得失电子守恒规律得2HClO3＋SO2―→2ClO2＋SO2－4(第1步)；溶液呈酸性，在等式右侧添加2molH＋使电荷守恒，2HClO3＋SO2―→2ClO2＋SO2－4＋2H＋(第2步)；检查原子已经守恒，改写成化学反应方程式(第3步)：2HClO3＋SO2===2ClO2＋H2SO4。知识梳理·题型构建未知氧化还原反应方程式的书写技巧⑴熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物氧化剂Cl2O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H＋)、MnO2Fe3＋KClO3H2O2还原产物Cl－O2－SO2NO或NO2Mn2＋Fe2＋Cl－H2O还原剂I－(HI)S2－(H2S)CO、CH2NH3SO2、SO2－3H2O2氧化产物I2SCO2H＋NOSO2－4O2知识梳理·题型构建(2)书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法)第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式两端的电荷守恒。第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。氧化还原反应计算题中重要的解题思想知识梳理·题型构建考点二I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。知识梳理·题型构建【题组递进】题组一1题组二2345题组三6题组四7题组一简单反应的得失电子守恒问题知识梳理·题型构建1．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解析本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。得关系式1×6－－2x·xe－＝16×2e－，x＝5。D题组一1题组二2345题组三6题组四7题组一简单反应的得失电子守恒问题知识梳理·题型构建2．24mL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解析题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；B题组一1题组二2345题组三6题组四7而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。知识梳理·题型构建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)。题组二多元素参与反应的得失电子守恒问题知识梳理·题型构建3．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1molCu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。解析设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x；生成1molCu3P时，被氧化P的物质的量为y根据电子守恒得：7．5mol×(2－1)＝x·(5－0)x＝1.5mol1mol×3×(2－1)＋1mol×[0－(－3)]＝y·(5－0)y＝1.2mol所以参加反应的P的物质的量为1.2mol＋1mol＝2.2mol。2.21.5题组一1题组二2345题组三6题组四7题组二多元素参与反应的得失电子守恒问题知识梳理·题型构建4．四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋2S2O2－3＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4O2－6＋2H2O。请回答下列问题。(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是____________。(2)反应的化学方程式中x＝________。(3)每生成1molFe3O4，反应转移的电子为________mol，被Fe2＋还原的O2的物质的量为________mol。解析(2)根据电荷守恒得：x＋2×2－3×2＝2，解得x＝4。440.5题组一1题组二2345题组三6题组四7Fe2＋、S2O2－3(3)根据还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数，当生成1molFe3O4时，转移的电子数即是1molO2得