2019届一轮复习化学人教版课件：氧化还原反应的计算及方程式配平

第7讲氧化还原反应的计算及方程式配平[考纲要求]1.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。高频考点氧化还原反应的计算方法——电子守恒法1．(1)在Fe＋4HNO3Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O的反应中，HNO3表现了________性和________性，则1molFe参加反应时，被还原的HNO3为________mol，转移电子为________mol。(2)氨气与氧化铜反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。完成下列填空：①该反应的还原剂是______________，发生还原反应的物质是____________②氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。③若反应中转移0.90mol电子，则生成铜的质量为________g。【答案】(1)酸氧化13(2)①NH3CuO②3∶2③28.82．在KClO3＋6HCl(浓)KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数比为()A．1∶6B．6∶1C．1∶5D．5∶1【解析】题目中的反应为反应中被氧化的氯与被还原的氯原子个数比为5∶1。【答案】D1．计算依据对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，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，不追究中间反应过程，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。2．守恒法解题的思维流程(1)“一找物质”找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失”确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系”根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值3．多步连续进行的氧化还原反应的有关计算对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的_______________，根据该关系式可以快速求解。电子守恒关系式考点1同一反应中元素间得失电子守恒(一)两元素间得失电子守恒1．(2016·北京海淀区重点中学检测)在Zn＋HNO3Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O的反应中，如果2molZn完全发生反应，则被还原的HNO3的物质的量是()A．0.5molB．1molC.2molD．5mol【解析】Zn被氧化生成Zn(NO3)2，HNO3被还原生成NH4NO3，若2molZn完全发生反应，生成2molZn(NO3)2，据电子得失守恒可得：2n[Zn(NO3)2]＝8n(NH4NO3)，则n(NH4NO3)＝14×2mol＝0.5mol。【答案】A2．(2016·吉林扶余一中第一次月考)用0.1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好将2×10－3mol的XO－4还原，则元素X在还原产物中的化合价是()A．＋1B．＋2C．＋3D．＋4【解析】该反应中，S元素由＋4价升高为＋6价，设X元素由＋7价降低为＋x价，根据得失电子守恒可得：0.1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－3mol×(7－x)，解得x＝4。【答案】D3．(2016·北京石景山区重点中学检测)(NH4)2PtCl6晶体受热分解，生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂。在此分解反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是()A．2∶3B．3∶2C．4∶3D．1∶3【解析】由题意可知，该反应可表示为(NH4)2PtCl6N2＋HCl＋NH4Cl＋Pt，N2是氧化产物，Pt是还原产物，据得失电子守恒可得：n(N2)×2×[0－(－3)]＝n(Pt)×(4－0)，则有n(N2)∶n(Pt)＝2∶3。【答案】A(二)多元素间得失电子守恒【解析】根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2先氧化Fe2＋，然后再氧化Br－。x＝0.4a时，Cl2不能完全氧化Fe2＋，只能发生反应2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，A项正确；当x＝0.6a时，Cl2将Fe2＋完全氧化后，又能氧化0.2amol的Br－，故B项错误；x＝a时，Cl2氧化Fe2＋后又能氧化amol的Br－，C项正确；x＝1.5a时，Cl2能将Fe2＋、Br－完全氧化，D项正确。【答案】B【解析】设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为x，5molH2O参加反应，失去电子4mol，根据电子守恒得：3x＝4mol，x＝43mol。【答案】C考点2多步反应中元素得失电子守恒6．(2017·济南模拟)取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mLNO2气体和672mL的N2O4气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。则x等于()A．8.64gB．9.20gC．9.00gD．9.44g【解析】反应流程为xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：n(OH－)＝8.96L22.4L·mol－1×1＋0.672L22.4L·mol－1×2×1＝0.46mol所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。【答案】B7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL【解析】由题意可知，HNO3NO2N2O4，NO则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×1.68L22.4L·mol－1＝0.15mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3mol，则V(NaOH)＝0.3mol5mol·L－1＝0.06L＝60mL。【答案】A【反思归纳】有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。难点专攻(五)氧化还原反应方程式的配平与书写【答案】(1)124212(2)25315(3)513333(4)21610258(5)29335【方法总结】直接配平氧化还原方程式的步骤和方法如：(2016·天津高考)配平下列反应的化学方程式：MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O【答案】MnO(OH)2＋2I－＋4H＋Mn2＋＋I2＋3H2O【答案】(1)166H＋163H2O(2)2311214H2O(3)158H＋154H2O(4)5214H＋527H2O(5)211H2O21(6)524518H＋【方法总结】缺项配平氧化还原方程式的步骤和方法缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平流程为：【答案】2MnO－4＋5C2O2－4＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O考点2信息型氧化还原反应方程式的书写3．书写下列反应的方程式。(1)(2016·全国甲卷)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。(2)(2016·全国丙卷)烟气中含有SO2和NO，写出用NaClO2溶液将烟气中NO转化成NO－3的离子方程式：___________________________________________________。(3)(2016·浙江高考)向无色酸性H2SO3溶液中加入I2的KI溶液(棕红色)，得到无色溶液(酸性变强)，该反应的化学方程式为_________________________________________________。(4)(2016·四川高考)在稀硫酸中，Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化氧的一种氢化物，铬元素被还原为＋3，该反应的化学方程式是______________________________________。(5)(2016·江苏高考)写出O2在碱性条件下将Mn2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：__________________________。(6)(2016·江苏高考)一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH－4(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)－4，其离子方程式为_________________________________________________。【答案】(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O【方法总结】信息型氧化还原反应方程式的书写方法信息型氧化还原反应方程式是指用文字描述的方式，叙述一个化学反应的过程，需要从文字信息中提炼反应物、生成物，进而分析反应中电子得失情况，其流程为：如：(2016·全国乙卷)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O2－7还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为______________________________________________________。【答案】Cr2O2－7＋3HSO－3＋5H＋2Cr3＋＋3SO2－4＋4H2O1．(1)(2016·甲卷节选)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_____________________________________________。实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4)，反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________。【解析】(1)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色主要是H2O2将FeCl2中的Fe2＋氧化成Fe3＋的缘故，发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。NH3中氮元素的化合价升高，则NaClO作氧化剂，其中氯元素化合价应降为－1，由氧化还原反应规律及质量守恒定律可知，该反应的化学方程式为2NH3＋NaClON2H4＋NaCl＋H2O。(2)根据元素化合价变化和原子守恒配平。【答案】(1)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋2H2O2NH3＋NaClON2H4＋NaCl＋H2O(2)124212【解析】由NaBiO3固体加入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，加热，得紫色的混合溶液，则NaBiO3的还原产物为Bi3＋，Mn2＋的氧化产物为MnO－4，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得，该反应的离子方程式为5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO－4＋7H2O。【答案】5214H＋552MnO－47H2O(2)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2。①甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式：_______________________________________________________________________________________