内容正文:
第二章 化学物质及其变化
氧化还原反应方程式的配平与计算
第二章 化学物质及其变化
【专题解读】
一、氧化还原反应方程式的配平
1.配平步骤
—标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
—通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
—确定氧化剂与还原剂的化学计量数
第二章 化学物质及其变化
—根据原子守恒,通过观察法确定其他物质的计量数
—检查电荷、得失电子是否分别守恒
第二章 化学物质及其变化
[示例1] 配平化学方程式H2S+HNO3―→S↓+NO↑+H2O。
第一步:标变价,H2+HO3―→↓+O↑+H2O
第二步:列得失,
第二章 化学物质及其变化
第三步:求总数,从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。
故H2S的化学计量数为3,HNO3的化学计量数为2。
第四步:配系数,先配平变价元素,再利用原子守恒配平其他元素。
3H2S+2HNO3===3S↓+2NO↑+4H2O
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第五步:查守恒,利用O原子守恒来进行验证。
[示例2] 配平Cu+HNO3(稀)―→Cu(NO3)2+NO↑+H2O。
①先配平含变价元素物质的化学计量数。
该氧化还原反应中的变价元素为Cu和N,则有
Cu(0)→Cu(+2) 化合价升2×3
N(+5)→N(+2) 化合价降3×2
Cu+HNO3(稀)―→Cu(NO3)2+NO↑+H2O。
②根据原子守恒,用观察法确定其他物质的化学计量数。Cu+HNO3(稀)===Cu(NO3)2+NO↑+H2O
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2.配平方法
(1)逆向配平法:如果氧化还原反应中氧化剂和还原剂是同一种物质(也称自身氧化还原反应),可以从生成物的一侧配平,即先确定生成物的系数,再确定反应物的系数。
(2)残缺方程式的配平法:所谓残缺方程式,即某些反应物或生成物的化学式未写出,它们一般为化合价不变的水、酸、碱等。对于这类方程式的配平,不仅要配平化学计量数,还要写出未知物质的化学式,其方法是先配平含变价元素物质的化学计量数,再通过比较反应物和生成物,观察增、减的原子或离子数,从而确定未知物并配平。
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(3)合并配平法:某物质中元素的化合价同时升高或降低,可以将这种物质当作一个整体计算化合价变化总数。
二、氧化还原反应的有关计算
1.找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。
2.找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。
3.根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式:
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)。
第二章 化学物质及其变化
某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物X。已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X,则X的化学式为________,试写出该反应的化学方程式:_______________________________________。
第二章 化学物质及其变化
[解析] 设1 mol KBrO3中Br元素被还原后的化合价为x,根据已知得:0.2 mol×(5-x)=1 mol,x=0,所以KBrO3被还原成Br2。在该氧化还原反应中,KBrO3是氧化剂,其还原产物为Br2,AsH3是还原剂,其氧化产物为H3AsO4,H2SO4作为反应物提供酸性环境,根据化合价升降相等即可配平。
[答案] Br2 4H2SO4+5AsH3+8KBrO3===5H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O
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【突破训练】
1.3 mol SO恰好将2 mol XO还原,SO被氧化为SO,则X元素在还原产物中的化合价是( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
解析:选D。3 mol SO恰好将2 mol XO还原,设X元素在还原产物中的化合价为x,由得失电子守恒可知,3 mol×(6-4)=
2 mol×(7-x),解得x=+4。
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2.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子的个数比为( )
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
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解析:选A。据反应方程式,5 mol NH4NO3中含有5 mol NH和5 mol NO,NH中N元素的化合价是-3价, N2中N元素的化合价是0价,所以5 mol NH做还原剂,N原子被氧化,生成氧化产物N2 2.5 mol;NO中N元素的化合价是+5价,其中2 mol NO生成2 mol HNO3,化合价未变,3 mol