内容正文:
第7课时 关键能力——氧化还原反应的配平及计算
近几年,全国卷及地方卷都重点考查信息型氧化还原方程式的书写、氧化还原滴定及计算等,突出对考纲中“掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算”这一要求的考查,体现高考化学命题“综合应用”层次的能力要求,因此,掌握氧化还原反应方程式的配平及计算技巧显得尤为重要。
考向1 氧化还原反应方程式的配平
配平氧化还原反应方程式要依据“三个守恒规律”:
角度1 基本型氧化还原反应方程式的配平
基本型氧化还原反应方程式中,各反应物和生成物均提供,要求根据氧化还原方程式配平的基本方法,配平该化学方程式,确定某物质的化学计量数等。
(2017·全国卷Ⅲ,27题节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质:
。
步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为____________。
试一试,你能行!________
解析 第一步:标变价
O·2O3+Na2CO3+ +2O3+CO2+
第二步:列得失
第三步:求总数
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。
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。
2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2
第五步:查守恒
检查剩余元素Na、C和O是否守恒。
FeO·Cr2O3的化学计量数为2,NaNO3的化学计量数为7,故FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为2∶7。
答案 2∶7
[决胜策略] 抓住“三守恒”,“五步”配平氧化还原反应方程式
[强化1] (1)(天津卷,9题节选)酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+―→Mn2++I2+H2O(未配平)。配平该反应的方程式,其化学计量数依次为__________________。
(2)(安徽卷,27题节选)请配平下列反应的化学方程式:□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2―→□NaBH4+□Na2SiO3。
解析 (1)I元素由-1价升高到0价,Mn元素由+4价降低到+2价,根据元素化合价升高总数相等可得MnO(OH)2和I-的化学计量数分别为1、2,再结合原子守恒和电荷守恒配平:MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O。
(2)H元素由0价降低到-1价,Na元素由0价升高到+1价,根据元素化合价升降总数相等、原子守恒和电荷守恒配平:NaBO2+2SiO2+4Na+2H2===NaBH4+2Na2SiO3。
答案 (1)1,2,4,1,1,3 (2)1,2,4,2,1,2
角度2 缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项氧化还原反应方程式中,某些反应物或生成物未提供,要求配平化学(或离子)方程式,并标出缺项物质,大多缺项是H2O、酸(H+)或碱(OH-)。
(浙江卷,27题节选)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO+( )C2O+______===( )Mn2++( )CO2↑+________
试一试,你能行!________
解析
答案 2 5 16H+ 2 10 8H2O
[决胜策略] 配平缺项型氧化还原反应方程式的思维流程
[注意] 补充缺项时,要考虑溶液的酸碱性,在酸性条件下,缺H或多O补H+,少O补H2O;在碱性条件下,缺H或多O补H2O,少O补OH-。
[强化2] (1)(福建卷,25题节选)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体。完成I中反应的总化学方程式:□NaCl+□H2O===□NaClO3+□________。
(2)(天津卷,10题节选)完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:□ClO+□Fe2++□____===□Cl-+□Fe3++□_______。
解析 (1)反应I中,Cl元素由-1价升高到+5价,Cl和O元素化合价均处于最低价,不能被还原,据此推知H2O中+1价H元素被还原,则未知产物为H2,结合电子得失守恒和原子守恒配平:NaCl+3H2O===NaClO3+3H2↑。
(2)Cl元素由+5价降低到-1价,Fe元素由+2价升高到+3价,据元素化合价升降总数相等可知,ClO、Fe2+的化学计量数分别为1、6,再结合电荷守恒和原子守恒配平:ClO+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O。
答案 (1)1 3 1 3 H2 (2)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
考向2 信息型氧化还原方程式的书写
信息型氧化还原反应方程式常通过文字描述或工艺流程图的形式