内容正文:
第7讲 氧化还原方程式的配平和计算
复习目标
1.能够根据化合价升降(或电子转移)守恒规律进行氧化还原反应方程式的配平。
2.能根据化合价升降(或电子转移)守恒规律进行有关氧化还原反应的简单计算。
氧化还原方程式的配平
1.配平氧化还原方程式的“三个原则”
2.配平氧化还原方程式的“五个步骤”
考向1 基本型氧化还原方程式的配平
【例1】(1)FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2,
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。
(2)酸性条件下,MnO(OH)2可将I-氧化生成I2:MnO(OH)2+I-+H+―→Mn2++I2+H2O(未配平)。配平该反应的离子方程式,其系数依次为__________。
(3)请配平下列反应的化学方程式:□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2―→□NaBH4+□Na2SiO3。
答案:(1)2∶7 (2)1,2,4,1,1,3 (3)1 2 4 2 1 2
解析:(1)分析价态变化可知,1 mol FeO·Cr2O3失去7 mol电子,1 mol NaNO3得到2 mol电子,则由得失电子守恒可知二者系数比应为2∶7。
(2)Mn元素的化合价由+4价降低到+2价,碘元素的化合价由-1价升高到0价,根据化合价升降总数相等,配平后化学方程式为MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O,故其系数依次为1,2,4,1,1,3。
(3)H元素由0价降低到-1价,Na元素由0价升高到+1价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平:NaBO2+2SiO2+4Na+2H2===NaBH4+2Na2SiO3。
考向2 缺项型氧化还原方程式的配平
【例2】(1)完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:
□ClO+□Fe2++□______===□Cl-+□Fe3++□______。
(2)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
□MnO+□C2O+□____________===□Mn2++□CO2↑+□________________。
答案:(1)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
(2)2 5 16 H+ 2 10 8 H2O
解析:(1)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+的系数分别为1、6,再结合电荷守恒和原子守恒配平:ClO+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O。
(2)Mn元素由+7价降低到+2价,C元素由+3价升高到+4价,根据元素化合价升降总数相等可知,MnO、C2O的系数分别为2、5,再结合电荷守恒和原子守恒配平:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+
8H2O。
(1)配平氧化还原方程式的两种常用方法
(2)“三步法”配平缺项型氧化还原方程式
1.配平下列两个化学(或离子)方程式。
(1)□LiCoO2+□H2SO4+□H2O2===□Li2SO4+□CoSO4+□O2↑+□________
(2)□MnO+□Fe2++□________===□Mn2++□Fe3++□________
答案:(1)2 3 1 1 2 1 4 H2O
(2)1 5 8 H+ 1 5 4 H2O
2.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+□______。
答案:1 3 1 3 H2↑
解析:反应Ⅰ中,Cl元素由-1价升高到+5价,NaCl中Cl元素和H2O中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,结合得失电子守恒和原子守恒配平:NaCl+3H2O===NaClO3+3H2↑。
氧化还原反应的计算
1.氧化还原反应的计算——得失电子守恒法
得失电子守恒法是氧化还原反应计算的依据,即:氧化剂得到电子总数=还原剂失去电子总数。利用氧化还原反应中得失电子守恒思想,只需找出反应过程中的始态物质和终态物质,从得电子与失电子两方面进行整体思维,建立二者之间的得失电子守恒关系,即可快速求解。
2.“三步法”巧解氧化还原反应的计算题
考向1 单一反应中得失电子守恒的应用
【例1】已知24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与16 mL浓度为0.03 mol/L的KRO4溶液完全反应。已知Na2SO3可被KRO4氧化为Na2SO4,则元素R在还原产物中的化合价为( )
A.+2价 B.+3价
C.+4价 D.+5价
A 解析:假设反应后R元素化合价为+x价,根据反应中元素化合价升降数目相等,可知2