内容正文:
微专题四 氧化还原反应方程式的配平与计算
一、氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
2.配平步骤
3.步骤示例
H2S+HNO3―→S↓+NO+H2O
第一步:标变价,H2+HN3―→↓+O+H2O
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
第五步:查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O原子守恒来进行验证。
二、氧化还原反应的计算
1.计算依据
氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数
2.解题步骤
(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,即
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
[名师助学] 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,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是__________________________。
解析 第一步:依题意,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原产物;碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
第二步:按“氧化剂+还原剂——还原产物+氧化产物”把离子方程式初步写成:MnO+C2O——Mn2++CO2↑。
由MnO→Mn2+,锰元素降了5价;由C2O→CO2,碳元素升了1价,1 mol C2O共失去2 mol e-,故在C2O前配5,在氧化产物CO2前配10;在MnO前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2MnO+5C2O——2Mn2++10CO2↑。
第三步:反应在酸性环境中进行,故在左边补充H+,右边补充H2O,2MnO+5C2O+H+——2Mn2++10CO2↑+H2O。
第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2MnO+5C2O+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。
答案 2MnO+5C2O+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2020·山东日照一中高一诊断)某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH),需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是( )
A.+2 B.+1
C.0 D.-1
解析 XO(OH)中X元素的化合价是+5,Na2SO3中S元素的化合价从+4升高到+6,设X元素被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降相等,可知:2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得a=0。
答案 C
1.配平下列氧化还原反应方程式。
(1)正向配平类
①____HCl(浓)+____MnO2____Cl2↑+____MnCl2+____H2O
②____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
③____MnO+____H++____Cl-===______Mn2++____Cl2↑+____H2O
(2)逆向配平类
①______S+____KOH____K2S+______K2SO3+____H2O
②____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
③______Cl2+______Ca(OH)2===____CaCl2+______Ca(ClO)2+____H2O
(3)缺项配平类
①____ClO-+____Fe(OH)3+________===____Cl-+____FeO+____H2O
②____MnO+____H2O2+________===____Mn2++____O2↑+____H2O
答案 (1)①4 1 1 1 2 ②5 1 3 3 3 3 ③2 16 10 2 5 8
(2)①3 6 2 1 3 ②2 9 3 3 5 ③2 2 1 1 2
(3)①3 2 4OH- 3 2 5 ②2 5 6H+ 2 5 8
2.(1)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、AlN、CO。请写出该反应的化学方程式并配平:_________________________________。
(2)某离子反应中共有 H2O、ClO-、N