内容正文:
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
·考试要求·
1.建立氧化还原的观点,掌握氧化还原反应的规律,结合常见的氧化还原反应理解有关规律;通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算、配平的思维模型。
2.通过学习,体会化学与生产、生活、社会的密切关系,引导学生认识到科学技术可以促进社会的发展和进步。
落实考点 素养升华
√
电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
考向1| 根据电子守恒确定化合价或物质组成
1.已知Na2X2O3可作为脱氯剂,20.00 mL 0.250 mol·L-1的Na2X2O3溶液恰好把448 mL(标准状况下)Cl2转化为Cl-,则产物中X元素的化合价为( )
A.-2价 B.+4价 C.+6价 D.+7价
C 解析:Cl2完全转化为Cl-,根据氧化还原反应的规律可知,Na2X2O3被氧化,X元素化合价升高,令氧化产物中X元素的化合价为m,根据电子守恒得:0.448 L÷22.4 L·mol-1×2×1=0.020 L×0.250 mol·L-1 ×2×(m-2),解得m=6。
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
2.已知K2Cr2O7具有强氧化性。24 mL 0.05 mol·L-1Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L-1 K2Cr2O7溶液恰好完全反应。下列说法不正确的是( )
A.常温下Na2SO3溶液的pH>7
B.反应中转移了1.2×10-3 mol电子
C.氧化产物是Na2SO4
D.生成物中,Cr的化合价为+3价
√
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
B 解析:Na2SO3属于强碱弱酸盐水解显碱性,溶液的pH>7,故A正确;Na2SO3被氧化为Na2SO4,S的化合价由+4价升高为+6价,反应中转移了0.024 L×0.05 mol·L-1×(6-4)=2.4×10-3 mol电子,故B错误;反应中,Na2SO3被氧化为Na2SO4,氧化产物是Na2SO4,故C正确;令Cr在产物中的化合价为a价,根据电子守恒,则20×10-3L×0.02 mol·L-1×2×(6-a)=2.4×10-3 mol,解得a=+3,故D正确。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
方法规律
电子守恒在计算中的应用
(1)直接计算反应物与生成物或反应物与反应物之间的数量关系。
(2)对于多步连续的氧化还原反应,则可根据“电子传递”,找出起始反应物和最终生成物之间的关系进行计算,忽略反应过程。
(3)以电子守恒为核心,建立起“等价代换”,找出有关物质之间的关系进行计算。
(4)串联电解池时,流经各个电极上的电子数相等。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
考向2| 氧化还原反应的相关计算
3.为测定某尾气中SO2含量,某同学将尾气样品通入100 mL 0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液(假定样品中其他气体均不参与反应,SO2可被溶液充分吸收),反应的离子方程式为+2Mn2++4H+。若尾气流速为a L·s-1,平行测定三次,溶液恰好褪色的平均耗时为b s,则该尾气样品中SO2含量(单位:g·L-1)为( )
A.
C.
√
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
C 解析:设尾气中SO2的物质的量为n,则由离子方程式得
~ 5SO2
2 5
(0.10×0.10) mol n
所以n=2.5×10-2mol,尾气样品中SO2含量为=
g·L-1。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
4.SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下化学反应:①+2Fe2++4H+;②+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。下列说法错误的是( )
A.氧化性:>Fe3+>SO2
B.反应②中,每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子6 mol
C.由上述反应原理推断,K2Cr2O7可以将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.标准状况下,若有6.72 L SO2参加反应,则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
√
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
D 解析:由①可知,氧化性:Fe3+>SO2,由②可知,氧化性:>Fe3+,故A正确;反应②中,铬元素的化合价由+6价变为+3价,每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子6 mol,故B正确;由反应①②可得,氧化性:,推断K2Cr2O7可以将Na2SO3氧化成Na2SO4,故C正确;标准状况下,6.72 L SO2为0.3 mol,若有0.3 mol SO2参加反应,硫元素的化合价由+4价变为+6价,转移0.6 mol电子,则最终消耗0.1 mol K2Cr2O7,故D错误。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
方法规律
氧化还原反应的计算题解题方法
(1)要注意有的反应物作氧化剂或还原剂,但只是部分参加氧化还原反应,不能全部代入计算,要注意区分反应中转移的电子数与一定量氧化剂或还原剂转移的电子数。
(2)如果溶液中有多种离子均能参加反应,则要根据反应的先后顺序进行计算。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
氧化还原反应方程式的配平
考向1| 氧化还原反应方程式的配平方法
1.正向配平
(1)__Cu+__HNO3(稀)===__+__NO↑+__H2O
(2)__H2S+__SO2===__S↓+__H2O
(3)__KI+__CuSO4===__I2+__CuI↓+__K2SO4
(4)__NaBO2+__SiO2+__Na+__H2===__NaBH4+__Na2SiO3
3
8
3
2
4
2
1
3
2
4
2
1
2
2
1
2
4
2
1
2
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
2.逆向配平
(1)__S+__NaOH2Na2S+__Na2SO3+__H2O
(2)__Cl2+__Ca(OH)2__CaCl2+__Ca(ClO)2+__H2O
(3)__P4+__KOH+__H2O===__K3PO4+__PH3↑
3.整体法配平
(1)__FeS2+___O2===__Fe2O3+__SO2
(2)__Cu2S+___HNO3===__Cu(NO3)2+__H2SO4+___NO↑+__H2O
3
6
1
3
2
2
1
1
2
2
9
3
3
5
4
11
2
8
3
22
6
3
10
8
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
13
4.缺项配平
(1)NaBiO3+Mn2++___===Na++Bi3++ ____ (2)LiCoO2+H2SO4+H2O2===Li2SO4+CoSO4+ O2↑+_____
(3)Fe(OH)2+ClO-+_____ ===Fe(OH)3+ Cl-
(4)Mn2++ H2O===MnO2↓+Cl2↑+ ____
H+
H2O
H2O
H2O
H+
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
方法规律
常见氧化还原反应的配平技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素的化合价是全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物一边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。当方程式中有多个缺项时,先利用电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,后再运用电荷守恒和原子守恒确定其他粒子并配平。
(4)有机物参与的氧化还原方程式的配平:一般有机物中H显+1价,O显-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则,确定碳元素的平均价态,然后进行配平。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
考向2| 陌生氧化还原方程式的配平
5.测定某溶液中甲醇含量的部分过程如下:
①KMnO4溶液处理:+H2O (未配平,下同);②酸化处理:+H2O。下列说法错误的是( )
A.“反应①”中X为OH-,配平后化学计量数为8
B.“反应①”中氧化性:
C.“反应②”中,可用盐酸进行酸化
D.“反应②”消耗时,反应中转移0.4 mol e-
√
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
C 解析:将反应①配平为+6H2O,“反应①”中X为OH-,配平后化学计量数为8,故A正确;根据反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,“反应①”中为氧化 剂是氧化产物,则氧化性:,故B正确;由于Cl-在酸性条件下可与、发生氧化还原反应,因此“反应②”中,不能用盐酸进行酸化,故C错误;将反应②配平为+2H2O,则消耗时,反应中转移电子×0.6 mol=0.4 mol,故D正确。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
6.过二硫酸钠(Na2S2O8)和铋酸钠(NaBiO3)都是工业上常用的强氧化剂。下列分别是Mn2+与过二硫酸钠和铋酸钠反应的离子方程式(未配平)。
+Na++Bi3++H2O
下列说法错误的是( )
A.过二硫酸钠中O(-2价)和O(-1价)含量之比为3∶1
B.反应Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比是5∶2
C.反应Ⅱ生成转移电子的物质的量为5 mol
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗等量的Mn2+,则Ⅰ和Ⅱ中还原产物的物质的量之比为 1∶1
√
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
D 解析:中存在1个过氧键,过氧键中氧元素为-1价,则过二硫酸钠中O(-2价)和O(-1价)含量之比为6∶2=3∶1,A正确;反应Ⅰ中中氧元素的化合价降低,为氧化剂,锰元素的化合价升高,为还原剂,反应的离子方程式为+16H+,故氧化剂和还原剂物质的量之比是5∶2,B正确;反应Ⅱ中锰元素的化合价由+2价变为+7价,转移5个电子,故生成转移电子的物质的量为5 mol,C正确;反应Ⅰ中,反应Ⅱ中2Mn2+~10e-~5Bi3+,若消耗等量的Mn2+,则Ⅰ和Ⅱ中还原产物的物质的量之比为2∶1,D错误。
落实考点 素养升华
课时质量评价
第2课时 氧化还原反应的计算与方程式的配平
$$