第十讲 氧化还原方程式的书写及相关计算 -2024-2025学年高一化学期中复习讲义（鲁科版2019必修第一册）

第十讲 氧化还原方程式的书写及相关计算 考点精编 一、氧化还原方程式的配平和书写 1.配平氧化还原化学方程式步骤： ◆标变价 ◆求变价 ◆最小公倍数配平两剂两产系数 ◆观察法配平其他 ①观察是否需要补系数，如果需要，补系数 ②再配平其他（一般查H补H2O） ◆检查（物料守恒，一般利用O原子数目来检查） 2.配平氧化还原离子反应方程式步骤： （1）标变价： （2）求变价： （3）调电荷： （4）配系数： 例题： 1.正向配平： (1)C +___ H2SO4 (浓)=== ___SO2 +___CO2+___H2O (2)____Cu＋____HNO3(浓)===____Cu(NO3)2＋___NO2↑＋____H2O (3)____KMnO4＋____HCl===____KCl＋____MnCl2＋____Cl2↑____H2O 2.逆向配平： (1)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O (2) ___Cl2＋___NaOH ___NaCl＋___NaClO3＋___H2O 3.缺项配平： (1)____MnO4－ +____Fe2+ ＋____===____Mn2++____Fe3+＋____ (2)____KMnO4＋____SO2＋_ ___===____MnSO4＋____K2SO4＋____H2SO4 3.信息型反应方程式的书写 （1）分析题干找变价元素，确定：氧化剂—还原产物，还原剂—氧化产物； （2）利用得失电子守恒配平变价原子个数，确定两剂两产前的系数； （3）调电荷； （4）利用H2O调平H、O原子个数。 例题： 1．按要求回答下列问题： （1）KMnO4作为强氧化剂，其氧化性随溶液的酸性增强而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋，在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2，试写出在酸性条件下氧化H2O2的离子方程式： 。 （2）工业上可用KClO3溶液与Na2SO3溶液在稀H2SO4存在下制得ClO2气体，试写出该反应的离子方程式： 。 （3）在强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，可以将溶液中Ce3＋氧化成Ce(OH)4沉淀得以分离，试写出该反应的离子方程式 。 （4）H3PO2的工业制法是将白磷（P4）与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应，写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式： 。 二、氧化还原反应的定量计算 1.守恒法在氧化还原计算中的常见题型 （1）计算氧化剂与还原剂物质的量之比或质量之比； （2）计算参加反应的氧化剂或还原剂的量； （3）确定反应前后某一元素的价态变化或物质的化学式； （4）计算反应过程中的电子转移数目等。 2.解题依据：得失电子守恒 → 化合价升降数相等 题型突破 题型一 氧化还原方程式的书写 1．一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式（未配平），该反应中，被氧化与被还原的氮原子个数之比为 A．5∶3 B．5∶4 C．1∶1 D．3∶5 2．在一定条件下，硫酸铵发生分解反应：a (NH4)2SO4 = b N2↑+ c NH3↑+ d SO2↑+ e H2O，将化学计量数b、c、d、e按照从大到小排序，正确的顺序是 A．e>c>d>b B．c>e>d>b C．e>b>d>c D．c>d>b>e 3．完成下列问题。 Ⅰ．现有下列十种物质：①蔗糖  ②熔融NaCl  ③盐酸  ④铜丝  ⑤NaOH固体  ⑥氧气  ⑦CuSO4固体  ⑧乙醇  ⑨KNO3溶液  ⑩液态H2SO4。 (1)上述状态下物质中可导电的是 (填序号，下同)。 (2)上述状态下物质中不能导电，但属于电解质的是 。 (3)上述物质中属于非电解质的是 。 Ⅱ．储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的纳米碳管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，反应的化学方程式为：(未配平)。回答下列问题。 (4)该反应中，还原剂是 (填化学式)，还原产物是 (填化学式)。 (5)在该反应中H2SO4表现出___________(填字母)。 A．只有酸性 B．只有氧化性 C．酸性和氧化性 D．酸性和还原性 (6)配平上述方程式： 。每生成2分子H2O，该反应转移 个电子。 题型二 氧化还原的计算 1.含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠()溶液恰好反应完全，已知参加反应的与的个数之比为1：3.则还原产物中元素的化合价 A．+5价 B．-3价 C．+3价 D．-1价 2．Cl2与70℃的NaOH溶液充分反应后，生成NaCl、NaClO和NaClO3三种盐。单位体积内，ClO−与的离子数目之比为5∶2，则溶液中Cl−与ClO−的离子数目之比为 A．9∶4 B．3∶1 C．11∶2 D．1∶1 3．在离子型氧化还原反应aR2++4H++O2 =mR3++2H2O中，a的值为 A．1 B．2 C．3 D．4 4．将12.8gCu和一定量的浓硝酸反应，当Cu反应完全时，共收集到标准状况下6.72L和NO的混合气体(不考虑转化为)，则反应中生成的物质的量为 A．0.10mol B．0.05mol C．0.25mol D．0.3mol 5．将溶液逐滴滴入含的溶液中，反应中生成的、的物质的量与滴入的的物质的量的关系如图所示。当溶液中与的物质的量相等时，加入的的物质的量是 A．1.525 mol B．1.875 mol C．2.225 mol D．2.275 mol 题型三 氧化还原综合习题 1．关于反应3Fe3++CuFeS2+Cl-＝CuCl+2S+4Fe2+。下列说法不正确的是 A． CuFeS2既是氧化剂，又是还原剂 B．反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:4 C．消耗 56gFe3+时，反应中有1mol电子转移 D．向反应后的溶液中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则说明Fe3+未完全反应 2．氢化钠()在野外用作生氢剂，有关的化学反应原理为：。下列有关该反应的说法正确的是 A．中H的化合价为 B．和是同素异形体 C．是还原剂，得到电子 D．转移1个电子时生成1个 3．人体血红蛋白分子中含有Fe2+，正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力。 (1)反应过程中亚硝酸钠发生 反应，说明Fe2+具有 性；误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，通过发生氧化还原反应解毒，说明维生素C具有 性。 (2)FeCl2易在酸性溶液(含HCl)中与H2O2溶液反应生成FeCl3，该反应的化学反应方程式为： 2FeCl2 + H2O2 + 2HCl=2FeCl3 + 2H2O ，则发生反应的H2O2分子与转移的电子数之比为 。 (3)Fe3+对H2O2的分解也有催化作用，若分别用高锰酸钾和H2O2制得等质量氧气，、，反应过程中转移的电子数之比为 。 4．亚磷酸是合成纤维、塑料稳定剂和有机磷农药的原料。 (1)H3PO3是二元中强酸，属于弱电解质，写出其电离方程式 。亚磷酸与足量溶液反应生成的盐的化学式是 ，该盐属于 (填“酸式盐”、“碱式盐”或“正盐”)。 (2)亚磷酸可与硝酸银或硫酸反应。 ①H3PO3中P元素的化合价是 。 ②已知在水溶液中可发生如下反应：。在该反应中，还原剂是 ，还原产物是 ，电子转移数为 。 ③H3PO3可将硫酸还原为SO2，，用单线桥法标出电子转移情况 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十讲 氧化还原方程式的书写及相关计算 考点精编 一、氧化还原方程式的配平和书写 1.配平氧化还原化学方程式步骤： ◆标变价 ◆求变价 ◆最小公倍数配平两剂两产系数 ◆观察法配平其他 ①观察是否需要补系数，如果需要，补系数 ②再配平其他（一般查H补H2O） ◆检查（物料守恒，一般利用O原子数目来检查） 2.配平氧化还原离子反应方程式步骤： （1）标变价： （2）求变价： （3）调电荷： （4）配系数： 例题： 1.正向配平： (1)C +_2_ H2SO4 (浓)=== _2_SO2 +_1_CO2+_2_H2O (2)__1_Cu＋__4_HNO3(浓)===__1__Cu(NO3)2＋_2_NO2↑＋__2__H2O (3)_2___KMnO4＋__16__HCl===__2__KCl＋__2__MnCl2＋__5__Cl2↑__8__H2O 2.逆向配平： (1)__3__S＋_6__KOH===__2__K2S＋_1___K2SO3＋_3___H2O (2) _3__Cl2＋__6_NaOH _5__NaCl＋_1__NaClO3＋_3__H2O 3.缺项配平： (1)__1__MnO4－ +__5__Fe2+ ＋_8_H+__===__1_Mn2++_5___Fe3+＋__4H2O__ (2)___2_KMnO4＋__5__SO2＋_ _2H2O__===__2__MnSO4＋__1__K2SO4＋__2__H2SO4 3.信息型反应方程式的书写 （1）分析题干找变价元素，确定：氧化剂—还原产物，还原剂—氧化产物； （2）利用得失电子守恒配平变价原子个数，确定两剂两产前的系数； （3）调电荷； （4）利用H2O调平H、O原子个数。 例题： 1．按要求回答下列问题： （1）KMnO4作为强氧化剂，其氧化性随溶液的酸性增强而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋，在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2，试写出在酸性条件下氧化H2O2的离子方程式： 2MnO4－+ 5H2O2+6H＋=2Mn2＋ +5O 2↑+8H2O 。 （2）工业上可用KClO3溶液与Na2SO3溶液在稀H2SO4存在下制得ClO2气体，试写出该反应的离子方程式： 2 ClO3－+ SO32－+2H＋= SO42－+ 2ClO2↑+ H2O 。 （3）在强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，可以将溶液中Ce3＋氧化成Ce(OH)4沉淀得以分离，试写出该反应的离子方程式 2Ce3＋+ H2O2+ 6H2O=Ce(OH)4↓+6H＋ 。 （4）H3PO2的工业制法是将白磷（P4）与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应，写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式： 2P4+3Ba(OH)2+6H2O = 2PH3↑+3Ba(H2PO2)2 。 二、氧化还原反应的定量计算 1.守恒法在氧化还原计算中的常见题型 （1）计算氧化剂与还原剂物质的量之比或质量之比； （2）计算参加反应的氧化剂或还原剂的量； （3）确定反应前后某一元素的价态变化或物质的化学式； （4）计算反应过程中的电子转移数目等。 2.解题依据：得失电子守恒 → 化合价升降数相等 题型突破 题型一 氧化还原方程式的书写 1．一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式（未配平），该反应中，被氧化与被还原的氮原子个数之比为 A．5∶3 B．5∶4 C．1∶1 D．3∶5 【答案】A 【详解】在5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O的反应中，铵根离子中N元素化合价由-3价升高为0价，失电子被氧化，硝酸根中N元素化合价由+5价降低为0价，得电子被还原，氮气既是还原产物也是氧化产物，根据电子转移守恒，可知被氧化的氮原子与被还原的氮原子物质的量之比为(5-0):[0-(-3)]=5:3，故选A。 2．在一定条件下，硫酸铵发生分解反应：a (NH4)2SO4 = b N2↑+ c NH3↑+ d SO2↑+ e H2O，将化学计量数b、c、d、e按照从大到小排序，正确的顺序是 A．e>c>d>b B．c>e>d>b C．e>b>d>c D．c>d>b>e 【答案】A 【详解】反应中部分氮元素化合价由-3价升高至0价，硫元素由+6价降低为+4价，生成1mol氮气转移6mol电子，生成1mol二氧化硫转移2mol电子，据氧化还原反应电子得失守恒可知，氮气与二氧化硫物质的量之比为1:3，电子得失守恒、原子守恒配平方程式：3(NH4)2SO4 = 1N2↑+ 4 NH3↑+ 3SO2↑+ 6H2O，即e>c>d>b，故答案为A。 3．完成下列问题。 Ⅰ．现有下列十种物质：①蔗糖  ②熔融NaCl  ③盐酸  ④铜丝  ⑤NaOH固体  ⑥氧气  ⑦CuSO4固体  ⑧乙醇  ⑨KNO3溶液  ⑩液态H2SO4。 (1)上述状态下物质中可导电的是 (填序号，下同)。 (2)上述状态下物质中不能导电，但属于电解质的是 。 (3)上述物质中属于非电解质的是 。 Ⅱ．储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的纳米碳管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，反应的化学方程式为：(未配平)。回答下列问题。 (4)该反应中，还原剂是 (填化学式)，还原产物是 (填化学式)。 (5)在该反应中H2SO4表现出___________(填字母)。 A．只有酸性 B．只有氧化性 C．酸性和氧化性 D．酸性和还原性 (6)配平上述方程式： 。每生成2分子H2O，该反应转移 个电子。 【答案】(1)②③④⑨ (2)⑤⑦⑩ (3)①⑧ (4) C Cr2(SO4)3 (5)A (6) 3 【详解】（1）由分析可知，上述状态下物质中可导电的是②③④⑨。 （2）上述状态下物质中不能导电，但属于电解质的是⑤⑦⑩。 （3）上述物质中属于非电解质的是①⑧。 （4）该反应中，C元素由0价升高到+4价，Cr元素由+6价降低到+3价，则还原剂是C，K2Cr2O7是氧化剂，还原产物是Cr2(SO4)3。 （5）在该反应中，H2SO4中所含元素化合价都未发生改变，但生成了K2SO4、Cr2(SO4)3，所以H2SO4只表现出酸性，故选A。 （6）依据得失电子守恒，先配平氧化剂与还原剂的化学计量数，3C——2K2Cr2O7，再配平产物中含变价元素物质的化学计量数，最后利用质量守恒，配平其它物质的化学计量数，从而得出配平的上述方程式：。反应中，可建立关系式：2H2O——3e-，则每生成2分子H2O，该反应转移3个电子。 题型二 氧化还原的计算 1.含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠()溶液恰好反应完全，已知参加反应的与的个数之比为1：3.则还原产物中元素的化合价 A．+5价 B．-3价 C．+3价 D．-1价 【答案】C 【详解】Na2SO3被氧化为Na2SO4，化合价升高2价；设被还原后的Cr价态为y，则Cr元素的化合价降低数为(6-y)，且与的个数比为1：3，由化合价升高总数等于降低总数：2×3=2×(6-y)×1，解得y=+3价。 故选C。 2．Cl2与70℃的NaOH溶液充分反应后，生成NaCl、NaClO和NaClO3三种盐。单位体积内，ClO−与的离子数目之比为5∶2，则溶液中Cl−与ClO−的离子数目之比为 A．9∶4 B．3∶1 C．11∶2 D．1∶1 【答案】B 【分析】Cl2与70℃的NaOH发生如下反应：①，②。 【详解】依题意，ClO−与的离子数目之比为5∶2，设ClO−数目为5x，的数目为2x，则①式中产生Cl-数目为5x，②式中产生Cl-数目为5×2x=10x，溶液中Cl-总数目为15x，故Cl−与ClO−的离子数目之比15x∶5x=3∶1， 故本题选B。 3．在离子型氧化还原反应aR2++4H++O2 =mR3++2H2O中，a的值为 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】D 【详解】对于反应aR2++4H++O2 =mR3++2H2O，R元素化合价由+2价升高到+3价，被氧化，O元素化合价由0价降低到-2价，氧化还原反应得失电子数目相等，则有a×(3-2)=1×4，a=4，故选：D。 4．将12.8gCu和一定量的浓硝酸反应，当Cu反应完全时，共收集到标准状况下6.72L和NO的混合气体(不考虑转化为)，则反应中生成的物质的量为 A．0.10mol B．0.05mol C．0.25mol D．0.3mol 【答案】C 【详解】铜与硝酸反应转化为、NO和，根据铜原子守恒，则，NO和的物质的量共为，根据电子转移守恒，由，得。C正确； 故选C。 5．将溶液逐滴滴入含的溶液中，反应中生成的、的物质的量与滴入的的物质的量的关系如图所示。当溶液中与的物质的量相等时，加入的的物质的量是 A．1.525 mol B．1.875 mol C．2.225 mol D．2.275 mol 【答案】B 【详解】当溶液中与的物质的量相等时，根据得失电子守恒和原子守恒，配平离子方程式为：，故消耗的物质的量为：，故选B。 题型三 氧化还原综合习题 1．关于反应3Fe3++CuFeS2+Cl-＝CuCl+2S+4Fe2+。下列说法不正确的是 A． CuFeS2既是氧化剂，又是还原剂 B．反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:4 C．消耗 56gFe3+时，反应中有1mol电子转移 D．向反应后的溶液中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则说明Fe3+未完全反应 【答案】C 【详解】A．由分析可知，CuFeS2中的铜元素的化合价由+2价降为+1价，硫元素的化合价由-2价升为0价，CuFeS2在反应中元素化合价有升有降，所以CuFeS2既是氧化剂，又是还原剂，A项正确； B．根据分析可知，反应中氧化产物为S，还原产物为CuCl和部分FeCl2，根据反应方程式，可知氧化产物与还原产物的物质的量的比为：2:4，B项正确； C．消耗3mol Fe3+时，反应中有4mol电子转移，则消耗56g(1mol)Fe3+时，反应中有mol电子转移，C项错误； D．KSCN与Fe3+反应生成红色的络合物，向反应后的溶液中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则说明Fe3+未完全反应，D项正确； 答案选C。 2．氢化钠()在野外用作生氢剂，有关的化学反应原理为：。下列有关该反应的说法正确的是 A．中H的化合价为 B．和是同素异形体 C．是还原剂，得到电子 D．转移1个电子时生成1个 【答案】D 【详解】A．金属元素无负价态，因此NaH中Na元素的化合价为+1价，则NaH中H的化合价为-1，故A错误； B．和不是同种元素形成的不同单质，不互为同素异形体，故B错误； C．反应中，NaH中H的化合价由-1价升高为0价，则NaH是还原剂，失去电子，故C错误； D．NaH+H2O═NaOH+H2↑反应中，NaH中H的化合价由-1价升高为0价，失电子，H2O中H的化合价由+1价降低到0价，得电子，转移1个电子时生成1个，故D正确； 答案选D。 3．人体血红蛋白分子中含有Fe2+，正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力。 (1)反应过程中亚硝酸钠发生 反应，说明Fe2+具有 性；误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，通过发生氧化还原反应解毒，说明维生素C具有 性。 (2)FeCl2易在酸性溶液(含HCl)中与H2O2溶液反应生成FeCl3，该反应的化学反应方程式为： 2FeCl2 + H2O2 + 2HCl=2FeCl3 + 2H2O ，则发生反应的H2O2分子与转移的电子数之比为 。 (3)Fe3+对H2O2的分解也有催化作用，若分别用高锰酸钾和H2O2制得等质量氧气，、，反应过程中转移的电子数之比为 。 【答案】(1) 还原 还原 还原 (2)1:2 (3)2:1 【详解】（1）硝酸钠能使血红蛋白中Fe2+转化为高铁血红蛋白而使人发生急性中毒，则亚硝酸钠具有氧化性，是氧化剂，发生还原反应；Fe2+被氧化，表现还原性，误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，说明维生素C具有还原性； （2）过氧化氢具有氧化性，可氧化亚铁离子，反应中Fe元素化合价由+2价升高到+3价，O元素化合价由-1价降低到-2价，反应的方程式为2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O，1molH2O2参加反应，转移2mol电子，则发生反应的H2O2分子与转移的电子数之比为1：2； （3）H2O2中O元素化合价由-1价升高到0价，KMnO4中O元素化合价由-2价升高到0价，若均生成1mol氧气，则转移电子数之比为1mol×2×(1-0)：1mol×2×(2-0)=1：2，则分别用高锰酸钾和H2O2制得等质量氧气，反应过程中转移的电子数之比为2：1。 4．亚磷酸是合成纤维、塑料稳定剂和有机磷农药的原料。 (1)H3PO3是二元中强酸，属于弱电解质，写出其电离方程式 。亚磷酸与足量溶液反应生成的盐的化学式是 ，该盐属于 (填“酸式盐”、“碱式盐”或“正盐”)。 (2)亚磷酸可与硝酸银或硫酸反应。 ①H3PO3中P元素的化合价是 。 ②已知在水溶液中可发生如下反应：。在该反应中，还原剂是 ，还原产物是 ，电子转移数为 。 ③H3PO3可将硫酸还原为SO2，，用单线桥法标出电子转移情况 。 【答案】(1) H3PO3H++、H++ Na2HPO3 正盐 (2) +3价 H3PO3 Ag、NO 4e- 【详解】（1）H3PO3是二元中强酸，属于弱电解质，在溶液中发生两步电离，其电离方程式：H3PO3H++、H++。亚磷酸与足量NaOH溶液反应时，1mol亚磷酸需要消耗2molNaOH，生成的盐的化学式是Na2HPO3，该盐属于正盐。 （2）①H3PO3中，H元素显+1价，O元素显-2价，则P元素的化合价是+3价。 ②已知在水溶液中可发生如下反应：。在该反应中，P元素由+3价升高到+5价，Ag元素由+1价降低到0价，N元素由+5价降低到+2价，则还原剂是H3PO3，氧化剂是AgNO3，还原产物是Ag、NO，电子转移数为4e-。 ③H3PO3可将硫酸还原为SO2，发生反应为，在反应中，H3PO3是还原剂，H2SO4是氧化剂，电子转移数目为2e-，则用单线桥法标出电子转移情况：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$