内容正文:
微课时突破 2 综合深化解重难
(氧化还原反应的计算与方程式的配平)
一、
二、
提能力(一) 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
三、
目 录
提能力(二) 氧化还原反应方程式的配平
四、
课时跟踪检测
提能力(三) 新情境下信息型反应方程式的书写
提能力(一) 电子守恒思想在
氧化还原反应计算中的应用
[典例] 24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则Cr元素在还原产物中的化合价为 ( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
√
第一步 由题意可知, 为还原剂, 为氧化剂,
为氧化产物,求还原产物中Cr元素的化合价
第二步 ① ,n(e-)=0.02×20×10-3×2× ;
②Na2O3→Na2 O4,n(e-)=0.05×24×10-3×1×______
第三步 根据得失电子守恒:
0.02×20×10-3×2×(6-n)=0.05×24×10-3×1×(6-4),解得n=_____
[解题流程]
Na2SO3
K2Cr2O7
Na2SO4
(6-n)
(6-4)
3
[归纳总结] 守恒法解题的思维流程
题点(一) 单一氧化还原反应中得失电子守恒的应用
1.(2025·广东深圳一模)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
全训题点考法
√
解析:强氧化剂XO(OH中X元素的化合价是+5价,Na2SO3被氧化为Na2SO4,S元素的化合价从+4价升高到+6价,设X元素被还原后的化合价为a,根据得失电子守恒,有2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03 ×(6-4),解得a=0。
2.(2025·山东济南一模)FeS2与硝酸反应的产物有Fe3+和H2SO4,若反应中FeS2和HNO3物质的量之比是1∶8,则HNO3的唯一还原产物是 ( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2O3
解析:设参加反应的FeS2、HNO3物质的量分别为1 mol、8 mol,由质量守恒可知生成1 mol Fe(NO3)3、2 mol H2SO4,则起酸作用的HNO3为3 mol,作氧化剂的HNO3为5 mol,HNO3的唯一还原产物中,N元素化合价为+x,根据得失电子守恒,有1×(3-2)+2×[6-(-1)]=5× (5-x),解得x=2,即HNO3的唯一还原产物是NO。
√
题点(二) 多元素之间得失电子守恒问题
3.在反应3BrF3+5H2O === 9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,若有5 mol H2O参加反应,则被水还原的溴为( )
A.1 mol B. mol
C. mol D.2 mol
√
解析:在反应3BrF3+5H2O === 9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,溴元素的化合价部分由+3价升高为+5价,部分由+3价降低为0价,氧元素的化合价由-2价升高为0价,所以BrF3既作氧化剂,又作还原剂,部分水作还原剂。若有5 mol H2O 参加反应,则生成1 mol O2,氧原子提供电子为4 mol,根据得失电子守恒,被水还原的BrF3的物质的量为= mol,故选C。
4.在P+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)反应中,7.5mol CuSO4可氧化P的物质的量为 mol,生成1 mol Cu3P时,参加反应的P的物质的量为 mol。
解析:→→Cu3 →,P元素部分被氧化,部分被还原,P既作氧化剂,又作还原剂,CuSO4作氧化剂。设7.5 mol CuSO4 可氧化P的物质的量为x,生成1 mol Cu3P 时,被氧化的P的物质的量为y;根据得失电子守恒,有7.5 mol×(2-1)=x×(5-0),1 mol ×3 ×(2-1)+1 mol×[0-(-3)]=y×(5-0),解得x=1.5 mol,y=1.2 mol,所以生成1 mol Cu3P时,参加反应的P的物质的量为1.2 mol+1 mol=2.2 mol。
1.5
2.2
题点(三) 多步反应中得失电子守恒问题
5. [双选]乙二醇的生产工艺中,需使用热的K2CO3溶液(脱碳液)脱除CO2,脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量,操作中涉及两个反应如下:
①V2O5+6HCl+2KI === 2VOCl2+2KCl+I2+3H2O;
②I2+2Na2S2O3 === 2NaI+Na2S4O6。
下列说法错误的是( )
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2
B.反应①生成1 mol VOCl2时,转移2 mol电子
C.V的最高价为+5价,推测V2O5有氧化性和还原性
D.溶液酸性过强时,反应②易发生其他反应
√
√
解析:KI中I元素的化合价由-1价升高到0价,则KI作还原剂,V2O5中V元素的化合价由+5价降低到+4价,则V2O5作氧化剂,故反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A错误;反应①生成2 mol VOCl2时,转移2 mol电子,则生成1 mol VOCl2时,转移1 mol 电子,B错误;V2O5中V元素显+5价,处于最高价,O元素显-2价,处于最低价,即V2O5既具有氧化性又具有还原性,C正确;溶液酸性过强时,S2与H+反应生成S、SO2和H2O,D正确。
6.将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 mol·L-1硫酸中,然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶 液,恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,且Cr2中的铬全部转化为Cr3+。则K2Cr2O7的物质的量浓度是 。
解析:根据得失电子守恒,FeO中+2价铁所失电子的物质的量与Cr2中+6价铬所得电子的物质的量相等,有×(3-2)=0.025 L ×c(Cr2)×(6-3)×2,解得c(Cr2)=0.100 mol·L-1。
0.100 mol·L-1
提能力(二) 氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式配平的三大基本原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
[例1] 配平化学方程式:
□K2Cr2O7+□H2C2O4+□H2SO4 ===□Cr2(SO4)3+□CO2↑+ □K2SO4+□H2O。
[解题流程]
2×3e-
2×1e-
2×1e-×3
2×3e-
1
3
4
1
6
1
7
K2Cr2O7+3H2C2O4+4H2SO4 === Cr2(SO4)3
+6CO2↑K2SO4+7H2O
[答案] 1 3 4 1
6 1 7
[例2] 配平离子方程式:
□ClO-+□Fe(OH)3+□ === □Cl-+□Fe+□ 。
[解题流程]
3
2
3
3
3
H2O
7
2
4
4
3
3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-
=== 3Cl-+2Fe+5H2O
2
2
H2O
[答案] 3 2 4 OH-
3 2 5 H2O
[归纳总结]
缺项型氧化还原反应方程式的补项原则
条件 补项原则
酸性条件下 缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下 缺H或多O补H2O,少O补OH-
题点(一) 正向配平类
1.补全下列反应的化学方程式。
(1) □NaBO2+□SiO2+□Na+□H2 === □NaBH4+□Na2SiO3
答案:1 2 4 2 1 2
(2) □Mn+□C2+□H+ === □Mn2++□CO2↑+□H2O
答案: 2 5 16 2 10 8
全训题点考法
题点(二) 逆向配平类
2.补全下列反应的化学方程式。
(1) □S+□KOH === □K2S+□K2SO3+□H2O
答案:3 6 2 1 3
(2)□ P4+□KOH+□H2O === □K3PO4+□PH3
答案: 2 9 3 3 5
题点(三) 缺项配平类
3.补全下列反应的化学方程式。
(1) □Cr2+□Fe2++□ === □Cr3++□Fe3++□H2O
答案:1 6 14 H+ 2 6 7
(2)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
□NaBiO3+□Mn2++ === □Na++□Bi3++□_______
+□ 。
答案: 5 2 14 H+ 5 5 2 Mn 7 H2O
题点(四) 有机物参与反应的配平
4.配平下列反应的化学方程式。
(1) □KClO3+□H2C2O4+□H2SO4 ===□ClO2↑+□CO2↑ + □KHSO4+□H2O
答案:2 1 2 2 2 2 2
(2) □C2H6O+□KMnO4+□H2SO4 === □K2SO4+ □MnSO4+ □CO2↑+□H2O
答案: 5 12 18 6 12 10 33
题点(五) 含有未知数的配平
5.配平下列反应的化学方程式。
(1) □FexS+□HCl === □S↓+□FeCl2+□H2S↑
答案: 2 1 1
(2) □Na2Sx+□NaClO+□NaOH === □Na2SO4+□NaCl+□H2O
答案: 1 3x+1 2x-2 x 3x+1 x-1
提能力(三) 新情景下信息型反应方程式的书写
[典例] 根据图示信息书写方程式。
(1)NaN3是一种易溶于水(NaN3 === Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
①反应Ⅰ的化学方程式为
。
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为
(被氧化为N2)。
ClO-+2+H2O === Cl-+2OH-+3N2↑
2NaNH2+N2O NaN3+NH3+NaOH
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为
。
2Co(OH)3+S+4H+ === 2Co2++S+5H2O
[归纳总结]
“四步法”突破新情景下反应方程式的书写
根据信息完成下列方程式。
(1)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为
。
(2)酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放ClO2,该反应的离子方程式为
。
全训题点考法
NaAlH4+4H2O === Na[Al(OH)4]+4H2↑
4H++5Cl === Cl-+4ClO2↑+2H2O
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为
。
(4)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为
。
(5)在45~50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气,得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O],该反应的化学方程式为
。
PbO+ClO- === PbO2+Cl-
4Ag+4NaClO+2H2O === 4AgCl+4NaOH+O2↑
4CuCl+O2+8H2O 2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]
课时跟踪检测
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