内容正文:
第4讲 氧化还原反应方程式的书写与配平
[课程标准] 1.掌握氧化还原反应方程式的配平。2.掌握氧化还原反应方程式的计算。
[对应学生用书P16]
考点一 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
[自主思考]
配平化学方程式:
K2Cr2O7+____H2C2O4+____H2SO4―→________Cr2(SO4)3+____K2SO4+____CO2↑+________H2O
[配平流程]
第一步:标变价:K2r2O7+H22O4+H2SO4―→r2(SO4)3+O2↑+K2SO4+H2O
第二步:列得失:
第三步:求总数:
第四步:配系数:
__1__K2Cr2O7+__3__H2C2O4+__4__H2SO4===
__1__Cr2(SO4)3+__6__CO2↑+__1__K2SO4+____7____H2O
第五步:查守恒:检查剩余元素K、S、H和O是否守恒,是离子方程式的还需检查是否电荷守恒
提示 1 3 4 1 6 1 7
1.正向配平
(1)____H2S+____KMnO4+____H2SO4===________K2SO4+____MnSO4+____S↓+____H2O
(2)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
(3)____MnO+____H++____Cl-===____Mn2++____Cl2↑+____H2O
答案 (1)5 2 3 1 2 5 8 (2)5 1 3 3
3 3 (3)2 16 10 2 5 8
2.逆向配平
(1)____I2+____NaOH===____NaI+____NaIO3+____H2O
(2)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O
(3)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3↑
答案 (1)3 6 5 1 3 (2)3 6 2 1 3 (3)2 9 3 3 5
3.缺项配平
(1)____ClO-+____Fe(OH)3+____===____Cl-+____FeO+____H2O
(2)____MnO+____H2O2+____===____Mn2++____O2↑+____H2O
(3)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、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++AlN+
(4)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++____+____
解析 (3)根据氮元素、碳元素的化合价变化,N2是氧化剂,C是还原剂,AlN为还原产物,CO为氧化产物。
答案 (1)3 2 4OH- 3 2 5
(2)2 5 6H+ 2 5 8
(3)Al2O3 3C N2 2 3CO
(4)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO 7 H2O
“三步法”突破缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为
考点二 氧化还原反应的计算
1.氧化还原反应计算的基本方法
电子守恒法(化合价守恒)。
2.解题的一般步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
一、两种元素之间得失电子守恒问题
1.24 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,则元素Cr在还原产物中的化合价为__________。
解析 由题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,而Cr元素的化合价将从+6→+n(设+n为生成物中Cr元素的化合价),根据得失电子数目相等,有0.024 L×0.05 mol·L-1×(6-4)=0.02 L×0.02 mol·L-1×2×(6-n)解得n=3。
答案 +3
2.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,计算x的值为__________。
解析 Na2Sx中S元素的化合价为-,根据题意及得失电子守恒有:x[6-(-)]=16×[1-(-1)],解得x=5。
答案 5
二、电子守恒在未配平方程式中的应用
3.在P+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)反应中,7.5 mol 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 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:7.5 mol×(2-1)=x×(5-0),解得x=1.5 mol;1 mol×3×(2-1)+1 mol×[0-(-3)]=y×(5-0),解得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。
答案 1.5 2.2
三、多步反应得失电子守恒问题
4.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02 g。则x=____________。
解析 反应流程为
x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即:
n(OH-)=×1+×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。
答案 9.20
四、电子守恒在氧化还原滴定中的应用
5.(2024·江苏涟水月考)某废水中含有Cr2O,为了处理有毒的Cr2O,需要先测定其浓度:取20 mL废水,加入适量稀硫酸,再加入过量的V1 mL c1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液,充分反应(还原产物为Cr3+)。用c2 mol·L-1KMnO4溶液滴定过量的Fe2+至终点,消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为__________________。
解析 Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。利用得失电子守恒列等式:c1 mol·L-1×V1 mL×10-3 L ·mL-1=20 mL×10-3 L·mL-1×6c(Cr2O)+5c2 mol·L-1×V2 mL×10-3 L·mL-1,解得c(Cr2O)=mol·L-1。
答案 mol·L-1
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