拓展与归类•专题研析(4) 氧化还原反应方程式的配平及计算-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

拓展与归类·专题研析(四)　氧化还原反应方程式的配平及计算 (见学生用书P32) 一、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基本原则 (1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数和化合价降低总数相等。 (2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。 (3)电荷守恒：反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。 2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤 (1)标价态：写出反应物和生成物的化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。 ＋HO3(浓)——O2↑＋O2↑＋H2O (2)列变化：标出反应前后元素化合价的变化。 (3)求总数：依据电子得失守恒，使化合价升高和降低的总数相等。 (4)配化学计量数：用观察法配平其他物质的化学计量数。 C＋4HNO3(浓)——4NO2↑＋CO2↑＋2H2O (5)查守恒：检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒，配平后，把单线改成等号，标注反应条件。 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O 3．配平技巧 (1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，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。若反应物一侧缺正电荷，一般加H＋，生成物一侧加水；若反应物一侧缺负电荷，一般加OH－，生成物一侧加水，然后根据方程式两边电荷数相等配平。 (4)当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 二、氧化还原反应的计算 1．计算依据 (1)氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。 (2)氧化剂中元素降价总数等于还原剂中元素升价总数，即化合价升降守恒。 2．计算方法 (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的得失电子数(注意化学式中该种粒子的个数)。 (3)根据题中粒子的个数和得失电子守恒列出等式： 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)。 例题　2024·鲁迅中学高一化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可以减少该有害物质向环境的排放。例如： (1)Na2Cr2O7中铬元素的化合价是__＋6__价，该物质属于__③__(填序号)。 ①酸　　②碱　　③盐　　④氧化物 (2)在上述转化中，铬元素化合价不变的步骤是__②③⑥__(填序号)。 (3)反应①为Na2Cr2O7＋HCl―→NaCl＋CrCl3＋Cl2↑＋H2O (未配平)。其中还原剂为__HCl__，还原产物为 __CrCl3__。Na2Cr2O7与Cl2的化学计量数之比为__1∶3__。 (4)在下列空白处完成反应④的配平，并用单线桥标出电子转移的方向和数目。 已知反应④：ClO＋CrO＋OH－―→Cl－＋CrO＋H2O。 【答案】＋2OH－===Cl－＋2CrO＋H2O 【解析】(1)根据化合物中元素正负化合价代数和为零，Na2Cr2O7中铬元素的化合价是＋6价；Na2Cr2O7由金属阳离子和酸根阴离子构成，属于盐。 (2)由循环图可以看出CrCl3转化为Cr(OH)3，Cr(OH)3转化为NaCrO2，铬元素化合价都是＋3价，化合价无变化；Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，铬元素化合价都是＋6价，化合价无变化。 (3)配平反应①为Na2Cr2O7＋14HCl===2NaCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O ，铬元素化合价从＋6价变为＋3价，CrCl3为还原产物，部分氯元素化合价由－1价升高为0价，HCl为还原剂。(4)根据得失电子守恒和原子守恒配平为ClO＋2CrO＋2OH－===Cl－＋2CrO＋H2O，用单线桥标出电子转移的方向和数目为＋2OH－===Cl－＋2CrO＋H2O。 1．R2O在酸性溶液中与MnO反应，反应产物为RO2、Mn2＋、H2O。已知反应中氧化剂与还原剂的粒子个数之比为2∶5，则x的值为(　B　) A．1　　　　　　　B．2 C．3 D．4 【解析】MnO转化为Mn2＋，锰元素化合价从＋7价降到＋2价，共降低5价，MnO为氧化剂，反应中氧化剂与还原剂的粒子个数之比为2∶5，可看作化合价降低总数为5×2＝10；设R2O中R元素的化合价为a，R2O转化为RO2，根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等，R元素化合价升高总数为10，则(4－a)×2×5＝10，a＝3，则x＝2。 2．2024·江山中学高一以黄铜矿[主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS2)]为主要原料的炼铜方法有火法炼铜、氧化浸出等。 Ⅰ.火法炼铜：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2 (1)反应中被还原的元素是__Cu、O__(填元素符号)，氧化产物有__Fe2O3、SO2__(填化学式)。 (2)用此法炼铜，每制得32 t铜会产生污染气体二氧化硫的质量为__64__t__。冶炼过程中产生大量SO2，下列处理方案中合理的是__BC__(填字母)。 A．高空排放 B．制备硫酸 C．用氨水吸收 Ⅱ.氧化浸出：在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化，测得有SO生成。 (3)配平该化学方程式。 __2__CuFeS2＋__17__H2O2＋__2__H＋===__2__Cu2＋＋__2__Fe3＋＋__4__SO＋__18__H2O (4)该反应在25～50 ℃条件下进行，实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值，除温度较高双氧水分解之外，还可能的原因是__生成产物Cu2＋__、Fe3＋催化H2O2分解__。 【解析】(1)根据化学方程式可知，铜元素化合价由＋2价降低到0价，氧元素化合价由0价降低到－2价，故被还原的元素是Cu、O；铁元素化合价由＋2价变为＋3价，硫元素化合价由－2价变为＋4价，则氧化产物为Fe2O3、SO2。(2)根据化学方程式可知，每制得32 t铜会产生污染气体二氧化硫的质量为＝64 t；二氧化硫会污染空气，可以用氨水吸收，也可以用来制备硫酸。(3)CuFeS2转化成Fe3＋、SO，化合价升高的元素有Fe、S，H2O2转化成H2O，化合价降低的元素有O，根据得失电子守恒，化学方程式为2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋===2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO＋18H2O。(4)双氧水的消耗量要远远高于理论值，说明产物中Cu2＋、Fe3＋会催化过氧化氢分解。 3．氧化还原反应是重要的化学反应类型，在生活、生产、科研领域都有广泛的应用，请回答以下问题。 (1)生活中若将“84”消毒液(有效成分是NaClO)和洁厕精(主要成分是HCl)混合，易产生黄绿色有毒气体Cl2。 ①将化学方程式补充完整： __1__NaClO＋__2__HCl(浓)===__1__NaCl＋__1__Cl2↑＋__1__H2O。 ②该反应中氧化剂是__NaClO__(填化学式)，氧化产物与还原产物的个数比为__1∶1__。 (2)砒霜(As2O3)可与Zn反应：As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O。 每生成1个AsH3分子，转移__6__个电子。 (3)金属钛具有熔点高、硬度大，常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。在工业上常采用金属钠还原熔融TiCl4的方法制取：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl，用单线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目：____。 【解析】(1)①NaClO中氯元素化合价由＋1价降低为0价，HCl中氯元素化合价由－1价升高为0价，根据得失电子守恒，化学方程式为NaClO＋2HCl(浓)===NaCl＋Cl2↑＋H2O。②该反应中，氯气既是氧化产物又是还原产物，氧化产物与还原产物的个数比为1∶1。(2)As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O反应中，砷元素化合价由＋3价降低为－3价，每生成1个AsH3分子，转移6个电子。(3)反应TiCl4＋4NaTi＋4NaCl中，TiCl4中钛元素化合价由＋4价降低为0价，钠元素化合价由0价升高为＋1价，用单线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目为。 温馨说明：课后请完成专题突破2 学科网（北京）股份有限公司 $$