第1章 第4讲 氧化还原反应方程式的配平及计算（教师用书word）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

第4讲　氧化还原反应方程式的配平及计算 【复习目标】　1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。3.理解质量守恒定律。 考点一　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 2.氧化还原反应方程式配平的步骤 一标 标出价态变化元素的化合价 二等 根据化合价升降值相等，找出最小公倍数 三定 确定氧化剂及还原产物，还原剂及氧化产物的化学计量数 四平 用观察法配平其他物质的化学计量数 五查 检查电荷和原子个数是否守恒 3.氧化还原反应方程式配平的常用技巧 (1)正向配平 ①　　HCl(浓)＋　　MnO2　　Cl2↑＋　　MnCl2＋　　H2O ②　　KI＋　　KIO3＋　　H2SO4　　I2＋　　K2SO4＋　　H2O ③　　Mn＋　　H＋＋　　Cl－　　Mn2＋＋　　Cl2↑＋　　H2O 答案：①4　1　1　1　2 ②5　1　3　3　3　3 ③2　16　10　2　5　8 (2)逆向配平 ①　　S＋　　KOH　　K2S＋　　K2SO3＋　　H2O ②　　P4＋　　KOH＋　　H2O　　K3PO4＋　　PH3 答案：①3　6　2　1　3 ②2　9　3　3　5 学生用书⬇第21页 (3)有机物参与的方程式的配平 ①　　KClO3＋　　H2C2O4＋　　H2SO4　　ClO2↑＋　　CO2↑＋　　KHSO4＋　　H2O ②　　C2H6O＋　　KMnO4＋　　H2SO4　　K2SO4＋　　MnSO4＋　　CO2↑＋　　H2O 答案：①2　1　2　2　2　2　2 ②5　12　18　6　12　10　33 　　在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中，一般有机物中H显＋1价，O显－2价，根据物质中元素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。 (4)整体配平 ①　　FeS2＋　　O2　　Fe2O3＋　　SO2 ②　　P＋　　CuSO4＋　　H2O　　Cu3P＋　　H3PO4＋　　H2SO4 答案：①4　11　2　8　 ②11　15　24　5　6　15 　　以有两种元素化合价升高或降低的物质为着手点，将化合价升降总数作为一个整体，再用一般方法配平。 如：Cu2S＋HNO3——Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三种元素的化合价变化，Cu2S中Cu、S元素化合价均升高，看作一个整体， Cu2S＋HNO3——Cu(NO3)2＋NO↑＋H2SO4＋H2O 配平得：3Cu2S＋22HNO36Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。 (5)含有未知数的配平 ①　　FexS＋　　HCl　　S＋　　FeCl2＋　　H2S ②　　Na2Sx＋　　NaClO＋　　NaOH　　Na2SO4＋　　NaCl＋　　H2O 答案：①　2　　1　1 ②1　(3x＋1)　(2x－2)　x　(3x＋1)　(x－1) (6)缺项方程式的配平 ①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、AlN、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＋　　 ②将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫红色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式： 　　NaBiO3＋　　Mn2＋＋　　　　　　　Na＋＋　　Bi3＋＋　　　　　＋　　　　　。 答案：①Al2O3　3C　N2　2　3CO ②5　2　14　H＋　5　5　2　Mn　7　H2O 1.配平方法 先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。 2.补项原则 条件 补项原则 酸性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水) 碱性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－ 3.组合方式 反应物 生成物 使用条件 组合一 H＋ H2O 酸性溶液 组合二 H2O H＋ 酸性溶液或酸碱性未知 组合三 OH－ H2O 碱性溶液 组合四 H2O OH－ 碱性溶液或酸碱性未知 1.向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应，补全方程式并配平。 　　　　Mn＋　　　　Na2O2＋　　　　　　Mn2＋＋　　　　Na＋＋　　　＋　　　　 答案：2Mn＋5Na2O2＋16H＋2Mn2＋＋10Na＋＋5O2↑＋8H2O 解析：酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，说明高锰酸根离子被还原为Mn2＋，则Na2O2中O失电子生成O2，为保持电荷守恒和原子守恒，反应物还有氢离子，产物中有水生成，根据得失电子守恒可得高锰酸根离子的系数和Na2O2的化学计量数之比为2∶5。 学生用书⬇第22页 2.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。一种制备高铁酸钠的方法如下，请配平该离子反应方程式： 　　　ClO－＋　　　Fe3＋＋　　　OH－　　　Fe＋　　　Cl－＋　　　H2O 答案：3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－2Fe＋3Cl－＋5H2O 3.以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入过量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：2I＋5HSI2＋5S＋3H＋＋H2O 解析：先向NaIO3溶液中加入过量的NaHSO3，生成碘化物，即含I－的物质；再向混合溶液(含I－)中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I－为中间产物，总反应为I与HS发生氧化还原反应生成S和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒即可得离子方程式：2I＋5HSI2＋5S＋3H＋＋H2O。 4.工业上可由天然二氧化锰粉和硫化锰矿用硫酸溶浸得硫单质和硫酸锰，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：MnO2＋MnS＋2H2SO42MnSO4＋S＋2H2O 考点二　守恒法在氧化还原计算中的应用 1.计算依据 氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得、失电子守恒。 2.守恒法解题的思维流程 根据电子守恒确定化合价或物质组成 1.在溶液中0.2 mol X2恰好能使0.6 mol S被完全氧化，则X2被还原后X元素的化合价为(　　) A.＋1 B.＋2 C.＋3 D.＋4 答案：C 解析：0.6 mol S被完全氧化为S，S元素的化合价由＋4价升高为＋6价，失去1.2 mol电子，得失电子数目相等，相应地0.2 mol X2被还原得到1.2 mol电子，所以X元素的化合价由＋6价降低为＋3价。 2.(2024·黑龙江哈尔滨期中)多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，反应中Na2Sx与NaClO 的物质的量之比为1∶16，则x的值是(　　) A.2 B.3 C.4 D.5 答案：D　 解析：Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，S元素化合价由－升高为＋6，而NaClO被还原为NaCl，Cl元素化合价由＋1价降低为－l价，反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，根据电子转移守恒，列方程：x×[6－(－)]＝16×[1－(－1)]，解得x＝5。 多元素之间得失电子守恒问题 3.用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时，发生反应Ⅰ：Mn＋Cu2S＋H＋Cu2＋＋S＋Mn2＋＋H2O(未配平)和反应Ⅱ：Mn＋FeS2＋H＋Fe3＋＋S＋Mn2＋＋H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　) A.反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂 B.反应Ⅰ中每生成1 mol S，转移电子的物质的量为10 mol C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3 D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3 答案：B 解析：A.反应Ⅰ中Cu的化合价从＋1升高到＋2，S的化合价从－2升高到＋6，Cu2S只作还原剂；B.反应Ⅰ中每生成1 mol S，2 mol Cu＋失去2 mol电子，1 mol S2－失去8 mol电子，总共转移电子的物质的量为10 mol；C.反应Ⅱ：3Mn＋FeS2＋8H＋Fe3＋＋2S＋3Mn2＋＋4H2O，得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1；D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为3∶2。 4.在P＋CuSO4＋H2OCu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，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。 答案：3.0　2.2 解析：设7.5 mol CuSO4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， 根据得失电子守恒得： 7.5 mol×(2－1)＋×[0－(－3)]＝x×(5－0) 则x＝3.0 mol 1 mol×3×(2－1)＋1 mol×[0－(－3)]＝y×(5－0) 则y＝1.2 mol 所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 守恒法在滴定中的应用 5.(2024·山东日照一模)化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)是在一定条件下，用强氧化剂氧化一定体积水中的还原性物质时所消耗氧化剂的量，折算成氧气的量(单位为mg/L)来表示。我国地表水可采用标准KMnO4法测定水中化学需氧量(COD)， 学生用书⬇第23页 即水体中还原性物质每消耗1 mol KMnO4折算为1.25 mol O2的消耗量。其操作步骤如下： ①取水样V0 mL，先加入足量稀硫酸酸化，再加入V1 mL c1 mol·L－1的KMnO4标准液，煮沸30 min(充分氧化水中的还原性物质)，溶液呈稳定的红色，冷却至室温； ②向①中溶液中加入V2 mL c2 mol·L－1的Na2C2O4标准液(过量)； ③用c1 mol·L－1的KMnO4标准液滴定②中溶液至滴定终点，消耗KMnO4标准液V3 mL。 计算水样中COD含量(mg/L)表达式正确的是(　　) A. B. C. D. 答案：A　 解析：分析整个过程可知，水样中的还原性物质和Na2C2O4发生氧化反应失去电子，KMnO4发生还原反应得电子，KMnO4发生还原反应变成Mn2＋，故得电子总量为[5(V1＋V3)×10－3×c1] mol，Na2C2O4被氧化为二氧化碳共失去电子(2V2×10－3×c2) mol，故水样中的还原性物质失电子总量为[5(V1＋V3)c1×10－3－2V2c2×10－3] mol，相当于消耗KMnO4 mol，由化学需氧量(COD)，即水体中还原性物质每消耗1 mol KMnO4折算为1.25 mol O2的消耗量，故可知耗氧量为 mol，故水样中COD含量(mg/L)为 mg/L＝ mg/L。 1.(高考题节选)配平下列反应的化学方程式： (1)　　I＋　　HS　　I2＋　　S＋　　H2O＋　　H＋ (2)若反应物用量比＝1.5，反应为 　　FeI2＋　　Cl2　　I2＋　　FeCl3 (3)　　Fe(CrO2)2＋　　O2＋　　NaHCO3　　Na2CrO4＋　　Fe2O3＋　　CO2＋　　H2O (4)　　N＋　　Fe2＋＋　　H＋　　NO↑＋　　Fe3＋＋　　H2O (5)　　Mn2＋＋　　H2O2＋　　OH－　　MnO2＋　　H2O (6)　　MnO2＋　　S＋　　H＋　　Mn2＋＋　　S＋　　H2O 答案：(1)2　5　1　5　1　3 (2)2　3　2　2 (3)4　7　16　8　2　16　8 (4)1　1　2　1　1　1 (5)1　1　2　1　2 (6)1　1　2　1　1　1 2.(2020·全国Ⅱ卷节选)(1)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为　　　　mol；产生“气泡”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 (2)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是　　　　　　 　　　　　　　(用离子方程式表示)。 工业上是将氯气通入到30％的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1％，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为　　　　 kg(保留整数)。 答案：(1)1.5　NaHCO3＋NaHSO4CO2↑＋Na2SO4＋H2O (2)ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O　203 解析：(1)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应，可知反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。(2)酸性清洁剂的主要成分为HCl，与NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl2，即ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O，故二者不能混用。Cl2和NaOH溶液生成NaClO的反应为Cl2＋2NaOHNaClO＋NaCl＋H2O，设反应中消耗Cl2和30％ NaOH溶液的质量分别为x kg和y kg，依据题意有等量关系＝，x＋y＝1 000，解得x≈203，y≈797。 3.(2022·辽宁卷节选)测定氢醌法制取的H2O2样品含量的方法如下： 取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.050 0 mol·酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为　　　　。 答案：17％ 解析：滴定反应的离子方程式为2Mn＋5H2O2＋6H＋2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，可得关系式：2KMnO4～5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大，舍去，故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为20.00 mL，H2O2的质量分数w＝×100％＝17％。 学生用书⬇第24页 情境型方程式的书写步骤 一、依据反应事实书写方程式 1.书写下列反应的方程式。 (1)加入30％ H2SO4“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被MnO2氧化成V，写出VO＋转化为V反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (2)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，用碘标准溶液进行滴定，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 (3)烟气中含有SO2和NO，写出用NaClO2溶液将烟气中NO转化成N的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (4)CuSO4溶液中加入亚硫酸铵和氯化铵溶液反应生成CuCl沉淀的离子方程式为　　　 　　　　　　　。 答案：(1)VO＋＋MnO2＋2H＋V＋Mn2＋＋H2O　 (2)S2＋2I2＋3H2O2S＋4I－＋6H＋ (3)4NO＋3Cl＋4OH－4N＋3Cl－＋2H2O (4)2Cu2＋＋S＋2Cl－＋H2O2CuCl↓＋S＋2H＋ 二、提取流程信息书写方程式 2.(1)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　　　　　　　　　　　　　。 (2)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。该法工艺原理示意图如下： 其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)2Co(OH)3＋S＋4H＋2Co2＋＋S＋5H2O (2)2NaClO3＋4HCl2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O 三、探究反应机理书写方程式 3.在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)催化氧化的反应转化如图所示。 总反应：2FeS2＋7O2＋2H2O2Fe2＋＋4S＋4H＋。 (1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式： ①反应Ⅰ：　　　　　　　。 ②反应Ⅱ：　　　　　　　。 (2)NO在总反应中的作用是　　　　　　　。 答案：(1)①4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋4NO＋2H2O ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O15Fe2＋＋2S＋16H＋ (2)作催化剂 4.NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)： NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 答案： 2NH3＋3NaClON2＋3H2O＋3NaCl 学生用书⬇第25页 循环转化关系图中物质变化分析思路 1.根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物：箭头进入的是反应物，箭头出去的是生成物。 2.若上一步反应生成某物质，下一步该物质又参加反应，则该物质为中间产物。 3.若某物质参加反应，后又生成该物质，则该物质为催化剂。 1.治理污染减少排放具有十分重要的意义。下面是消除NOx排放的三个案例： (1)利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO)∶n(NO2)＝1∶1]，该过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理，该过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (3)利用尿素消除NOx污染的转化反应为Ⅰ.NO＋O2→NO2，Ⅱ.NO2＋CO(NH2)2→无污染气体。尿素中C元素的化合价为　　　　，反应Ⅱ的化学方程式为　　　　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)Na2CO3＋NO＋NO22NaNO2＋CO2 (2)2xCO＋2NOx2xCO2＋N2 (3)＋4　6NO2＋4CO(NH2)24CO2＋7N2＋8H2O 解析：(1)利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO)∶n(NO2)＝1∶1]，反应生成亚硝酸钠、二氧化碳，该过程中反应的化学方程式为Na2CO3＋NO＋NO22NaNO2＋CO2；(2)三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理，反应生成二氧化碳和氮气，该过程中反应的化学方程式为2xCO＋2NOx2xCO2＋N2；(3)尿素中H为＋1价，N为－3价，则C元素的化合价为＋4价；反应Ⅱ生成氮气、二氧化碳和水，其化学方程式为6NO2＋4CO(NH2)24CO2＋7N2＋8H2O。 2.工业上制备锰时，会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气，可用以下方法处理。 方法一： ①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰，从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式：　　　　　　　。 ②研究表明，用Fe2＋/Fe3＋可强化脱硫效果，其过程如图所示： 过程Ⅰ：…… 过程Ⅱ：2Fe3＋＋SO2＋2H2O2Fe2＋＋S＋4H＋ 过程Ⅰ的离子方程式是　　　　　　　。 方法二： ③用MnCO3进行脱硫，可提高脱硫率。结合化学用语解释原因： 　　　　　　　　　　　　　。 答案：①MnO2＋SO2MnSO4 ②2Fe2＋＋MnO2＋4H＋Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O ③溶液中存在平衡：MnCO3(s)Mn2＋(aq)＋C(aq)，C消耗溶液中的H＋，促进SO2溶解：SO2＋H2OH2SO3H＋＋HS，生成的Mn2＋有催化作用，可促进反应2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4发生 3.(2024·湖南卷节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： 已知： ①当某离子的浓度低于1.0×10－5 mol·L－1时，可忽略该离子的存在； ②AgCl(s)＋Cl－(aq)[AgCl2]－(aq)K＝2.0×10－5； ③Na2SO3易从溶液中结晶析出； ④不同温度下Na2SO3的溶解度如下： 温度/℃ 0 20 40 60 80 溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0 回答下列问题： (1)Cu属于　　　　区元素，其基态原子的价电子排布式为　　　　　　　； (2)“滤液1”中含有Cu2＋和H2SeO3，“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为　　 　　　　　　　。 答案：(1)ds　3d104s1 (2)Cu2Se＋4H2O2＋4H＋2Cu2＋＋H2SeO3＋5H2O 解析：(1)Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族，位于ds区，其基态原子的价电子排布式为3d104s1；(2)滤液1中含有Cu2＋和H2SeO3，“氧化酸浸”时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，生成CuSO4、H2SeO3和H2O，反应的离子方程式为Cu2Se＋4H2O2＋4H＋2Cu2＋＋H2SeO3＋5H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $