第5讲 氧化还原反应方程式的配平及计算——守恒规律的应用(Word教案)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中化学高考复习讲义围绕氧化还原反应配平及计算核心考点，以守恒规律（质量、得失电子、电荷守恒）为统领，构建从配平技巧（正向、逆向、有机物等）到计算应用（电子守恒、多步反应等）的知识体系。通过考点梳理、方法指导、真题训练的教学环节，帮助学生系统掌握解题方法，突破高考重点难点。 讲义注重科学思维与科学探究能力培养，创新设计分层练习与情境型方程式书写指导，如缺项配平补项原则、亚氯酸钠纯度测定的滴定计算实例。结合高考真题解析与模拟演练，助力学生高效提升应考能力，为教师精准把控复习节奏、落实核心素养提供实用教学资源。

第5讲　氧化还原反应方程式的配平及计算——守恒规律的应用 ［课程标准］　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 (一)守恒规律概述 1.内容 (1)质量守恒：反应前后元素的种类和原子个数不变。 (2)得失电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数，这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。 (3)电荷守恒：离子方程式中，反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3＋＋CuFe2＋＋Cu2＋(错误)，2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋(正确)。 2.应用 (1)利用“守恒规律”进行氧化还原反应方程式的配平。 (2)利用“守恒规律”，可不写化学方程式，不考虑中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思考，直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系，便可迅速获得正确结果。 (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 学生用书⬇第30页 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 (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，根据物质中各元素正、负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 　　以含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＋HNO3Cu(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， (NO3)2＋O↑＋H2O4＋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，再根据原子和电荷守恒进行配平。 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 学生用书⬇第31页 1.(2025·广东高三二模)完成乙醇与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式。 5C2H5OH＋　　Mn＋　　　　5CH3COOH＋　　Mn2＋＋11H2O 答案：4　12H＋　4 解析：该反应中碳元素的化合价升高，由－2价升高到0价，锰元素的化合价降低，由＋7价降低到＋2价，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，离子方程式为5C2H5OH＋4Mn5CH3COOH＋4Mn2＋＋11H2O。 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－＋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＋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　氧化还原反应的计算 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 根据得失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，由得失电子数目相等，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.(2025·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，根据得失电子守恒，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.(2025·广东普宁高三二调)工业上以钛铁矿(FeTiO3，其中Fe为＋2价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．“氯化”过程中，每生成01 mol CO气体，转移电子0.2 mol B．由TiCl4制备Ti的过程中，Ar的作用是防止Mg、Ti被氧化，因此也可用N2代替 C．氯化过程中FeTiO3和焦炭均被氧化 D．工业上可以采用电解熔融MgO的方法制取Mg 答案：C 解析：“氯化”过程中，发生反应：2FeTiO3＋7Cl2＋6C2FeCl3＋2TiCl4＋6CO，根据反应方程式可知，反应每产生6 mol CO，反应过程中会转移14 mol电子，则每生成0.1 mol CO气体，约转移电子0.23 mol，该过程中FeTiO3和焦炭均被氧化，A错误、C正确；由TiCl4制备Ti的过程中，Ar的作用是防止Mg、Ti被氧化，但氮气在高温下能够与Mg反应，因此不可用N2代替Ar，B错误；工业上用电解熔融氯化镁的方法制备Mg，而不是采用电解熔融MgO的方法制取，D错误。 4.(2025·广东深圳高三阶段性测试)某分子筛类催化剂(H＋交换沸石)催化NH3脱除NO、NO2的反应机理如图所示。 学生用书⬇第32页 下列有关该历程的说法错误的是(　　) A．N是中间产物 B．若1 mol NO参与反应，则反应③转移电子数为2NA C．反应④属于分解反应 D．总反应化学方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O 答案：B 解析：由图可知，N先生成后消耗，因此N是中间产物，故A项正确；由图可知，反应③为[(NH4)2(NO2)]2＋＋NO[(NH4)(HNO2)]＋＋N2＋H＋＋H2O，其中N部分N元素化合价由－3价升高至0价，NO中N元素化合价由＋2价降低至0价，NO2中N元素化合价由＋4价降低至＋3价，因此若1 mol NO参与反应，则反应③转移电子数为3NA，故B项错误；反应④为[(NH4)(HNO2)]＋N2↑＋2H2O＋H＋，属于分解反应，故C项正确；由图可知，总反应为NH3、NO、NO2等在一定条件下生成N2，根据图中物质系数可知总反应为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，故D项正确。 守恒法在多步反应中的计算 5.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8 960 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等于　　　　　。 答案：9.20 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得到电子的物质的量，即：n(OH－)＝×2×1＝0.46 mol，所以x g＝17.02 g－0.46 mol×17 g·mol－1＝9.20 g。 6.足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是　　　　。 答案：60 mL(或0.06 L) 解析：由题意可知，HNO3 则Cu失去电子的物质的量与O2得到电子的物质的量相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol。根据元素守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝ 60 mL。 守恒法在滴定中的应用 7.某实验小组测定某亚氯酸钠样品的纯度：准确称取亚氯酸钠样品m g，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量稀硫酸(发生反应Cl＋4I－＋4H＋2I2＋Cl－＋2H2O)，配成250 mL待测液。移取25.00 mL待测液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定，消耗Na2S2O3标准溶液V mL(已知：I2＋2S22I－＋S4)。 该样品中NaClO2的质量分数为　　　　　　(用含m、c、V的代数式表示)；在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其可能的原因是　　　　。 答案：×100％　I－被空气中的氧气氧化成了碘单质 解析：根据题意可得关系式：Cl～2I2～4S2，则样品中NaClO2的质量分数为×100％＝×100％，由于碘离子具有较强的还原性，能够被空气中的氧气氧化成为碘单质，导致消耗的Na2S2O3的量增多，进一步导致测得NaClO2的质量分数偏高。 1.(2024·浙江6月选考)利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放。反应原理为H＋＋CH3OH＋NX＋CO2＋H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　) A．X表示NO2 B．可用O3替换CH3OH C．氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5 D．若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) 答案：C　 解析：由题中信息可知，利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放，则X表示N2，NO2仍然是大气污染物，A不正确；反应中C元素的化合价由－2价升高到＋4价，CH3OH是该反应的还原剂，O3有强氧化性，通常不能用作还原剂，故不可用O3替换CH3OH，B不正确；该反应中，还原剂CH3OH中C元素的化合价由－2价升高到＋4价，氧化剂N中N元素的化合价由＋5价降低到0价，由得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5，C正确；C元素的化合价由－2价升高到＋4价，若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，即生成0.5 mol CO2，反应转移的电子数为0.5×6×NA＝3NA，D不正确。 2.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案，下列说法正确的是(　　) AgCl［Ag(NH3)2］＋［Cu(NH3)4］2＋＋AgCuCl2＋NH4Cl溶液①＋Cu A．还原性：Ag＞Cu＞Fe B．按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag C．反应①的离子方程式是［Cu(NH3)4］2＋＋4H＋Cu2＋＋4N D．溶液①中的金属离子是Fe2＋ 答案：C 解析：金属活动性越强，金属的还原性越强，而且由题中的实验方案能得到证明，还原性从强到弱的顺序为Fe＞Cu＞Ag，A不正确；由得失电子守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此根据按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag，B不正确；反应①中，氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵，该反应的离子方程式是［Cu(NH3)4］2＋＋4H＋，C正确；向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成Fe2＋，然后Fe2＋被通入的氧气氧化为Fe3＋，因此溶液①中的金属离子是Fe3＋，D不正确。 3.(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·L－1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2Mn2Mn2＋＋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33页 情境型方程式的书写步骤 1.(2025·北京卷，改编)乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2CHOOCCH3)的过程示意图如下。 则 ①中反应为　　。 答案：4CH3COOH＋O2＋2Pd2Pd(CH3COO)2＋2H2O 解析：由题图可知，①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd(CH3COO)2。 2.(2025·黑、吉、辽、蒙卷，节选)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，PbSO4不发生变化，ZnS转变为［Zn(NH3)4］2＋； ②Ksp［Pb(OH)2］＝10－14.8； ③酒石酸(记作 H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。 回答下列问题： (1)“氧化浸出”时，过二硫酸根(S2)转变为　　　　(填离子符号)。 (2)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为　　　　。 (3)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为　　　　。 答案：(1)S (2)Zn＋［Cu(NH3)4］2＋［Zn(NH3)4］2＋＋Cu (3)Pb［OOC(CHOH)2COO］Pb＋4CO↑＋2H2O↑ 解析：废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出过滤，滤液中有［Cu(NH3)4］2＋和［Zn(NH3)4］2＋，滤渣1为PbSO4和Fe(OH)3，滤液加Zn置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S沉锌，得到ZnS，滤渣1用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。 (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＋＋Mn2＋＋H2O (2)S2＋2I2＋3H2O＋4I－＋6H＋ (3)4NO＋3Cl＋4OH－＋3Cl－＋2H2O (4)2Cu2＋＋S＋2Cl－＋H2O＋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　　　　。 学生用书⬇第34页 (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＋＋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)催化氧化反应的转化如图所示。 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＋8H2O＋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 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。 (四)依据实验信息书写方程式 5.铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　；产生的气体为 　　　　(写化学式)。 答案：Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　O2 6.某小组同学研究FeCl3与Na2S2O3的反应，实验操作及现象如下： 资料： ①［Fe(S2O3)3］3－溶液为暗紫色，S2溶液及S4溶液均为无色。 ②酸性条件下，S2及S4均易发生自身氧化还原反应。 (1)写出生成暗紫色物质的反应的离子方程式：　　　　。 (2)经检验，溶液b中含有S4。生成S4的离子方程式是 　Fe3＋＋　　　　　　　　　　＋　　　　　。 答案：(1)Fe3＋＋3S2⥫⥬［Fe(S2O3)3］3－ (2)2Fe3＋＋2S2{或4Fe3＋＋2［Fe(S2O3)3］3－} 解析：(1)由资料可知[Fe(S2O3)3]3－溶液为暗紫色，故向Na2S2O3中滴加FeCl3先发生络合反应Fe3＋＋3S2⥫⥬[Fe(S2O3)3]3－；(2)放置一段时间后，溶液颜色消失，可知紫色的[Fe(S2O3)3]3－被氧化生成S4。 学科网（北京）股份有限公司 $