05 第5讲 氧化还原反应的配平与计算-（学生用书）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

该高中化学高考复习学案系统梳理氧化还原反应配平与计算核心考点，按配平原则、步骤（正向、逆向、缺项）及电子守恒计算构建知识体系，通过“对点自测”与问题链设计，引导学生自主梳理配平方法与计算逻辑，形成层次分明的知识网络。 亮点在于分层诊断与科学思维培养，如“对点自测”设置不同配平类型题目，题组练习结合高考真题，助力学生自主诊断薄弱环节。每个模块融入配平步骤推理与守恒法应用，培养科学思维与问题解决能力，教师可通过学情精准指导，实现个性化复习提升。

第5讲　氧化还原反应的配平与计算 考点一 ● 夯实必备知识 【对点自测】 1.(1)4　1　1　1　2　(2)3　8　3　2　4 (3)5　1　3　3　3　3　(4)2　16　10　2　5　8 2.(1)3　6　2　1　3 (2)2　9　3　3　5 3.(1)3　2　4OH-　3　2　5 (2)2　5　6H+　2　5　8 (3)Al2O3　3C　N2　2　3CO [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。 ● 提升关键能力 题组 1.D　[解析] Mn3+与煤中FeS2发生反应:FeS2+15Mn3++8H2OFe3++15Mn2++2S+16H+。FeS2为离子化合物,其中存在离子键,A正确;Mn3+与FeS2的反应中,Mn3+作氧化剂,Fe3+为氧化产物,则氧化性:Mn3+>Fe3+,B正确;Mn3+与FeS2的反应中,FeS2作还原剂,Mn3+作氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶15,C正确;根据分析,每生成2 mol S转移15 mol电子,则每生成1 mol S,转移电子的物质的量为7.5 mol,D错误。 2.D　[解析] 分析图甲、乙知,Mn2+为反应物,作还原剂,Mn为氧化产物,则I为氧化剂,I为还原产物,配平离子方程式为2Mn2++5I+3H2O2Mn+5I+6H+,A正确;若有1 mol Mn2+参加反应,转移 5 mol 电子,B正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,C正确;配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,D错误。 3.D　[解析] 随着反应的进行,Mn的物质的量减少,为反应物,O2的物质的量增加,为生成物。根据氧化还原反应原理,反应的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O。在该反应中,H2O2中O元素由-1价升高为0价,H2O2是还原剂,O2是氧化产物,A错误;Mn中Mn元素由+7价降低为+2价,Mn是氧化剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶5,B错误;该反应中H2O2是还原剂,每消耗1 mol还原剂,转移2 mol电子,C错误;根据离子方程式知,随反应进行,溶液的pH逐渐增大,D正确。 考点二 ● 夯实必备知识 1.氧化剂　还原剂　变价　还原 2.(1)还原产物　氧化产物　化合价　化合价 【对点自测】 (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√ ● 提升关键能力 题组一 1.B　[解析] 题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质是K2Cr2O7,失电子的物质是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,Cr元素的化合价将从+6→+n。根据氧化还原反应中得失电子守恒,有0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。 2.D　[解析] Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,S元素化合价由-价升高为+6价,而NaClO被还原为NaCl,Cl元素化合价由+1价降低为-1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,故合理选项是D。 题组二 3.B　[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,也等于浓HNO3得电子的物质的量,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。 4. mol·L-1 [解析] Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,5Fe2++Mn+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(Cr2)+5c2 mol·L-1×V2 mL×10-3 L·mL-1,解得:c(Cr2)= mol·L-1。 经典真题·明考向 1.C　[解析] NaSbO3中Na元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为0,Sb元素为+5价,A正确;N的中心原子N的价层电子对数是3+=3,采用sp2杂化,无孤电子对,N的空间结构为平面三角形,B正确;N元素由+5价降到+2价和+4价,O2中O元素由0价降到-2价,Sb元素由0价升高到+5价,该反应中氧化剂为NaNO3和O2,还原剂为Sb,氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶4,C错误;由C项分析可知, (4NaNO3+3O2)~4Sb~20e-,则3 mol O2参与反应,有4 mol Sb作还原剂,整个反应转移20 mol电子,D正确。 2.B　[解析] 根据得失电子守恒,反应①的离子方程式是10I-+2Mn+16H+2Mn2++5I2+8H2O,氧化还原关系是10I-~2Mn~2Mn2+~5I2,所以n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A错误;根据A项分析和表格数据,可以求得n=0.000 2,所以反应②的n(I-)∶n(Mn)=1∶2,则反应②对应的氧化还原关系是I-~2Mn~2MnO2~I~6e-,x=3,反应②的离子方程式是I-+2Mn+H2O2MnO2↓+I+2OH-,B正确;对比反应①和②,KMnO4的用量以及溶液酸性不同,不能判断I-的还原性随酸性减弱的变化规律,C错误;根据反应①和②的离子方程式,反应①消耗H+,产生水,pH增大,反应②产生OH-,消耗水,pH增大,D错误。 3.C　[解析] Ⅰ中KMnO4与水样中的有机物在碱性条件下反应得到MnO2,溶液中剩余有KMnO4,Ⅱ中在酸性条件下KMnO4、MnO2与I-反应得到I2和Mn2+,Ⅲ中生成的I2再用Na2S2O3溶液滴定。Ⅱ中Mn和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn2+,存在反应MnO2+2I-+4H+Mn2++I2+2H2O,A正确;Ⅱ中避光防止I2升华挥发,加盖防止I-被氧气氧化,B正确;整个反应中,KMnO4得电子生成Mn2+,有机物和碘离子失去电子数目与KMnO4得电子数目相等,Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,说明生成的I2越多,也说明有机物消耗的KMnO4的量越少,水样中的COD值越低,C错误;若Ⅰ中为酸性条件,Cl-会与KMnO4反应,水样中的COD值偏高,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5讲　氧化还原反应的配平与计算 　 1.掌握常见氧化还原反应的书写、配平和相关计算。 2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。 考点一　氧化还原反应方程式的配平 氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原则 (2)配平氧化还原反应方程式的“五个步骤” 【对点自测】 1.正向配平。 (1)　　HCl(浓)+　　MnO2 　　Cl2↑+　　MnCl2+　　H2O  (2)　　Cu+　　HNO3(稀) 　　Cu(NO3)2+　　NO↑+　　H2O  (3)　　KI+　　KIO3+　　H2SO4 　　I2+　　K2SO4+　　H2O  (4)　　Mn+　　H++　　Cl- 　　Mn2++　　Cl2↑+　　H2O  2.逆向配平。 (1)　　S+　　KOH　　K2S+ 　　K2SO3+　　H2O  (2)　　P4+　　KOH+　　H2O 　　K3PO4+　　PH3↑  3.缺项配平。 (1)　　ClO-+　　Fe(OH)3+　　　 　　Cl-+　　Fe+　　H2O  (2)　　Mn+　　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+　　　　.　 　　　　　　　　　　　　　　　 题组　氧化还原反应方程式的配平 1.[2024·广东佛山顺德区质检] 为减少对环境的污染,工业上常用电解法对煤进行脱硫处理。原理:利用电极反应先将Mn2+变为Mn3+,Mn3+再与煤中的含硫物质(主要为FeS2)发生反应: FeS2+Mn3++H2OFe3++Mn2++S+H+(未配平)。下列说法不正确的是(　) A.FeS2中存在离子键 B.氧化性:Mn3+>Fe3+ C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶15 D.每生成1 mol S,转移电子的物质的量为7 mol 2.[2025·黑龙江鹤岗期中] 把图乙的碎纸片补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是 (　) A.I为氧化剂 B.若有1 mol Mn2+参加反应,转移5 mol电子 C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2 D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3 3.某离子反应涉及Mn、Mn2+、H+、H2O、H2O2、O2六种粒子,测得反应过程中Mn和O2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 (　) A.在该反应中,H2O2是还原剂,H2O是氧化产物 B.在该反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2 C.在该反应中,每消耗1 mol还原剂,转移4 mol电子 D.随反应进行,溶液的pH逐渐增大 考点二　电子守恒法计算及应用 1.得失电子守恒法的基本依据 　　　　得到电子总数=　　　　失去电子总数。即n(氧化剂)×　　　　原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(　　　　剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。  2.氧化还原反应的计算步骤 (1)一般步骤 (2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算 有的试题反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的 反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素原子得电子数目和失电子数目。 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)在反应KIO3+6HIKI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2,转移的电子数为6NA (设NA为阿伏伽德罗常数的值) (　) (2)(NH4)2PtCl6晶体受热分解,生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂,在此分解反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是2∶3 (　) (3)反应11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4,氧化产物和还原产物的物质的量之比为6∶5 (　) (4)反应2NH4Cl+4CuO3Cu+CuCl2+N2↑+4H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1 (　) (5) 若溶液中的S2和Cl2反应的产物之一为S,则每生成1 mol S,可消耗2 mol Cl2 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　应用得失电子守恒确定物质化合价或化学式 1.现有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 2.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 题组二　应用得失电子守恒进行多步反应计算 3.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(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于 (　) A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44 4.某工业废水中含有Cr2,为了处理有毒的Cr2,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-1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2+至终点,消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2)为　 。  经典真题·明考向 　　　　　　　　　　　　　　　 1.[2025·湖南卷] NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是 (　) A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5 B.N的空间结构为平面三角形 C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7 D.反应中消耗3 mol O2,转移20 mol e- 2.[2024·北京卷] 不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 I 已知:Mn的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 (　) A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5 B.对比反应①和②,x=3 C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱 D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变 3.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O2的量(单位为mg·L-1)来表示。碱性KMnO4不与Cl-反应,可用于测定含Cl-水样的COD,流程如图。 下列说法错误的是 (　) A.Ⅱ中发生的反应有MnO2+2I-+4H+Mn2++I2+2H2O B.Ⅱ中避光、加盖可抑制I-被O2氧化及I2的挥发 C.Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,水样的COD值越高 D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl-水样的COD值偏高 学科网（北京）股份有限公司 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