第05讲 氧化还原反应方程式的配平与计算(复习讲义)(山东专用) 2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-07-09
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2份
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50页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 氧化还原反应 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.84 MB |
| 发布时间 | 2026-07-09 |
| 更新时间 | 2026-07-09 |
| 作者 | 寂寞如雪 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58735043.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学讲义聚焦氧化还原反应方程式的配平与计算核心考点,按配平原则步骤、常见类型、电子守恒计算逻辑架构知识,通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节,帮助学生构建系统思维,突破配平技巧与计算难点,体现复习教学的系统性和针对性。
资料创新采用分类建模与实战结合策略,如将配平分为正向、逆向等类型并归纳“标价-算变-守恒”步骤,结合工艺流程、实验探究情境培养科学思维。设置分层练习与真题溯源,确保高效复习,助力学生提升真实问题解决能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
第05讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 氧化还原反应方程式的配平
知识解构
知识点1
氧化还原反应方程式配平原则与步骤
知识点2
氧化还原反应方程式常见配平类型
考向破译
考向1 考查氧化还原反应方程式
的
配平
考向
2
考查氧化还原反应方程式
的书写
考点二
氧化还原反应的计算方法——电子守恒法
知识解构
知识点1 氧化还原反应的计算原理
知识点2 电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
考向破译
考向1 转化关系中的电子守恒计算问题
考
向
2
工艺流程中的氧化还原反应计算问题
考向
3
实验探究
中的氧化还原反应计算问题
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
氧化还原反应方程式的配平与书写
山东卷T17(3),2分
山东卷T17(1),2分
氧化还原反应的计算
山东卷T14,2分
山东卷T18(1),2分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
山东卷中对于氧化还原反应的考查更加情境化,基于工业流程、环保技术、古文献载体等真实情境,获取关键信息,书写氧化还原反应方程式。综合性较高,强调学科融合,将氧化还原反应贯穿于工业流程、化学实验化学反应原理综合题中,侧重考查解决真实问题的能力。
►复习目标:
1.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。
2.能利用得失电子守恒法进行氧化还原反应方程式的配平和计算。
3.能根据新情境提取有效信息书写化学方程式。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氧化还原反应方程式的配平
知●识●解●构
知识点1 氧化还原反应方程式配平原则与步骤
1.氧化还原方程式配平的基本原则——配平三大原则
(1)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=化合价降低总数;
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变;
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价;
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素得失电子数;
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数相等;
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数;
(5)查守恒:检查原子、电荷、电子是否守恒。
3、记住元素的价态
(1)记住元素的常见价态
氢H
物质
金属氢化物、NaBH4、LiAlH4
H2
H2O
价态
-1
0
+1
氧O
物质
H2O
H2O2、Na2O2等
O2
OF2
价态
-2
-1
0
+2
碳C
物质
CH4
C2H2
C
CO、HCN
H2C2O4
CO2、CO32-
价态
-4
-1
0
+2
+3
+4
硫S
物质
H2S
FeS2
S
S2O32-
SO2、SO32-
SO3、SO42-、S2O
价态
-2
-1
0
+2
+4
+6
氮N
物质
NH3、Li2NH、HCN、CO(NH2)2
N2H4
N2
HNO
NO
HNO2
NO2
HNO3
价态
-3
-2
0
+1
+2
+3
+4
+5
氯Cl
物质
Cl-
Cl2
HClO
ClO
HClO2
ClO2
HClO3
HClO4
价态
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+7
碘I
物质
I-
I2
HIO
HIO2
I4O9
HIO3
HIO4、H5IO6
价态
-1
0
+1
+3
+3(1/4)、+5(3/4)
+5
+7
铜Cu
物质
Cu
Cu2O、Cu2S
Cu2O、Cu2+
价态
0
+1
+2
铁Fe
物质
Fe
FeO、Fe2+
Fe3O4
Fe2O3、Fe3+、CuFeS2
K2FeO4
价态
0
+2
+2(1/3)、+3(2/3)
+3
+6
铬Cr
物质
Cr
Cr3+
K2CrO4、K2Cr2O7
价态
0
+3
+6
锰Mn
物质
Mn
Mn2+、MnO
MnO(OH)
MnO2
K2MnO4
KMnO4
价态
0
+2
+3
+4
+6
+7
(2)明确一些特殊物质中元素的化合价:
①CuFeS2:、、;②K2FeO4:;③Li2NH、LiNH2、AlN:;④Na2S2O3:;⑤MO:;⑥C2O:;
⑦HCN:、;⑧CuH:、;⑨FeO:;⑩Si3N4:、。
4、氧化还原反应配平的思维模型
第一步:根据元素化合价的升降,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;
第二步:按“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”写出方程式,根据得失电子守恒配平上述物质;
第三步:根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等;
第四步:根据质量守恒配平反应方程式;
第五步:检查原子、电荷、电子是否守恒。
得分速记
标价态,算升降,公倍数定主系数;先配变价后配余,三查守恒再收尾。
知识点2 氧化还原反应方程式常见配平类型
1.正向配平法
(1)适用范围:适用于氧化剂、还原剂分属不同物质的常规氧化还原反应,无部分氧化还原、无歧化现象,从反应物端开始配平。
(2)解题步骤
①标变价:标出反应前后化合价发生变化的元素。
②算升降:计算1个变价粒子中,元素化合价升高、降低的数值。
③定系数:求升降价的最小公倍数,依据电子守恒,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的计量数。
④配原子:借助原子守恒,配平其余不变价的物质。
⑤全检查:核对电子、原子(离子反应再加电荷)三大守恒。
(4)易错提醒:
①若酸、碱既作介质又作氧化剂/还原剂,要区分参与氧化还原和仅成盐的部分,不要统一按变价计算。
②计算升降价时,注意分子中变价原子的个数,避免漏乘。
③配平完成后,务必检查所有原子数目是否守恒。
得分速记
先标价,算升降,公倍数定主系数;先配变价后配杂,最后一步查守恒。
2.逆向配平法
(1)适用范围:从生成物一端开始配平,多用于两类反应:
①歧化反应:同一物质既作氧化剂又作还原剂;
②部分氧化(还原)反应:反应物只有部分发生化合价变化,另一部分仅作介质/成盐。
(2)解题步骤
①标变价:标出反应前后化合价变化的元素;
②算升降:以生成物为基准,计算化合价升、降数值;
③定系数:根据电子守恒,求升降价最小公倍数,确定氧化产物、还原产物系数;
④推反应物:由生成物系数,反向推出反应物计量数;
⑤补全配平:结合原子守恒配平剩余物质,离子反应再核对电荷守恒。
(3)实例
先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(4)易错提醒:
①区分参与氧化还原和仅起酸 / 碱介质作用的反应物,不要全部按变价计算;
②计算升降价时,看清单个粒子内变价原子数目;
③配平后全面检查原子、电子守恒。
得分速记
歧化、部分变价,逆向入手;先定产物系数,再反推反应物。
3.整体配平法
(1)原理:当一种物质中有多种元素同时发生化合价升降,或同一物质部分被氧化/还原时,把该物质视作一个整体,统一计算总升价、总降价,再结合电子守恒配平。
(2)类型:
①一种反应物内两种及以上元素同时变价;
②有机反应(C、H、O 等整体算碳元素平均价态);
③多原子团同步变价的复杂反应。
(3)解题步骤
①定整体:将多种元素变价的物质划为一个整体;
②算总价变:算出1个该“整体”总共升高/降低的化合价;
③求最小公倍数:依据电子守恒,确定变价物质计量数;
④配平其余粒子:结合原子、电荷守恒补齐系数;
⑤检查三守恒(电子、原子、电荷)。
(4)易错提醒:
①整体内所有变价元素的升降价必须全部累加,不能漏算;
②区分“部分变价”与“整体变价”,部分变价优先结合逆向配平;
③离子方程式最后务必核对电荷守恒。
得分速记
多元素同变价,打包算总价,再用守恒配系数。
4.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的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。
(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-
中性环境
优先补H2O(水)
(3)步骤:先配变价→再用电荷守恒补缺项离子→最后配原子。
①标变价:标出所有化合价发生变化的元素,计算单种粒子化合价升降总数。
②配变价:根据电子守恒,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
③补缺项:利用电荷守恒,结合反应介质,判断并补充H+、OH-。
④配原子:最后用H2O补齐氢、氧原子。
⑤全检查:核对电子、电荷、原子三大守恒。
(4)易错提醒:
①混淆介质:酸性写OH-、碱性写H+,直接失分;
②电荷计算漏算离子个数,导致缺项粒子系数错误;
③最后忘记用H2O补齐氢、氧原子;
④多元素变价时,升降价总数计算失误。
得分速记
先配变价守电子,再用电荷补离子;酸补氢离子和水,碱补氢氧不掺氢。
考●向●破●译
考向1 考查氧化还原反应方程式的配平
例1在过量的热NaOH溶液中会生成气体和(次磷酸钠),发生如下反应:
_______________________________________________________
完成并配平上述反应,并用单线桥法标出电子转移___________。
【答案】
【解析】P4在过量的热NaOH溶液中会生成PH3气体和NaH2PO2,P4发生歧化反应分别变为-3价和+1价,方程式为P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,转移电子数为3,单线桥表示为;
解题妙招
1.定方法:常规反应、氧化剂与还原剂为不同物质,优先用正向配平法。
2.四步速配:标变价→算单原子升降价→求最小公倍数定变价物质系数→原子守恒补全其余物质。
3.关键细节:若酸 / 碱既作介质又参与变价,分开计算成盐部分和氧化还原部分,不混为一谈。
4.收尾核验:配平后检查电子、原子守恒,离子方程式额外核对电荷守恒。
5.速记口诀:先标价态算升降,公倍数定主系数,先配变价再补全,三重守恒查一遍。
【变式1】已知常温下,单独使用氨水或不能有效溶解硫化铜精矿,联合使用氨水和溶液溶解硫化铜精矿,效率可大大提高。反应原理如下:
①
②
③___________________________________(未配平)
配平反应③的方程式_______。
【答案】
【变式2】氧化还原反应是指有电子转移的反应,表现为参与反应的物质的元素化合价发生变化,广泛存在或应用于生产、生活和科技领域中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是_______(填标号)。
A.燃放鞭炮 B.用稀盐酸除铁锈 C.用水洗涤沉淀 D.实验室制氧气
(2)一定条件下,可消除氮氧化物的污染,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)高锰酸钾是一种常见的氧化剂。找出、、中的一个变化,该变化在酸性溶液中与组成一个反应并写出该反应的离子方程式:_______。
(4)黄铜矿()在硫酸溶液中被氧气氧化的反应如下,配平离子方程式:_______。
_________________________________________________;
消耗标准状况下22.4L空气(设氧气体积分数为21%)时,该反应转移的电子数为_______。
(5)(H为价)具有很强的还原性,可将还原为Ag。配平化学方程式,并用单线桥法标出电子的转移情况:_______。
(6)《天工开物》记载了隔绝空气焙烧绿矾(主要成分为)即可制得颜料铁红()的方法。在此过程中生成的含硫气体产物为_______(填化学式),试用简洁的文字分析原因:_______。
【答案】(1)AD
(2)
(3)
(4)4CuFeS2+17O2+4H+=2H2O+4Cu2++4Fe3++8 0.84
(5)
(6)SO2、SO3 焙烧绿矾制备铁红时,铁元素的化合价升高,则硫元素的化合价要降低,故会有SO2生成,再由原子个数守恒可知,还会产生SO3,故生成的含硫气体产物为SO2和SO3
【解析】(1)A.燃放鞭炮涉及反应为:S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑,有元素化合价改变是氧化还原反应,A正确;
B.用稀盐酸除铁锈,是稀盐酸和三氧化二铁反应生成氯化铁和水的反应,化合价没有变化,B错误;
C.用水洗涤BaSO4沉淀,只是在洗涤杂质,没有涉及氧化还原反应,C错误;
D.实验室制氧气一般是加热高锰酸钾或者氯酸钾产生氧气,化合价发生变化,属于氧化还原反应,D正确;
故答案为:AD;
(2)NH3和NOx反应生成无污染的N2,NH3中N化合价由-3价升高到0价,失去电子,NH3做还原剂,NOx中N化合价由+2x价降低到0价,得电子,NOx做氧化剂,根据得失电子守恒知,氧化剂与还原剂的物质的量之比3:2x,故答案为:3:2x;
(3)根据已知信息,可以得出酸性条件下草酸跟和高锰酸根反应的离子方程式:,故答案为:;
(4)CuFeS2中Fe化合价由+2价升高到+3价,S化合价由-2价升高到+6价,O2中O化合价由0价降低到-2价,根据得失电子守恒及电荷守恒,4CuFeS2+17O2+4H+=2H2O+4Cu2++4Fe3++8,标准状况下22.4L空气为1mol,氧气体积分数为21%,则为n(O2)=1mol×21%=0.21mol,则转移电子数为0.21mol×4×NAmol-1=0.84NA,故答案为:4CuFeS2+17O2+4H+=2H2O+4Cu2++4Fe3++8;0.84;
(5)根据图中信息,NaBH4中H化合价由-1价升高到0价,Ag化合价由+1价降低到0价,根据得失电子守恒及原子守恒知化学方程式为:NaBH4+4AgNO3+3H2O═4Ag↓+H3BO3+2H2↑+3HNO3+NaNO3,单线桥分析为: ,故答案为: ;
(6)在此过程中生成的含硫气体产物为SO2和SO3的原因为:绿矾中Fe为+2价,焙烧后生成Fe2O3(Fe为+3价),Fe元素被氧化;S为+6价,在隔绝空气的条件下,S元素被还原,生成SO2,根据得失电子守恒得2FeSO4•7H2O~Fe2O3~SO2,再结合元素质量守恒,得2FeSO4•7H2O~Fe2O3~SO2~SO3(另一部分S元素化合价不变生成SO3),故答案为:SO2、SO3;焙烧绿矾制备铁红时,铁元素的化合价升高,则硫元素的化合价要降低,故会有SO2生成,再由原子个数守恒可知,还会产生SO3,故生成的含硫气体产物为SO2和SO3。
考向2 考查氧化还原反应方程式的书写
例2(2026·山东东营·二模)以锡碲渣废料(主要成分为、,还含有少量PbO)为原料,提取锡、碲的工艺流程如下:
已知:、、“碱浸”过程中转化为、、下列说法错误的是
A.“碱浸”过程中金属元素均被氧化
B.“除铅”过程中发生:
C.“除碲”过程中作氧化剂
D.“溶析结晶”过程中NaOH可以降低的溶解度
【答案】A
【分析】锡碲渣废料在通入空气的情况下用氢氧化钠碱浸,生成的溶液中溶质的主要成分为、、,向滤液中加硫化钠将Pb转化为沉淀,向过滤后所得滤液中加入过氧化氢,将氧化为,过滤后向所得滤液中加入氢氧化钠,再经过溶析结晶得到晶体,据此分析:
【解析】A.计算各元素化合价,原料中中为+2价,产物中为+4价,化合价升高被氧化,中为+2价,产物中为+4价,化合价升高被氧化,中为+2价,产物中仍为+2价,化合价不变,没有被氧化,A错误;
B.除铅过程在碱性环境中进行,与反应生成沉淀,配平后离子方程式,B正确;
C.除碲时,中为+4价,产物中为+6价,化合价升高被氧化,因此作氧化剂,C正确;
D.溶析结晶加入,溶液中浓度增大,基于同离子效应,可降低的溶解度,促使其结晶析出,D正确;
答案选A。
例3(2026·山东德州·二模)镍钼矿是战略性稀有金属矿产,主要成分为、,含、、等杂质。工业上采用湿法冶金工艺制备和溶液部分工艺流程如下:
已知:①焙烧时金属元素转化为氧化物:转化为;
②萃取原理:(水相)(有机相)(有机相)(水相)。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成的化学方程式为_______。
【答案】(1)
【解析】(1)高温下与氧气发生氧化还原反应生成和二氧化硫,根据原子守恒和得失电子守恒配平可得。
【变式1·变载体】(2026·山东枣庄·二模)一水硫酸四氨合铜是一种易溶于水的晶体,可作高效安全的广谱杀菌剂,实验室制备流程如图所示。下列说法正确的是
A.所含化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
B.过程①中发生反应的离子方程式为
C.过程③的现象是难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液
D.过程④中加入的“溶剂X”可以是乙醇,玻璃棒摩擦的目的是减慢结晶速率
【答案】BC
【分析】由题给流程可知,铜屑与氧气、稀硫酸共热得到硫酸铜溶液1;向溶液1中加入氨水,将溶液中的铜离子转化为氢氧化铜沉淀,反应得到氢氧化铜悬浊液;向悬浊液中继续加入氨水,将氢氧化铜转化为四氨合铜离子,反应得到硫酸四氨合铜溶液2;向溶液2中加入乙醇降低一水硫酸四氨合铜的溶解度,玻璃棒摩擦试管内壁可以形成晶体的晶核,加快结晶速率得到一水硫酸四氨合铜,则X为乙醇。
【解析】A.氢键属于较强的分子间作用力,不属于化学键,A错误;
B.由分析可知,过程①中发生的反应为铜屑与氧气、稀硫酸共热反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为:,B正确;
C.由分析可知,过程③发生的反应为氢氧化铜和过量氨水形成四氨合铜离子和氢氧根离子,实验现象是难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液,C正确;
D.由分析可知,玻璃棒摩擦试管内壁可以形成晶体的晶核,加快结晶速率得到一水硫酸四氨合铜,D错误;
故选BC。
【变式2】(2026·山东济南·二模)一种利用废铜渣(含CuS、ZnS、、等)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸溶”时仅S元素被氧化
B.“沉铜”的离子方程式为
C.增大溶液Ⅱ的酸度有利于超细Cu粉的生成
D.流程中可循环使用的物质有和
【答案】D
【分析】由题给流程可知,向废铜渣中加入硫酸溶液,通入过量空气酸溶,将金属元素转化为硫酸盐、硫元素转化为硫,二氧化硅不反应,过滤得到含有二氧化硅、硫的滤渣Ⅰ和滤液;向滤液中通入过量氨气,将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,锌离子、铜离子转化为四氨合锌离子、四氨合铜离子,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液;向滤液中通入二氧化硫,将溶液中四氨合铜离子转化为NH4CuSO3沉淀,过滤得到溶液Ⅰ和NH4CuSO3;向NH4CuSO3中加入硫酸溶液,溶液中铜离子在酸性条件下发生歧化反应生成铜和铜离子,亚硫酸根离子在酸性溶液中转化为可以循环使用的二氧化硫,过滤得到超细铜粉和溶液Ⅱ;向溶液Ⅱ中通入氢气,将溶液中的铜离子转化为铜,过滤得到超细铜粉和含有硫酸铵和硫酸的溶液,反应生成的硫酸可以循环使用。
【解析】A.由分析可知,酸溶时加入硫酸溶液,通入过量空气酸溶的目的是将金属元素转化为硫酸盐、硫元素转化为硫,反应时,硫元素和铁元素的化合价升高被氧化,A错误;
B.由分析可知,沉铜时通入二氧化硫的目的是将溶液中四氨合铜离子转化为NH4CuSO3沉淀,反应的离子方程式为:,B错误;
C.由分析可知,向溶液Ⅱ中通入氢气发生的反应为:Cu2++H2=Cu↓+2H+,若增大溶液Ⅱ的酸度,会使反应向逆反应方向移动,不利于超细铜粉的生成,C错误;
D.由分析可知,转化步骤生成的二氧化硫和向溶液Ⅱ中通入氢气生成的硫酸可以循环使用,D正确;
故选D。
【变式3·变题型】(2026·山东济南·二模)金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒渣(主要含、,杂质为CuO、、等)中回收V和的工艺流程如下图所示:
已知:①“焙烧”时V、Fe、Cr元素分别转化为、和;
②微溶于水;向溶液中加酸,不同pH对应的主要存在形式如下表:
pH
10.6~12
约8.4
3~8
约2
存在形式
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,气体和固体粉末采用逆流式通入,其目的是_____________,发生反应的化学方程式为_____________,“滤渣Ⅰ”的主要成分为______。
(3)加压通入可将转化为,总反应的离子方程式为_____________,若没有该操作单元,导致的后果是_____________。
【答案】(1)增大气体与固体的接触面积,使固体颗粒充分反应,加快反应速率 、CuO
(3) 将增加硫酸的用量
【分析】该工艺以废钒渣为原料,分步分离回收得到金属钒与重铬酸钾,整体思路是先氧化转化原料中的低价元素,再分步除杂、分离得到目标产物。 焙烧阶段通入空气,将V、Cr、Fe分别氧化转化为可溶性钒酸钠、铬酸钠,铁转化为氧化铁,逆流通气可提升气固接触效率,提高原料转化率。水浸后分离出不溶性杂质,得到含钒、铬和少量铝硅杂质的滤液;随后调pH沉淀除去铝硅杂质,再酸化将铬酸根转化为重铬酸根,调pH沉钒得到五氧化二钒,经铝热还原得到金属钒,最后含重铬酸钠的溶液加KCl,析出得到重铬酸钾产品。
【解析】(1)逆流操作的核心作用是增大接触面积,提升反应效率;FeCr2O4和NaHCO3、空气焙烧,生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2、H2O,根据焙烧产物,结合氧化还原化合价升降配平可得反应方程式;水浸时,焙烧生成的和杂质不溶于水,因此为滤渣Ⅰ的主要成分。
(3)过量反应生成,配平可得离子方程式:;该操作目的是将转化为,若不转化,后续沉钒时发生反应:,会增加硫酸的用量。
考点二 氧化还原反应的计算方法——电子守恒法
知●识●解●构
知识点1 氧化还原反应的计算原理
1.计算原理
(1)电子守恒(根本依据):氧化还原反应中,氧化剂得到电子总物质的量 = 还原剂失去电子总物质的量,即反应前后化合价升降总数相等。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,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维,便可迅速获得正确结果。
(2)衍生守恒:离子反应兼顾电荷守恒,所有反应兼顾原子守恒。
2.守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)“三列恒等式”:根据题中物质的物质的量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)。
3.解题步骤
(1)标化合价:标出反应前后所有变价元素的化合价,明确升降情况。
(2)求单粒子变价数:计算1个氧化剂/还原剂粒子得失电子数目(化合价变化值)。
(3)列电子守恒关系式:依据:n(氧化剂)×单个得电子数 = n(还原剂)×单个失电子数。
(4)代入数据计算:结合物质的量、质量、浓度、体积等物理量列式求解。
(5)验算结果:结合原子/电荷守恒检查,避免计算失误。
4.常见计算题型与思路
(1)单一反应电子转移计算:直接套用电子守恒,计算转移电子的物质的量、数目。
(2)反应物/产物定量计算:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度等。
(3)多步连续氧化还原反应:使用关系式法:跳过中间反应,根据电子守恒找出已知物与目标物的定量比例,简化计算。
(4)混合物氧化还原计算:整体分析得失电子,把混合物当作整体计算总得失电子量。
5.易错提醒
(1)计算单粒子得失电子数时,务必乘以分子内变价原子个数。
(2)区分 “转移电子数”“得电子数”“失电子数”,三者数值相等,表述不能混淆。
(3)多步反应切勿分步计算,优先用关系式法提速。
得分速记
先标价,算变价,电子守恒列等式;已知量,代公式,步步求解再核验。
知识点2 电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
1.原理:得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
2.常见应用题型与解法
(1)计算转移电子数目:已知反应物/生成物的量,求反应转移电子的物质的量、粒子数。
(2)互求反应物、生成物的量:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度、气体体积。思路:直接套用电子守恒等式,列比例计算。
(3)求未知元素化合价/产物价态:设未知化合价为未知数,根据得失电子总数相等列方程求解。解题关键:设价态→表示出单个粒子得失电子数→列等式解方程。
(4)多步连续反应计算(关系式法):多个连续氧化还原反应,忽略中间产物,依据全程电子得失守恒,找出起始物与最终产物的计量关系,一步计算。优势:省去分步配平、分步计算,大幅简化运算。
(5)混合物类计算:多种还原剂(或氧化剂)共同参与反应,将混合物视作整体,计算总失电子数 = 总得电子数,结合方程组求解组分含量。
(6)多池串联时,流经各个电极上的电子数相等。
3.高频易错点
(1)计算单个粒子得失电子数时,漏乘分子中变价原子个数;
(2)混淆“转移电子”与“得/失电子”(三者数值相等,概念不分家);
(3)多步反应强行分步计算,运算繁琐且易出错;
(4)单位不统一,代入数据前统一为物质的量计算。
得分速记
得失电子总相等,标价算数列方程;单步直接套公式,多步优先找关系。
考●向●破●译
考向1 转化关系中的电子守恒计算问题
例1(2026·山东日照·一模)利用溶液处理NO废气,反应过程如下。下列说法错误的是
A.在反应过程中为催化剂
B.在反应1中,每消耗1mol转移4mol电子
C.在反应2中是氧化剂
D.总反应为
【答案】B
【分析】先整理两个分步反应,再逐个分析选项: 根据题图可得:反应1:,反应2:,总反应:,据此分析;
【解析】A.在反应1中被消耗,反应2中重新生成,反应前后质量和性质不变,是该反应的催化剂,A不符合题意;
B.反应1中,从价升高为价,每个失电子,反应共消耗,总共失电子;从价变为过氧键中的价,总共得电子,因此转移电子为,B符合题意;
C.反应2中,中为价,反应后生成中为价,化合价降低,得电子,因此该物质是氧化剂,C不符合题意;
D.总反应配平后原子守恒,和选项给出的方程式一致,D不符合题意;
故选B。
【变式1·变载体】(2026·山东枣庄·二模)亚氯酸钠是一种高效漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如图所示:
下列说法错误的是
A.若反应①通过原电池来实现,则是正极产物
B.反应②的离子方程式为
C.理论上,流程中参加反应的与的物质的量之比为
D.反应②在冰水浴中进行可抑制分解,有利于得到产品
【答案】C
【分析】反应①中,中为价,被还原为中价的;中为价,被氧化为中价的。 反应②中,中价被还原为中价;碱性条件下中价被氧化为。
【解析】A.原电池中正极发生还原反应,是反应①的还原产物,因此是正极产物,A正确;
B.根据氧化还原化合价升降配平,该离子方程式中电子、电荷、原子均守恒,书写正确,B正确;
C.根据电子守恒计算:反应,从,共失电子,可生成;反应,共得电子,需要消耗(中从,共失电子)。因此与的物质的量之比为,不是,C错误;
D.受热易分解,冰水浴低温可以抑制分解,提高的产率,D正确;
故选C。
【变式2】用过的核燃料中含有金属钚(Pu),可用二氟化二氧()将金属钚以挥发性氟化物的形式除去,相关的反应为:(未配平)。下列说法错误的是
A.发生了还原反应 B.氧化性:
C.消耗,转移电子数为 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】D
【解析】A.中氧元素为价,生成物为,氧元素化合价降低,发生了还原反应,A正确;
B.为氧化剂,为还原产物,氧化剂的氧化性强于还原产物的氧化性,B正确;
C.氧元素化合价由价变为0价,可知消耗,转移2mol电子,转移电子数为,C正确;
D.钚元素化合价由0价变为价,由元素化合价变化可知Pu为还原剂,为氧化剂,配平方程式可得氧化剂与还原剂的物质的量之比为,D错误;
故选D。
考向2 工艺流程中的氧化还原反应计算问题
例2(2026·山东泰安·二模)纳米由于比表面积大,用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下:
已知:25℃时,的,的。
(3)“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间,理论上生成需要通入空气的体积(标况下)_______。(空气中氧气体积分数按20%计)
(6)写出制备的化学方程式_______。
【答案】(3)56 L
(6)
【分析】软锰矿中含有、和的氧化物,与硫酸混料、焙烧生成,加水浸出;浸出液中溶于水形成溶液,和作为浸出渣被分离。在碱化过滤过程中,与反应生成沉淀,之后经浆化,氧化,过滤烘干等过程转化为,与碳酸锂反应生成。在水热法过程中,被氧化为,同时生成硫酸铵,经一系列操作得到硫酸铵晶体。
【解析】(3)中Mn为价,中总正价为,生成共失去电子;作氧化剂得电子,由电子守恒得需要物质的量为,空气中体积分数为,因此标况下空气体积为。
(6)与高温下反应生成,元素化合价升高,需要O2作氧化剂,配平后得到化学方程式。
【变式1】(2026·山东聊城·二模)用冶炼废渣(含、、、等)制高纯流程如图。
萃取反应可表示为:
下列说法正确的是
A.越大越有利于萃取
B.参与反应得电子,被还原为
C.沉锌后的滤液含硫酸铵,可作氮肥
D.热解产生的所有气体均可直接返回浸取工序循环利用
【答案】BC
【分析】冶炼废渣(含、、、等)中加入强氧化剂 和氨水,将金属硫化物中的硫离子氧化为单质硫 ,并将亚铁离子氧化为铁离子,氨水与锌离子和铜离子形成可溶性的氨络合物,使它们进入溶液。而铁离子在氨水中会形成氢氧化铁沉淀。浸渣包含不反应的二氧化硅、反应生成的单质硫 和氢氧化铁沉淀。浸取液中主要含有、、硫酸根离子和铵根离子,加热浸取液,使不稳定的氨络合物分解,气体主要为氨气,过量的受热分解还会生成O2、SO2,可以回收氨气用于配制氨水,热解后的溶液主要含有、等金属离子。加入有机萃取剂D2EHPA,将和从水相转移到有机相。向含有金属的有机相中加入稀硫酸,将从有机相中“洗”回到水相,形成硫酸锌溶液。再生后的萃取剂,可循环使用。向硫酸锌溶液中加入碳酸氢铵生成碳酸锌沉淀,将碳酸锌沉淀经过滤、洗涤、干燥后高温煅烧,即可得到最终产品氧化锌。
【解析】A.萃取反应为。根据化学平衡原理,降低产物的浓度(即提高pH)会使平衡向右移动,有利于萃取,但pH过高可能导致沉淀或转化为,降低萃取率,A错误;
B.过硫酸根离子中含有1个过氧键,O元素化合价由-1下降到-2价,1mol得到2mol电子被还原为硫酸根离子,B正确;
C.沉锌步骤是硫酸锌和碳酸氢铵反应,生成碳酸锌沉淀和硫酸铵。因此,过滤后的滤液主要成分是硫酸铵。硫酸铵是一种常见的氮肥,C正确;
D.热解过程中,过量的受热分解会生成NH3、O2、SO2,NH3被回收并溶于水制成氨水,返回浸取工序,O2、SO2不能循环利用,D错误;
故选BC。
【变式2】(25-26高三上·山东淄博·阶段检测)磷化铝(AlP)和磷化氢 (PH3) 都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
工业制备的流程如图所示。
①次磷酸属于___________元酸。
② 1 mol P4 含有的化学键数目是 ___________
③ 若起始时有1 mol 参加反应,则整个工业流程中共生成___________mol 。(不考虑产物的损失)
【答案】①一 ② ③
【解析】①根据氢氧化钠过量时只能生成可知,次磷酸只能电离出1个氢离子,因此次磷酸属于一元酸。
② 的结构为,1个 分子含有的化学键数目是6,故含有的化学键数目是。
③,,即,若起始时有参加反应,则整个工业流程中共生成。
考向3 实验探究中的氧化还原反应计算问题
例3(2026·山东济南·二模)钴常被添加到钢或者其他合金当中,可以明显提高合金的坚硬程度、耐磨程度等。设计如下装置图(部分加热及夹持装置已略),测定还原时CO的转化率。
已知:①HCOOH是易挥发的液体,实验室常用于制备CO,原理为;
②是白色固体,易吸水潮解生成,能快速与CO发生反应。
回答下列问题:
(5)颗粒容易吸附气体分子,导致测定结果存在较大误差,设计如下测定方案:
Ⅰ.将装置E中固体溶解在足量去离子水中,不断搅拌至无固体剩余,再加入NaOH溶液调pH约为5后,将其配成250 mL待测溶液;
Ⅱ.取标准溶液于锥形瓶中,用待测液滴定,反应原理为(滴定时,和不参与反应),平行滴定三次,消耗待测液平均为12.50 mL。
①CO的转化率为_______;
②下列操作会导致CO的转化率测定值偏大的是___(填标号)。
a.步骤Ⅰ中,没有加入NaOH溶液调pH
b.步骤Ⅱ中,取25.00 mL标准溶液时,先仰视后俯视
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
【答案】(5)50% abc
【解析】(5)①由方程式可得如下转化关系:5CO-I2-2Na2S2O3,由题意可知,滴定消耗12.50 mL待测液,则未反应的一氧化碳的物质的量为:0.0800 mol/L×0.02500L××=0.10 mol,则一氧化碳的转化率为:×100%=50%;
②a.步骤Ⅰ中,没有加入氢氧化钠溶液调pH,溶液呈强酸性,溶液中的碘酸根离子会与滴定反应生成的碘离子反应生成生成碘,使得步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,a符合题意;
b.步骤Ⅱ中,取25.00 mL标准溶液时,先仰视后俯视会使步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,b符合题意;
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡会使步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,c符合题意;
故选abc。
【变式1】(2026·山东菏泽·一模)纳米在材料、催化、医学等领域有广泛的应用前景。实验室以硫酸亚铁()、黄铁矿()为原料利用如下装置(加热及夹持装置略)制备纳米,同时得到副产物。
实验过程如下:
I.原料预处理:将上述硫酸亚铁在真空干燥120 min,冷却。取一定量干燥后的硫酸亚铁和黄铁矿5.00 g放入球磨机中混磨30 min。
Ⅱ.制备:将样品放入装置,控制温度反应60 min,自然冷却至室温。
Ⅲ.产品提纯:烧结材料用去离子水和无水乙醇依次洗涤3次,干燥240 min,获得纳米颗粒。
回答下列问题:
(3)在制备过程中发现有副产物生成,调整影响产品的摩尔分数,二者的变化关系如图所示,欲得到较纯纳米,应控制_______。
(4)测定产品含铁量:称取纳米产品5.00 g溶于酸中,配成100 mL溶液,取出20.00 mL,用过量的将还原成,再加入溶液除去过量的,最后用标准(已加入指示剂)溶液滴定溶液中的,达到终点时,消耗标准溶液18.00 mL,过程发生的部分反应(未配平)有:;。产品中铁元素的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(3)12
(4)
【分析】本实验以硫酸亚铁、黄铁矿为原料制备纳米,核心原理为:反应物在氮气保护、550℃条件下发生氧化还原反应,得到和,后续处理可得到副产物硫酸,总反应为:,产品含铁量测定基于定量滴定:将还原为后,利用重铬酸钾与的反应,即可通过滴定用量计算得到产品中铁元素的质量分数,据此解答。
【解析】(3)由图像可知,的摩尔分数在时达到最高,此时得到的最纯。
(4)根据滴定反应关系:,可得: , 20mL待测液中:, 100mL溶液中总, ,铁的质量分数:。
【变式2】(2026·山东济南·一模)混合熔盐是光热发电的基本热媒介质。实验室利用如下装置制备混合熔盐中的硝态盐(夹持装置略):
已知:为提升熔盐的利用效率,热媒介质中硝态盐与的比例约为;酸性条件下,低价氮氧化物、能与反应生成和。
回答下列问题:
(4)利用碘量法测定熔盐中的纯度,实验如下:
①溶液配制:称量a g(精确至)样品,配制500 mL混合盐样品待测液。下列仪器无需使用的是______(填标号)。
②滴定:取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,用酸性标准溶液滴定,滴定达终点时消耗的酸性溶液;用25.00 mL蒸馏水替换锥形瓶中的待测液,重复上述操作,消耗酸性溶液。则样品中的质量分数为______(用代数式表示);若空白实验滴定终点时俯视读数,质量分数的测量值将______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(4)BD 偏大
【解析】(4)①称量a g(精确至±1mg)样品,精确度比较高,不能用托盘天平,配制溶液也不需要干燥器,不需使用的是BD;
②根据电子守恒,5NaNO2~2KMnO4,n(NaNO2)=n(KMnO4)=c(V1-V2)×10-3×,则NaNO2的质量分数为;若空白实验滴定终点时俯视读数,测定V2偏小,NaNO2的质量分数偏大。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·山东卷)利用铁基、钙基物质的化学循环(,)可从高炉煤气中分离出,并获得高价值的/混合气。循环过程如图所示,下列说法正确的是
A.钙基物质Ⅰ为
B.气体为混合气
C.铁基、钙基物质的理论投料比为(以物质的量计)
D.获得的混合气中,与物质的量之比
【答案】AC
【分析】简要分析工艺流程:反应器甲:铁基反应: (CO被消耗,生成CO2),钙基反应:(吸收CO2),N₂不参与反应,作为惰性气体排出,气体X为N2,因此钙基物质Ⅰ为CaO,Ⅱ为CaCO3。反应器乙:铁基反应:(CO2被还原为CO),钙基反应:(释放CO2),最终产物气体Y为CO与CO2的混合气,用于回收高价值气体,据此分析以下各选项;
【解析】A.反应器甲中需CaO吸收CO2生成CaCO3,故初始钙基物质Ⅰ为CaO,A正确;
B.CO和CO2均在反应器甲中被转化或吸收,仅N2未参与反应,故气体X为纯N2,B错误;
C.因高炉煤气中n(CO):n(CO2):n(N2)=2:3:5,设高炉煤气中,,。还原2 mol FeO需2 mol CO,生成2 mol CO2;总CO₂ = 3 + 2 = 5 mol,需5 mol CaO吸收,故 ,C正确;
D.因高炉煤气中n(CO):n(CO2):n(N2)=2:3:5,设高炉煤气中,,。甲中2 mol CO转化为2 mol CO2,体系总CO2 = 3+2 = 5 mol,乙中2 mol Fe与2 mol CO2反应,,生成2 mol CO,剩余CO2 = 5-2 = 3 mol,混合气中,D错误;
故选AC。
2.(2026·河北卷)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
【答案】D
【解析】A.工业合成氨是与在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成,化学方程式为:,A正确;
B.氯碱工业是电解饱和氯化钠溶液,生成、和,化学方程式为:,B正确;
C.氨脱硫时,先与、反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵再被氧化为硫酸铵,化学方程式为:,C正确;
D.乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸时,聚合物两端各保留1个氢原子和1个羟基,脱去的水分子数应为 ,化学方程式书为:+(n-1)H2O,D错误;
故选D。
3.(2025·云南卷)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是
A.可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:
【答案】B
【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2,纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si,加盐酸将MgO转化为MgCl2,过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。
【解析】A.SiO2是酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O,A正确;
B.盐酸参与的反应为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,该反应是非氧化还原反应,盐酸体现酸性,没有体现还原性,B错误;
C.高纯硅可以将太阳能转化为电能,故可用于制硅太阳能电池,C正确;
D.SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si,反应的化学方程式为,D正确;
答案选B。
4.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是
A.和的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化转移的电子数之比为3∶7
【答案】D
【解析】A.的中心原子S形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A错误;
B.中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;
C.根据题给信息可知,反应I的方程式为:,反应Ⅱ的方程式为:,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C错误;
D.中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1mol失电子3×4mol=12mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1mol失电子2×2mol+3×8mol=28mol,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化转移的电子数之比为3∶7,D正确;
故选D。
5.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从中提取的实验方案,下列说法正确的是
A.还原性:
B.按上述方案消耗可回收
C.反应①的离子方程式是
D.溶液①中的金属离子是
【答案】C
【分析】从实验方案可知,氨水溶解了氯化银,然后用铜置换出银,滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液,向其中加入铁、铁置换出铜,过滤分铜可以循环利用,并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。
【解析】A.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;
B.由电子转移守恒可知,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;
C.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,C正确;
D.向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成,然后被通入的氧气氧化为,氯化铵水解使溶液呈酸性,在这个过程中,溶液中的氢离子参与反应,因此氢离子浓度减少促进了铁离子水解生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁存在沉淀溶解平衡,因此,溶液①中的金属离子是,D不正确;
综上所述,本题选C。
6.(2026·河北卷)钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
已知:钒渣主要含、、和少量CaO、 等。
回答下列问题:
(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是________________;配平化学方程式:
_____ _____ _____ _____ _____ ______
(6)还原工序中,反应的离子方程式为___________________________________。
【答案】(2)提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可) 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O
(6)2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O
【解析】(2)首先,氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ),同时需要保证反应物充分接触,提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可)。配平化学方程式:FeO·V2O3中Fe为+2价,V为+3价;Fe2O3中Fe为+3价,Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中,Fe失去1 mol e⁻,2 mol V共失去4 mol e⁻,总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻,因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为:4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。
(6)还原工序中,Na2CrO4被Na2SO3还原为Cr3+,被氧化为。根据氧化还原反应配平,离子方程式为2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O。
7.(2026·河北卷)某兴趣小组探究 的制备。(实验均在通风橱内进行)
查阅资料:液溴()是生产溴化合物的基本原料。工业上利用和氨水的氧化还原反应生产 。实验室制备少量高纯度 常用氨气和氢溴酸的中和反应。
方案Ⅰ:模拟工业生产方法制备 (夹持装置等略)
实验装置如图所示:
步骤如下:
ⅰ 检查装置气密性。
ⅱ 将盛有 氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0 mL(32.0 g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。
ⅲ 打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。
ⅳ 将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4 g。
回答下列问题:
(3)步骤ⅱ中,制备 的化学方程式为___________________________________。
【答案】(3) (或 )
【解析】(3)液溴与氨水发生氧化还原反应,溴单质作氧化剂被还原为 ,氨气作还原剂被氧化为无色气体 ,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为: (或 )。
8.(2026·河南卷)一种从废芯片(主要含有、、、、等)中回收金属的工艺流程如下:
已知:流程中被还原为;“浸出2”中和的浸出率较低;“浸出3”中和转化为和。
回答下列问题:
(2)“焙烧”中,未完全转化为,“浸出1”中参与反应的离子方程式为___________。
(5)“沉淀”产生的可被还原为,中元素只转化为。理论上与反应的物质的量之比为___________。
(7)“氧化”中,转化为沉淀,该反应的离子方程式为___________。
【答案】(2)
(5)4:1
(7)
【分析】该流程是从含有、、、、等的废芯片中分步回收有价金属,废芯片先经焙烧预处理氧化部分金属;随后“浸出1”用硫酸+硫酸铁溶解铜,所得滤液1经电解可回收铜单质,同时再生循环回浸出工序;之后经“浸出2”初步浸出Au、Pd,滤液沉银得到,可还原回收银;再经“浸出3”进一步浸出剩余、,得到的氯配离子用Zn还原得到Au、Pd产品;最后含的流出液经氧化得到回收铈,滤液3循环利用,提升了金属收率与原料利用率。
【解析】(2)“浸出1”中使用了H2SO4和Fe2(SO4)3,Fe3+具有氧化性,可以将Cu氧化为Cu2+,自身被还原为Fe2+。离子方程式为:。
(5)AgCl被还原为Ag,Ag+ → Ag,每个Ag+得1e⁻。被氧化为,N从-2 → 0,每个N失2e⁻,1 mol失4e⁻,根据得失电子守恒可得。
(7)氧化”步骤中,NaClO将氧化为,在碱性条件下生成沉淀。ClO⁻被还原为Cl⁻。根据氧化还原反应配平,离子方程式为。
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第05讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氧化还原反应方程式的配平
知识解构 知识点1 氧化还原反应方程式配平原则与步骤
知识点2 氧化还原反应方程式常见配平类型
考向破译 考向1 考查氧化还原反应方程式的配平
考向2考查氧化还原反应方程式的书写
考点二 氧化还原反应的计算方法——电子守恒法
知识解构 知识点1 氧化还原反应的计算原理
知识点2 电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
考向破译 考向1 转化关系中的电子守恒计算问题
考向2 工艺流程中的氧化还原反应计算问题
考向3 实验探究中的氧化还原反应计算问题
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
氧化还原反应方程式的配平与书写
山东卷T17(3),2分
山东卷T17(1),2分
氧化还原反应的计算
山东卷T14,2分
山东卷T18(1),2分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
山东卷中对于氧化还原反应的考查更加情境化,基于工业流程、环保技术、古文献载体等真实情境,获取关键信息,书写氧化还原反应方程式。综合性较高,强调学科融合,将氧化还原反应贯穿于工业流程、化学实验化学反应原理综合题中,侧重考查解决真实问题的能力。
►复习目标:
1.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。
2.能利用得失电子守恒法进行氧化还原反应方程式的配平和计算。
3.能根据新情境提取有效信息书写化学方程式。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氧化还原反应方程式的配平
知●识●解●构
知识点1 氧化还原反应方程式配平原则与步骤
1.氧化还原方程式配平的基本原则——配平三大原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价 总数=化合价 总数;
(2)质量守恒:反应前后原子的 和 不变;
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数
2.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
(1)标变价:标明反应前后变价元素的 ;
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素 ;
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数 ;
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的 数,观察法配平其他物质的 数;
(5)查守恒:检查 、 、 是否守恒。
3、记住元素的价态
(1)记住元素的常见价态
氢H
物质
金属氢化物、NaBH4、LiAlH4
H2
H2O
价态
氧O
物质
H2O
H2O2、Na2O2等
O2
OF2
价态
碳C
物质
CH4
C2H2
C
CO、HCN
H2C2O4
CO2、CO32-
价态
硫S
物质
H2S
FeS2
S
S2O32-
SO2、SO32-
SO3、SO42-、S2O
价态
氮N
物质
NH3、Li2NH、HCN、CO(NH2)2
N2H4
N2
HNO
NO
HNO2
NO2
HNO3
价态
氯Cl
物质
Cl-
Cl2
HClO
ClO
HClO2
ClO2
HClO3
HClO4
价态
碘I
物质
I-
I2
HIO
HIO2
I4O9
HIO3
HIO4、H5IO6
价态
、
铜Cu
物质
Cu
Cu2O、Cu2S
Cu2O、Cu2+
价态
铁Fe
物质
Fe
FeO、Fe2+
Fe3O4
Fe2O3、Fe3+、CuFeS2
K2FeO4
价态
铬Cr
物质
Cr
Cr3+
K2CrO4、K2Cr2O7
价态
锰Mn
物质
Mn
Mn2+、MnO
MnO(OH)
MnO2
K2MnO4
KMnO4
价态
(2)明确一些特殊物质中元素的化合价:
①CuFeS2: ;②K2FeO4: ;③Li2NH、LiNH2、AlN: ;④Na2S2O3: ;⑤MO: ;⑥C2O: ;
⑦HCN: ;⑧CuH: ;⑨FeO: ;⑩Si3N4: 。
4、氧化还原反应配平的思维模型
第一步:根据元素化合价的升降,判断氧化剂、 剂、 产物、还原产物;
第二步:按“氧化剂+ 剂→还原产物+ 产物”写出方程式,根据得失电子守恒配平上述物质;
第三步:根据电荷守恒和反应物的 性,在方程式左边或右边补充 、 或 等;
第四步:根据质量守恒配平反应方程式;
第五步:检查 、 、 是否守恒。
得分速记
标价态,算升降,公倍数定主系数;先配变价后配余,三查守恒再收尾。
知识点2 氧化还原反应方程式常见配平类型
1.正向配平法
(1)适用范围:适用于氧化剂、还原剂分属 的常规氧化还原反应,无部分氧化还原、无歧化现象,从反应物端开始配平。
(2)解题步骤
①标变价:标出 化合价发生变化的元素。
②算升降:计算 个变价粒子中,元素化合价升高、降低的数值。
③定系数:求升降价的最小 ,依据电子守恒,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的 。
④配原子:借助 守恒,配平其余 的物质。
⑤全检查:核对电子、原子(离子反应再加电荷)三大守恒。
(4)易错提醒:
①若酸、碱既作介质又作氧化剂/还原剂,要区分参与氧化还原和仅成盐的部分,不要统一按变价计算。
②计算升降价时,注意分子中变价原子的个数,避免漏乘。
③配平完成后,务必检查所有原子数目是否守恒。
得分速记
先标价,算升降,公倍数定主系数;先配变价后配杂,最后一步查守恒。
2.逆向配平法
(1)适用范围:从生成物一端开始配平,多用于两类反应:
① 反应:同一物质既作氧化剂又作还原剂;
② 反应:反应物只有部分发生化合价变化,另一部分仅作介质/成盐。
(2)解题步骤
①标变价:标出 化合价变化的元素;
②算升降:以 为基准,计算化合价升、降 ;
③定系数:根据 守恒,求升降价最小公倍数,确定氧化产物、还原产物 ;
④推反应物:由生成物系数,反向推出反应物计量数;
⑤补全配平:结合 守恒配平剩余物质,离子反应再核对 守恒。
(3)实例
先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(4)易错提醒:
①区分参与氧化还原和仅起酸 / 碱介质作用的反应物,不要全部按变价计算;
②计算升降价时,看清单个粒子内变价原子数目;
③配平后全面检查原子、电子守恒。
得分速记
歧化、部分变价,逆向入手;先定产物系数,再反推反应物。
3.整体配平法
(1)原理:当一种物质中有 元素同时发生化合价升降,或同一物质部分被氧化/还原时,把该物质视作一个整体,统一计算 、 ,再结合 守恒配平。
(2)类型:
①一种反应物内两种及以上元素同时 ;
②有机反应(C、H、O 等整体算 平均价态);
③多原子团同步变价的复杂反应。
(3)解题步骤
①定整体:将多种元素变价的物质划为 ;
②算总价变:算出 个该“整体”总共升高/降低的化合价;
③求最小公倍数:依据 守恒,确定变价物质 ;
④配平其余粒子:结合 、 守恒补齐系数;
⑤检查三守恒(电子、原子、电荷)。
(4)易错提醒:
①整体内所有变价元素的升降价必须全部累加,不能漏算;
②区分“部分变价”与“整体变价”,部分变价优先结合逆向配平;
③离子方程式最后务必核对电荷守恒。
得分速记
多元素同变价,打包算总价,再用守恒配系数。
4.缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些 物或 物的分子式没有写出来,一般为 、 或 。
(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 或多 补H+,少 补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补 ,少O(氧)补
中性环境
优先补
(3)步骤:先配 →再用 补缺项离子→最后 。
①标变价:标出 化合价发生变化的元素,计算单种粒子化合价 总数。
②配变价:根据 守恒,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学 。
③补缺项:利用电荷守恒,结合反应介质,判断并补充 。
④配原子:最后用 补齐氢、氧原子。
⑤全检查:核对 三大守恒。
(4)易错提醒:
①混淆介质:酸性写OH-、碱性写H+,直接失分;
②电荷计算漏算离子个数,导致缺项粒子系数错误;
③最后忘记用H2O补齐氢、氧原子;
④多元素变价时,升降价总数计算失误。
得分速记
先配变价守电子,再用电荷补离子;酸补氢离子和水,碱补氢氧不掺氢。
考●向●破●译
考向1 考查氧化还原反应方程式的配平
例1在过量的热NaOH溶液中会生成气体和(次磷酸钠),发生如下反应:
_______________________________________________________
完成并配平上述反应,并用单线桥法标出电子转移___________。
解题妙招
1.定方法:常规反应、氧化剂与还原剂为不同物质,优先用正向配平法。
2.四步速配:标变价→算单原子升降价→求最小公倍数定变价物质系数→原子守恒补全其余物质。
3.关键细节:若酸 / 碱既作介质又参与变价,分开计算成盐部分和氧化还原部分,不混为一谈。
4.收尾核验:配平后检查电子、原子守恒,离子方程式额外核对电荷守恒。
5.速记口诀:先标价态算升降,公倍数定主系数,先配变价再补全,三重守恒查一遍。
【变式1】已知常温下,单独使用氨水或不能有效溶解硫化铜精矿,联合使用氨水和溶液溶解硫化铜精矿,效率可大大提高。反应原理如下:
①
②
③___________________________________(未配平)
配平反应③的方程式_______。
【变式2】氧化还原反应是指有电子转移的反应,表现为参与反应的物质的元素化合价发生变化,广泛存在或应用于生产、生活和科技领域中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是_______(填标号)。
A.燃放鞭炮 B.用稀盐酸除铁锈 C.用水洗涤沉淀 D.实验室制氧气
(2)一定条件下,可消除氮氧化物的污染,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)高锰酸钾是一种常见的氧化剂。找出、、中的一个变化,该变化在酸性溶液中与组成一个反应并写出该反应的离子方程式:_______。
(4)黄铜矿()在硫酸溶液中被氧气氧化的反应如下,配平离子方程式:_______。
_________________________________________________;
消耗标准状况下22.4L空气(设氧气体积分数为21%)时,该反应转移的电子数为_______。
(5)(H为价)具有很强的还原性,可将还原为Ag。配平化学方程式,并用单线桥法标出电子的转移情况:_______。
(6)《天工开物》记载了隔绝空气焙烧绿矾(主要成分为)即可制得颜料铁红()的方法。在此过程中生成的含硫气体产物为_______(填化学式),试用简洁的文字分析原因:_______。
考向2 考查氧化还原反应方程式的书写
例2(2026·山东东营·二模)以锡碲渣废料(主要成分为、,还含有少量PbO)为原料,提取锡、碲的工艺流程如下:
已知:、、“碱浸”过程中转化为、、下列说法错误的是
A.“碱浸”过程中金属元素均被氧化
B.“除铅”过程中发生:
C.“除碲”过程中作氧化剂
D.“溶析结晶”过程中NaOH可以降低的溶解度
例3(2026·山东德州·二模)镍钼矿是战略性稀有金属矿产,主要成分为、,含、、等杂质。工业上采用湿法冶金工艺制备和溶液部分工艺流程如下:
已知:①焙烧时金属元素转化为氧化物:转化为;
②萃取原理:(水相)(有机相)(有机相)(水相)。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成的化学方程式为_______。
【变式1·变载体】(2026·山东枣庄·二模)一水硫酸四氨合铜是一种易溶于水的晶体,可作高效安全的广谱杀菌剂,实验室制备流程如图所示。下列说法正确的是
A.所含化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
B.过程①中发生反应的离子方程式为
C.过程③的现象是难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液
D.过程④中加入的“溶剂X”可以是乙醇,玻璃棒摩擦的目的是减慢结晶速率
【变式2】(2026·山东济南·二模)一种利用废铜渣(含CuS、ZnS、、等)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸溶”时仅S元素被氧化
B.“沉铜”的离子方程式为
C.增大溶液Ⅱ的酸度有利于超细Cu粉的生成
D.流程中可循环使用的物质有和
【变式3·变题型】(2026·山东济南·二模)金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒渣(主要含、,杂质为CuO、、等)中回收V和的工艺流程如下图所示:
已知:①“焙烧”时V、Fe、Cr元素分别转化为、和;
②微溶于水;向溶液中加酸,不同pH对应的主要存在形式如下表:
pH
10.6~12
约8.4
3~8
约2
存在形式
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,气体和固体粉末采用逆流式通入,其目的是_____________,发生反应的化学方程式为_____________,“滤渣Ⅰ”的主要成分为______。
(3)加压通入可将转化为,总反应的离子方程式为_____________,若没有该操作单元,导致的后果是_____________。
考点二 氧化还原反应的计算方法——电子守恒法
知●识●解●构
知识点1 氧化还原反应的计算原理
1.计算原理
(1)电子守恒(根本依据):氧化还原反应中,氧化剂 电子总物质的量 = 还原剂 电子总物质的量,即反应前后化合价升降总数 。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从 电子与 电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
(2)衍生守恒:离子反应兼顾 守恒,所有反应兼顾 守恒。
2.守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”:找出氧化剂、 剂及相应的 产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子 电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)“三列恒等式”:根据题中物质的物质的量和 电子守恒列出等式。
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)。
3.解题步骤
(1)标化合价:标出反应前后所有变价元素的化合价,明确升降情况。
(2)求单粒子变价数:计算 个氧化剂/还原剂粒子得失电子数目(化合价变化值)。
(3)列电子守恒关系式:依据:n(氧化剂)× 个得电子数 = n(还原剂)× 个失电子数。
(4)代入数据计算:结合物质的量、质量、浓度、体积等物理量列式求解。
(5)验算结果:结合原子/电荷守恒检查,避免计算失误。
4.常见计算题型与思路
(1)单一反应电子转移计算:直接套用电子守恒,计算转移电子的物质的量、数目。
(2)反应物/产物定量计算:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度等。
(3)多步连续氧化还原反应:使用关系式法:跳过中间反应,根据电子守恒找出已知物与目标物的定量比例,简化计算。
(4)混合物氧化还原计算:整体分析得失电子,把混合物当作整体计算总得失电子量。
5.易错提醒
(1)计算单粒子得失电子数时,务必乘以分子内变价原子个数。
(2)区分 “转移电子数”“得电子数”“失电子数”,三者数值相等,表述不能混淆。
(3)多步反应切勿分步计算,优先用关系式法提速。
得分速记
先标价,算变价,电子守恒列等式;已知量,代公式,步步求解再核验。
知识点2 电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
1.原理:得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定 还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
2.常见应用题型与解法
(1)计算转移电子数目:已知反应物/生成物的量,求反应转移电子的物质的量、粒子数。
(2)互求反应物、生成物的量:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度、气体体积。思路:直接套用电子守恒等式,列比例计算。
(3)求未知元素化合价/产物价态:设未知化合价为未知数,根据得失电子总数相等列方程求解。解题关键:设价态→表示出单个粒子得失电子数→列等式解方程。
(4)多步连续反应计算(关系式法):多个连续氧化还原反应,忽略中间产物,依据全程电子得失守恒,找出起始物与最终产物的计量关系,一步计算。优势:省去分步配平、分步计算,大幅简化运算。
(5)混合物类计算:多种还原剂(或氧化剂)共同参与反应,将混合物视作整体,计算总失电子数 = 总得电子数,结合方程组求解组分含量。
(6)多池串联时,流经各个电极上的电子数 。
3.高频易错点
(1)计算单个粒子得失电子数时,漏乘分子中变价原子个数;
(2)混淆“转移电子”与“得/失电子”(三者数值相等,概念不分家);
(3)多步反应强行分步计算,运算繁琐且易出错;
(4)单位不统一,代入数据前统一为物质的量计算。
得分速记
得失电子总相等,标价算数列方程;单步直接套公式,多步优先找关系。
考●向●破●译
考向1 转化关系中的电子守恒计算问题
例1(2026·山东日照·一模)利用溶液处理NO废气,反应过程如下。下列说法错误的是
A.在反应过程中为催化剂
B.在反应1中,每消耗1mol转移4mol电子
C.在反应2中是氧化剂
D.总反应为
【变式1·变载体】(2026·山东枣庄·二模)亚氯酸钠是一种高效漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如图所示:
下列说法错误的是
A.若反应①通过原电池来实现,则是正极产物
B.反应②的离子方程式为
C.理论上,流程中参加反应的与的物质的量之比为
D.反应②在冰水浴中进行可抑制分解,有利于得到产品
【变式2】用过的核燃料中含有金属钚(Pu),可用二氟化二氧()将金属钚以挥发性氟化物的形式除去,相关的反应为:(未配平)。下列说法错误的是
A.发生了还原反应 B.氧化性:
C.消耗,转移电子数为 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
考向2 工艺流程中的氧化还原反应计算问题
例2(2026·山东泰安·二模)纳米由于比表面积大,用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下:
已知:25℃时,的,的。
(3)“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间,理论上生成需要通入空气的体积(标况下)_______。(空气中氧气体积分数按20%计)
(6)写出制备的化学方程式_______。
【变式1】(2026·山东聊城·二模)用冶炼废渣(含、、、等)制高纯流程如图。
萃取反应可表示为:
下列说法正确的是
A.越大越有利于萃取
B.参与反应得电子,被还原为
C.沉锌后的滤液含硫酸铵,可作氮肥
D.热解产生的所有气体均可直接返回浸取工序循环利用
【变式2】(25-26高三上·山东淄博·阶段检测)磷化铝(AlP)和磷化氢 (PH3) 都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
工业制备的流程如图所示。
①次磷酸属于___________元酸。
② 1 mol P4 含有的化学键数目是 ___________
③ 若起始时有1 mol 参加反应,则整个工业流程中共生成___________mol 。(不考虑产物的损失)
考向3 实验探究中的氧化还原反应计算问题
例3(2026·山东济南·二模)钴常被添加到钢或者其他合金当中,可以明显提高合金的坚硬程度、耐磨程度等。设计如下装置图(部分加热及夹持装置已略),测定还原时CO的转化率。
已知:①HCOOH是易挥发的液体,实验室常用于制备CO,原理为;
②是白色固体,易吸水潮解生成,能快速与CO发生反应。
回答下列问题:
(5)颗粒容易吸附气体分子,导致测定结果存在较大误差,设计如下测定方案:
Ⅰ.将装置E中固体溶解在足量去离子水中,不断搅拌至无固体剩余,再加入NaOH溶液调pH约为5后,将其配成250 mL待测溶液;
Ⅱ.取标准溶液于锥形瓶中,用待测液滴定,反应原理为(滴定时,和不参与反应),平行滴定三次,消耗待测液平均为12.50 mL。
①CO的转化率为_______;
②下列操作会导致CO的转化率测定值偏大的是___(填标号)。
a.步骤Ⅰ中,没有加入NaOH溶液调pH
b.步骤Ⅱ中,取25.00 mL标准溶液时,先仰视后俯视
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
【变式1】(2026·山东菏泽·一模)纳米在材料、催化、医学等领域有广泛的应用前景。实验室以硫酸亚铁()、黄铁矿()为原料利用如下装置(加热及夹持装置略)制备纳米,同时得到副产物。
实验过程如下:
I.原料预处理:将上述硫酸亚铁在真空干燥120 min,冷却。取一定量干燥后的硫酸亚铁和黄铁矿5.00 g放入球磨机中混磨30 min。
Ⅱ.制备:将样品放入装置,控制温度反应60 min,自然冷却至室温。
Ⅲ.产品提纯:烧结材料用去离子水和无水乙醇依次洗涤3次,干燥240 min,获得纳米颗粒。
回答下列问题:
(3)在制备过程中发现有副产物生成,调整影响产品的摩尔分数,二者的变化关系如图所示,欲得到较纯纳米,应控制_______。
(4)测定产品含铁量:称取纳米产品5.00 g溶于酸中,配成100 mL溶液,取出20.00 mL,用过量的将还原成,再加入溶液除去过量的,最后用标准(已加入指示剂)溶液滴定溶液中的,达到终点时,消耗标准溶液18.00 mL,过程发生的部分反应(未配平)有:;。产品中铁元素的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【变式2】(2026·山东济南·一模)混合熔盐是光热发电的基本热媒介质。实验室利用如下装置制备混合熔盐中的硝态盐(夹持装置略):
已知:为提升熔盐的利用效率,热媒介质中硝态盐与的比例约为;酸性条件下,低价氮氧化物、能与反应生成和。
回答下列问题:
(4)利用碘量法测定熔盐中的纯度,实验如下:
①溶液配制:称量a g(精确至)样品,配制500 mL混合盐样品待测液。下列仪器无需使用的是______(填标号)。
②滴定:取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,用酸性标准溶液滴定,滴定达终点时消耗的酸性溶液;用25.00 mL蒸馏水替换锥形瓶中的待测液,重复上述操作,消耗酸性溶液。则样品中的质量分数为______(用代数式表示);若空白实验滴定终点时俯视读数,质量分数的测量值将______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·山东卷)利用铁基、钙基物质的化学循环(,)可从高炉煤气中分离出,并获得高价值的/混合气。循环过程如图所示,下列说法正确的是
A.钙基物质Ⅰ为
B.气体为混合气
C.铁基、钙基物质的理论投料比为(以物质的量计)
D.获得的混合气中,与物质的量之比
2.(2026·河北卷)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
3.(2025·云南卷)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是
A.可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:
4.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是
A.和的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化转移的电子数之比为3∶7
5.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从中提取的实验方案,下列说法正确的是
A.还原性:
B.按上述方案消耗可回收
C.反应①的离子方程式是
D.溶液①中的金属离子是
6.(2026·河北卷)钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
已知:钒渣主要含、、和少量CaO、 等。
回答下列问题:
(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是________________;配平化学方程式:
_____ _____ _____ _____ _____ ______
(6)还原工序中,反应的离子方程式为___________________________________。
7.(2026·河北卷)某兴趣小组探究 的制备。(实验均在通风橱内进行)
查阅资料:液溴()是生产溴化合物的基本原料。工业上利用和氨水的氧化还原反应生产 。实验室制备少量高纯度 常用氨气和氢溴酸的中和反应。
方案Ⅰ:模拟工业生产方法制备 (夹持装置等略)
实验装置如图所示:
步骤如下:
ⅰ 检查装置气密性。
ⅱ 将盛有 氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0 mL(32.0 g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。
ⅲ 打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。
ⅳ 将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4 g。
回答下列问题:
(3)步骤ⅱ中,制备 的化学方程式为___________________________________。
8.(2026·河南卷)一种从废芯片(主要含有、、、、等)中回收金属的工艺流程如下:
已知:流程中被还原为;“浸出2”中和的浸出率较低;“浸出3”中和转化为和。
回答下列问题:
(2)“焙烧”中,未完全转化为,“浸出1”中参与反应的离子方程式为___________。
(5)“沉淀”产生的可被还原为,中元素只转化为。理论上与反应的物质的量之比为___________。
(7)“氧化”中,转化为沉淀,该反应的离子方程式为___________。
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