第七讲 氧化还原反应方程式的配平与计算(课件)-【大一轮课堂】2024年高考化学大一轮复习课件+习题
展开1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。2.能利用“守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
考点一 氧化还原反应方程式的配平
考点二 情景方程式的书写
考点三 电子守恒思想在化学计算中的应用
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一般步骤
类型一 正向配平法(氧化剂、还原剂中某元素化合价全变)1.(1)___NaBO2+____SiO2+____Na+___H2===____NaBH4+____Na2SiO3 (2)____KI+____KIO3+___H2SO4===____I2+_____K2SO4+_____H2O
类型二 逆向配平(自身氧化还原反应,包括分解反应、歧化反应等)2.(1)_____S+___KOH == ____K2S+_____K2SO3+_____H2O(2)______KClO3 == _____KClO4+_____KCl
类型三 缺项配平类(缺少某些反应物或生成物,一般为水、H+或OH-)3.(1)_____ClO3-+___Fe2++_______=____Cl-+_____Fe3++________ (2)____MnO4-+____H2O2+______=_____Mn2++_____O2↑+___H2O
【归纳总结】 (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
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为:
类型四 整体配平法(某反应物或生成物中同时有两种元素化合价升高或降低)4.(1)________FeS2+________O2====________Fe2O3+________SO2(2)____P+____CuSO4+____H2O===____Cu3P+____H3PO4+____H2SO4
2.按要求完成下列方程式。
(1)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为___________ __ __ __ ________。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为_____________ __ __ __ __ __ ______。(3)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为_______________________________________________________。(4)写出硫酸亚铁高温分解生成SO2、SO3的化学方程式为______________ __ __ ______。(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为___________________________________________________________________。(6)在45~50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气,得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O],该反应的化学方程式为________________________。
2MnO4-+3Mn2++2H2O===5MnO2+4H+
NaAlH4+2H2O===NaAlO2+4H2↑
5ClO2-+4H+ = Cl-+4ClO2↑+2H2O
4Ag+4NaClO+2H2O = 4AgCl+4NaOH+O2↑
“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
信息型氧化还原反应方程式的书写“五”步骤(1)细致分析新信息或流程图,确定反应物和部分生成物。(2)依据元素化合价的变化,物质氧化性、还原性确定氧化产物或还原产物。(3)书写“残缺”方程式“氧化剂 + 还原剂→还原产物 + 氧化产物”,并利用化合价升降总数相等,先配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据电荷守恒、体系环境补充其他反应物或产物配平。“补项”的一般原则为: ①酸性条件下: 首先考虑补H+生成水,也可能补H2O生成H+ ②碱性条件下: 首先考虑补OH-生成水,也可能补H2O生成OH- ③切勿出现补H+生成OH-或补OH-生成H+的错误状况。 (5)检查是否质量守恒,勿漏反应条件。
示例KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
分析 第一步:依题意,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原产物;碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:
1.(2022·安徽皖江联盟联考)碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如图:
已知:TeO2微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题:(1)已知Te为ⅥA族元素,TeO2被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为______________________________________________________________。(2)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2,反应的化学方程式为_____________________________________________________________;“还原”过程中,发生反应的离子方程式为______________________________。
Cu2Te+2O2+2H2SO4===2CuSO4+TeO2+2H2O
Te4++2SO2+4H2O===2SO42-+ Te↓+8H+
电子守恒思想在化学计算中的应用
1.电子守恒法计算的原理 氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数2.电子守恒法计算的流程 (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得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。 (3)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)。
(1)32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为6NA(2)2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1 NA(3)1 ml 甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA(4)1 ml Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA(5)2.4g镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为0.1NA(6)氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子(7)过氧化钠与水反应时,生成0.1 ml氧气转移的电子数为0.2 NA(8)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23g钠充分燃烧时转移电子数为NA(9)3ml的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA(10)电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NA
2.(2022·河北卷节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵 铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
(1)红渣的主要成分为___ (填化学式),滤渣①的主要成分为 (填化学式)。(2)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________。(3)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为________,氧化工序发生反应的离子方程式为_____________________________________。
7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O===15FeSO4+8H2SO4
6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6NH4+
2.(2021·浙江6月选考)关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7 g I2时,转移0.1 ml电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
3.(2022·浙江6月选考)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.1 ml Na2S2O3发生反应,转移4 ml电子
4.(2021·山东卷改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物B.实验中KMnO4既作氧化剂又作还原剂C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应D.G与H的物质的量之和可能为0.25 ml
1.据统计城市机动车辆每年以15%至20%的速度增长,交通事故也频发,汽车在 剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3===K2O+5Na2O+16N2↑。
下列判断正确的是( )A.还原剂与氧化产物的物质的量之比为5∶8B.若氧化产物比还原产物多1.4 ml,则转移 电子为1 mlC.每生成1.6 ml N2,则有0.2 ml KNO3被氧化D.NaN3是只含有离子键的离子化合物
2.工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2,为了提高吸收效率,常用Ni2O3作为催化剂,在反应过程中产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力,可加快对SO2的吸收,该催化过程如图所示:
3.在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末,溶液褪色,其中发生反应的离子方程式为2MnO4-+16H++5Na2O2===2Mn2++5O2↑+8H2O+10Na+。下列判断正确的是( )A.O2是还原产物,Mn2+是氧化产物B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂C.标准状况下,产生22.4 L O2时反应转移2 ml e-D.通常用浓盐酸酸化高锰酸钾溶液
A.Cu2S在该反应中只作还原剂B.将所得气体通入品红溶液中,溶液褪色C.3.2 g O2参与反应时,电子转移总数约为6×6.02×1022D.所得气体经处理可作工业制硫酸的原料
5.(2022·宝鸡一检)某工厂的一个生产工艺流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该工艺流程是用来制备Fe2(SO4)3的B.气体M是H2SC.气体M参加的反应不是氧化还原反应D.SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
7.(2022·乌兰察布一模)纳米铁可通过不同反应机制(吸附、还原、催化氧化)去除环境有机、无机污染物,通过番石榴叶提取液还原Fe3+制备纳米铁(Fe0)氧化去除As(Ⅲ)的过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.在该过程中为了实现纳米铁高效氧化去除As(Ⅲ),尽量防止纳米铁在反应过程中发生聚集B.Fe2++H2O2===Fe3++OH-+·OH,该步反应过程中发生—O—O—断裂C.该过程中纳米Fe和Fe2+是催化剂D.存在反应Fe0+O2+2H+===Fe2++H2O2
9.工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法正确的是( )
10.治理污染减少排放具有十分重要的意义。回答下列问题:
(1)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________,反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________________。
Na2CO3+NO+NO2===2NaNO2+CO2
2xCO+2NOx===2xCO2+N2
6NO2+4CO(NH2)2===4CO2+7N2+8H2O
11.(2022·南阳高三期中)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料,以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
回答下列问题:(1)在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式____________________________________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为_________________________________________________________。(2)在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的__________(填化学式)。(3)沉淀器中反应的离子方程式为______________________________________。
12.碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的钦磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用钦锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如图所示:
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