2025年高考化学大一轮大单元一 第一章 第四讲 氧化还原反应方程式的配平及计算(课件+讲义+练习)
展开1、全面、系统复习回顾基本知识。了解知识规律的来龙去脉,透彻理解概念的内涵外延,让学生经历教材由薄变厚的过程。要正确理解基础,不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习,基础就是像盖房子一样,需要着力做好两件大事:一是夯实地基,二是打好框架。2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。一轮复习,要以教材为本,全面细致的回顾课本知识,让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点,先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理,对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。落实解题的三重境界:一是“解”,解决问题。二是“思”,总结解题经验和方法。三是“归”,回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字:慢(审题),快(书写),全(要点全面,答题步骤规范)。 4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。高三复习要突出重点,切忌主次不分,无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情,讲难点、重点、易混点、薄弱点;讲思路、技巧、规范;讲到关键处,讲到点子上,讲到学生心里去。
氧化还原反应方程式的配平及计算
2025年高考化学大一轮复习
1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。2.了解电子守恒法在化学计算中的应用。
考点一 氧化还原反应方程式的配平
考点二 电子守恒法计算及应用
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
1.正向配平(1)___Cu+___HNO3(稀)===___Cu(NO3)2+___NO↑+___H2O(2)___KI+___KIO3+___H2SO4===___I2+___K2SO4+___H2O(3)___ +___H++___Cl-===___Mn2++___Cl2↑+___H2O
2.逆向配平(1)___I2+___NaOH===___NaI+___NaIO3+___H2O(2)___S+___KOH===___K2S+___K2SO3+___H2O(3)___P4+___KOH+___H2O===____K3PO4+___PH3↑
3.含有未知数的配平(1)___CO+___NOx===___CO2+__N2 (2)__FexS+___HCl===______S+__FeCl2+___H2S(3)__Na2Sx+_________NaClO+________NaOH===__Na2SO4+________NaCl+______H2O
4.有机物参与的氧化还原反应方程式的配平(1)___KClO3+___H2C2O4+___H2SO4===___ClO2↑+___CO2↑+___KHSO4+___H2O(2)___CH2==CH2+___KMnO4+___H2SO4===___K2SO4+___MnSO4+___CO2+___H2O(3)___C2H5OH+___K2Cr2O7+___H2SO4===___K2SO4+___Cr2(SO4)3+___CH3COOH+___H2O
5.缺项配平(1)___ClO-+___Fe(OH)3+________===___Cl-+___ +__H2O(2)___ +___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。
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。
(4)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
“三步法”突破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在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平一般规律为
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)。
一、利用电子守恒确定元素价态或物质组成1.现有24 mL 0.05 ml·L-1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 ml·L-1的K2Cr2O7溶液恰好完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为____。
根据氧化还原反应中得失电子守恒:0.05 ml·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 ml·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
2.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为___。
二、电子守恒在未配平方程式中的应用3.在P+CuSO4+H2O―→ Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)反应中,7.5 ml CuSO4可氧化P的物质的量为____ml。生成1 ml Cu3P时,参加反应的P的物质的量为____ml。
设7.5 ml CuSO4可氧化P的物质的量为x,生成1 ml Cu3P时,被氧化的P的物质的量为y;根据得失电子守恒:7.5 ml×(2-1)=x×(5-0),解得x=1.5 ml;1 ml×3×(2-1)+1 ml×[0-(-3)]=y×(5-0),解得y=1.2 ml,所以生成1 ml Cu3P时,参加反应的P的物质的量为1.2 ml+1 ml=2.2 ml。
三、多步反应得失电子守恒问题4.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____。
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,
5.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 ml·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是___mL。
四、电子守恒在氧化还原滴定中的应用6.某废水中含有 ,为了处理有毒的 ,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 ml·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液,充分反应(还原产物为Cr3+)。用c2 ml ·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( )为_____________________。
1.一定条件下,硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3―→ HNO3+N2↑+H2O,下列说法错误的是A.配平后H2O的化学计量数为6B.NH4NO3既是氧化剂又是还原剂C.该反应既是分解反应也是氧化还原反应D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
5NH4NO3===2HNO3+4N2↑+9H2O,A错误;
该反应中反应物只有一种,则属于分解反应,该反应中含有变价元素,则属于氧化还原反应,C正确;
2.把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。对该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2D.若有2个Mn2+参加反应,则转移10个电子
根据方程式可知:氧化剂碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2,故C正确;根据离子方程式可知,有2个 Mn2+参加反应时,转移电子的个数是10个,故D正确。
由反应①可知,还原性:SO2>Fe2+,B正确;
4.(2024·大连模拟)Na2S2O3去除酸性废水中H3AsO3的反应机理如图所示(图中“HS·”为自由基)。下列说法错误的是A.X的化学式为H2S2B.HS·反应活性较强,不能稳定存在C.步骤Ⅲ反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶1D.步骤Ⅳ除砷的化学方程式为3H2S+2H3AsO3===As2S3↓+6H2O
HS·反应活性较强,在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在,故B正确;步骤Ⅲ反应中H2S2分解得到S8和H2S,化学方程式为8H2S2===S8+8H2S,S元素化合价部分由-1价上升到0价,又部分由-1价下降到-2价,H2S2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,故C错误;步骤Ⅳ中,H2S与H3AsO3发生反应生成As2S3,化学方程式为3H2S+2H3AsO3===As2S3↓+6H2O,故D正确。
5.(2023·深圳一中高三模拟)一种在恒温、恒定气流流速下,催化氧化HCl生产Cl2工艺的主要反应机理如图。下列说法不正确的是A.该过程中Cu元素的化合价发生变化B.Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物C.Cu(OH)Cl分解生成两种产物,物质X为H2OD.该过程涉及反应:2Cu2OCl2+O2 2Cl2+4CuO
由反应历程图可知,该过程中含 Cu化合物CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2中Cu元素的化合价均为+2价,即保持不变,A项不正确;由反应历程图可知,反应前加入了CuO,CuO与HCl反应转化为Cu(OH)Cl,然后Cu(OH)Cl分解为Cu2OCl2和H2O,Cu2OCl2与O2反应又生成了CuO,则CuO为催化剂,Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物,B、C项正确;由反应历程图可知,该过程涉及Cu2OCl2与O2反应生成CuO和Cl2的反应,根据氧化还原反应配平可得2Cu2OCl2+O2 2Cl2+4CuO,D项正确。
6.配平下列离子方程式:(1)____ +____Fe2++____H+===____NO↑+____Fe3++____H2O(2)____Mn2++____H2O2+____OH-===____MnO2↓+____H2O(3)____MnO2+____ +____H+===____Mn2++____ +____H2O
7.配平下列反应。(1)____Li2CO3+____C6H12O6+____FePO4===____LiFePO4+____CO↑+____H2O+____CO2↑(2)____(NH4)2M4O13+____H2 ____M+____NH3+____H2O(3)____H2S+____NOx===____S+____H2O+____N2(4)____FeCl3·6H2O+____SOCl2 ____FeCl3+____SO2↑+____HCl↑
8.(1)[2022·全国甲卷,27(1)]工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)[2022·江苏,14(1)①]在弱碱性溶液中,FeS与 反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S,其离子方程式为_______________________________________________。
9.[2021·全国甲卷,26(2)]以NaIO3为原料制备I2的方法是先向NaIO3溶液中加入计量的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_____________________________________。
10.现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,含少量Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的部分工艺流程如图所示。(1)已知:“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、 等。写出该过程中生成[Zn(NH3)4]2+的相关离子方程式:____________________________________________。(2)“氧化除杂”的目的是将“ ”转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去。写出氧化反应的离子方程式:_______________________________________________________________。
11.写出下列方程式。(1)[2022·全国乙卷,26(3)(ⅱ)]在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为_________________________________。
Pb(Ac)2+2H2O
Pb+H2O2+2HAc===
(2)[2022·湖南,17(2)①]TiO2与C、Cl2,在600 ℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:
该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_________________________________________。
根据表中数据可知,该温度下C主要生成CO和CO2,根据同温同体积下气体的压强之比等于物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4,所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2+6C+10Cl2 5TiCl4+2CO+4CO2。
12.依据图示信息书写方程式:(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图。过程ⅰ反应的离子方程式为______________________________。
ⅱ._____+____+___H+===___Fe2++_____+_____。
H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+
13.锰广泛存在于自然界中,工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。资料:①MnCO3难溶于水,可溶于稀酸。②在Mn2+催化下,SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。Ⅰ.制备(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式:______________________________。(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。过程Ⅰ:……过程Ⅱ:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++ +4H+过程Ⅰ的离子方程式:__________________________________________。
2Fe2++MnO2+4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
据图可知过程Ⅰ中MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,Fe2+被氧化为Fe3+,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+===Mn2++2Fe3++2H2O。
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:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.废水中锰含量的测定(3)取1 mL废水置于20 mL磷酸介质中,加入HClO4 ,将溶液中的Mn2+氧化为Mn3+,用c ml·L-1 (NH4)2 Fe(SO4)2溶液进行滴定,达到滴定终点时,滴定管刻度由V0 mL变为V1 mL,废水中锰的含量为_________________ g·mL-1。
55c(V1-V0)×10-3
滴定时发生反应Fe2++Mn3+===Fe3++Mn2+,所以n(Mn)=n(Mn3+)=n(Fe2+)=c(V1-V0)×10-3 ml,所取废水为1 mL,所以废水中锰的含量为55c(V1-V0)×10-3 g·mL-1。
14.(2023·北京,18节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出;矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。②在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有____________。
根据信息,在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Mn2+,则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
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