新高考化学一轮复习讲义课件 第2章 第12讲　氧化还原反应方程式的配平

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1.掌握氧化还原反应的配平方法。2.整合有效信息书写氧化还原反应方程式。
考点一　氧化还原反应方程式的配平
考点二　信息条件下氧化还原反应方程式的书写
专项提能特训1　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
配平化学方程式：H2S＋HNO3―→S↓＋NO↑＋H2O分析　配平步骤如下
第三步：求总数，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。
故H2S的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2。
第四步：配系数，先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
2.(1)______S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O(2)______P4＋______KOH＋______H2O===______K3PO4＋______PH3
(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。
解析　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.(1)______FexS＋______HCl===______S＋______FeCl2＋______H2S(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH===______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O
题组四　含有未知数的配平
题组五　有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
5.(1)______KClO3＋______H2C2O4＋______H2SO4===______ClO2↑＋______CO2↑＋______KHSO4＋______H2O(2)______C2H6O＋______KMnO4＋______H2SO4===______K2SO4＋______MnSO4＋______CO2↑＋______H2O
配平的基本技能(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，一般从左边反应物着手配平。(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(5)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，根据物质中元素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。
“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
[示例]1.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________________________________________。
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2.以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下：
写出酸溶1发生反应的化学方程式：______________________________。
分析　书写步骤：(1)“瞻前”确定反应物根据进料→确定反应物：CuS＋MnO2＋H2SO4(2)“顾后”确定生成物根据出料中含有S，后续除锰生成MnCO3，说明酸溶1生成的是S和MnSO4(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质CuS＋MnO2＋H2SO4―→MnSO4＋S(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质CuS＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4(5)检查质量、得失电子是否守恒
题组一　根据题干信息书写方程式
(3)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2。生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，反应的离子方程式：________________________________。(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：______________________________________。
(5)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：________________________________。(6)H3PO2的工业制法：将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：__________________________________________。
2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑
题组二　根据图示信息书写方程式
C(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________________。
2.(1)利用钴渣[含C(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：
(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______________________________________________。
2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O
(3)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：_____________________________________。
(4)以氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)作催化剂，可利用太阳能热化学循环法分解H2O制H2，其物质转化如图所示。
氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)与水反应的化学方程式为____________________________________。
CuFe2O4－x＋xH2O
===CuFe2O4＋xH2↑
1.[2020·全国卷Ⅱ，26(3)(4)(5)](3)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为___________________________。
===HgCl2＋Cl2O
解析　由新制的HgO和Cl2反应制备Cl2O，由于该反应为歧化反应，所以只有氯元素的化合价发生变化，由0价变为＋1价和－1价，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。
(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为_____ml；产生“气泡”的化学方程式为________________________________________。
NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是_______________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为_____ kg(保留整数)。
ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
解析　“84消毒液”遇到酸性清洁剂能发生氧化还原反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，消毒液失效且产生有毒Cl2，故“84消毒液”不能和酸性清洁剂混用。1 000 kg溶液中NaOH的质量为m(NaOH)＝1 000 kg×1%＝10 kg，设反应中消耗Cl2的质量为x kg，则：
溶液的质量＝NaOH溶液的质量＋Cl2的质量，
2.(1)[2019·全国卷Ⅱ，26(2)①]重晶石在回转炉中900～1 200 ℃条件下，被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为____________________________________。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)[2019·全国卷Ⅲ，26(1)]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：____________________________________________。
CO＋H2O===CO2＋H2
2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
3.[2017·全国卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3 Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_____。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是____________________________。
陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
解析　首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1 ml FeO·Cr2O3失去7 ml电子，1 ml NaNO3得到2 ml电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应为2∶7；该步骤中主要反应的反应物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融时反应，故不能使用陶瓷容器。
4.[2017·全国卷Ⅰ，27(6)]已知FePO4沉淀 LiFePO4，写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 2LiFePO4＋H2O↑
解析　反应物为FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，铁元素的化合价降低，则H2C2O4中碳元素的化合价升高，产物为CO2，配平。
5.[2016·全国卷Ⅱ，26(2)]实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4)，反应的化学方程式为_________________________________。
NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O
解析　次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的－3价升高到联氨分子中－2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的＋1价降低到－1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒配平化学方程式为NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。
高铁酸钾中铁显＋6价，故B正确；
因为铁离子水解生成氢氧化铁胶体，具有吸附性，所以K2FeO4处理水时，不仅能杀菌消毒，而且能净水，故D正确。
2.根据下表信息，下列叙述中正确的是
A.表中①反应的氧化产物只能有FeCl3B.表中②生成1 ml的O2将有4 ml的电子转移C.表中④的离子方程式配平后，H＋的化学计量数为16D.表中③还原产物是KCl
解析　若氧化剂足量，其氧化产物有氯化铁和溴单质两种，故A错误；该反应中H2O2作还原剂，氧元素化合价由－1价升高到0价，则生成1 ml的O2将有2 ml的电子转移，故B错误；
解析　根据反应方程式可知，Cr3＋为灰绿色，是生成物，溶液的颜色应该变成灰绿色，故A错误；
N元素化合价由－3价升高到0价，则消耗1 ml还原剂，转移3 ml电子，故B错误；根据方程式可知，反应生成了氢离子，反应后溶液的酸性增强，故C错误；
5.(2020·滨州调研)工业上用发烟HClO4将潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2]，来除去Cr(Ⅲ)，HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法错误的是A.CrO2(ClO4)2中Cr元素显＋6价B.HClO4属于强酸，该反应还生成了另一种强酸C.该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8D.该反应的离子方程式为19 ＋8Cr3＋＋8OH－===8CrO2(ClO4)2＋3Cl－ ＋4H2O
解析　CrO2(ClO4)2中O为－2价、Cl为＋7价，则根据化合物中元素化合价代数和等于0，可知Cr元素化合价为＋6价，A正确；Cl元素非金属性较强，HClO4属于强酸，HClO4氧化CrCl3为棕色的CrO2(ClO4)2，部分HClO4被还原生成HCl，HCl也属于强酸，B正确；
B.反应过程中溶液的pH减小C.生成1 ml NaNO3需消耗0.4 ml KMnO4
7.常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如图所示，下列说法正确的是
A.该反应过程中，M是Fe3＋，M′是Fe2＋B.当有1 ml O2 生成时，转移2 ml电子C.在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐降低D.H2O2的氧化性比Fe3＋强，还原性比Fe2＋弱
解析　根据箭头方向，找出反应物和生成物，两步反应分别为：2H＋＋H2O2＋2M===2H2O＋2M′；2M′＋H2O2===2M＋O2↑＋2H＋；根据H2O2的化合价变化，M为Fe2＋，M′为Fe3＋，故A错误；总反应为：2H2O2===2H2O＋O2↑，每有1 ml O2 生成时，2 ml H2O2中2 ml －1价氧元素生成2 ml 0价氧元素，转移2 ml电子，故B正确；
2H2O2===2H2O＋O2↑，在H2O2分解过程中，Fe2＋为催化剂，H2O2的溶液显弱酸性，生成水后，pH升高，故C错误；根据2H＋＋H2O2＋2Fe2＋===2H2O＋2Fe3＋，H2O2中氧的化合价降低为氧化剂，Fe3＋为Fe2＋化合价升高后的产物，是氧化产物，氧化剂H2O2的氧化性大于氧化产物Fe3＋的氧化性；在2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋中，H2O2化合价升高为还原剂，Fe2＋为Fe3＋化合价降低后的产物，是还原产物，还原剂H2O2的还原性大于还原产物Fe2＋的还原性，故D错误。
A.产品中可能含有NaClB.反应Ⅱ中H2O2作氧化剂C.NaClO2的漂白原理与SO2相同D.实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
8.一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应Ⅰ中的反应为：3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl，下列说法正确的是
解析　反应Ⅰ中发生的反应为3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl，然后向溶液中加入NaOH溶液、H2O2，根据流程图知，反应Ⅱ中生成NaClO2，则ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂生成氧气，根据原子守恒、转移电子守恒知，发生反应Ⅱ为2NaOH＋2ClO2＋H2O2 ===2NaClO2＋O2＋2H2O，然后从溶液中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品NaClO2，反应Ⅰ中有NaCl生成，反应Ⅱ中NaCl没有参加反应，所以最终产物中含有NaCl，故A正确；
反应Ⅱ中Cl元素化合价由＋4价变为＋3价，则ClO2是氧化剂，H2O2作还原剂生成氧气，故B错误；NaClO2能氧化有色物质而体现漂白性，SO2和有色物质发生化合反应生成无色物质，所以二者漂白原理不同，故C错误；从溶液中获取晶体在蒸发皿中进行，灼烧固体在坩埚中进行，则实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行，故D错误。
(4)MnO2与KClO3、KOH溶液共热，可得到K2MnO4，此反应的化学方程式是_________________________________________________。(5)氨基甲酸铵(NH2COONH4)极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式：_______________________________________________。(6)在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]也可以与NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：________________________________________。
(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液，发生下列反应。配平反应方程式，并标出电子转移的方向和数目。
解析　碘元素的化合价由＋5降低到0，硫元素的化合价由＋4升高到＋6。根据化合价升降总数相等，配平反应方程式，标出电子转移的方向和数目。
(2)在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液，反应完全，推测反应后溶液中的还原产物为_____(填化学式)。
(3)在含5 ml NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液，加入NaIO3的物质的量和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。写出反应过程中与AB段曲线对应的离子方程式：___________________________；当溶液中I－与I2的物质的量之比为5∶3时，加入的NaIO3为____ml。