2022高三一轮复习 第二章 第7讲　氧化还原反应方程式的配平及计算课件

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考点 1　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
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，NO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。
题组一　正向配平1．答案：(1)4　1　1　1　2　(2)5　1　3　3　3　3　(3)2　16　10　2　5　8
题组二　逆向配平2．答案：(1)3　6　2　1　3　(2)2　9　3　3　5
解析：(2)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。答案：(1)2　5　6H＋　2　5　8　(2)Al2O3　3C　N2　2　3CO
四步模型法书写信息型氧化还原反应方程式“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
[典例1]　写出MnO2在酸性条件下与NaHSO3溶液反应的离子方程式。
[典例2]　高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。Fe(OH)3和KClO在强碱性条件下反应可以制取K2FeO4，写出其反应的离子方程式。
(2)用NaClO ­NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式：___________________________________________________________________________________________________。(3)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为____________。
2．SCR(选择性催化还原)工作原理如图： (1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式为_____________________________________________________________________________________。
3．(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图： C(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________________。
(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。如图为该法工艺原理示意图。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___________________。
答案：(2)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．工业制备PH3的流程如图所示。(1)黄磷和烧碱溶液反应的化学方程式为__________________________________________________________，次磷酸属于________(填“一”“二”或“三”)元酸。(2)若起始时有1 ml P4参加反应，则整个工业流程中共生成________ml PH3(不考虑产物的损失)。答案：(1)P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2　一　(2)2.5
考点 2　氧化还原反应的计算方法——电子守恒法1．氧化还原反应计算的基本方法：电子守恒法。
2．守恒法解题思维流程
题组一　两元素之间得失电子守恒问题1．24 mL浓度为0.05 ml·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 ml·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。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(　　)A．＋2　 B．＋3　　　C．＋4　　　D．＋5
解析：题目中指出被还原的元素是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设＋n为生成物中Cr元素的化合价)，根据得失电子数目相等，有0.024 L×0.05 ml·L－1×(6－4)＝0.02 L×0.02 ml·L－1×2×(6－n)，解得n＝3。
题组二　多元素之间得失电子守恒问题2．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，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。
解析：设7.5 ml CuSO4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。根据得失电子守恒得：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。所以参加反应的P的物质的量为1.2 ml＋1 ml＝2.2 ml。答案：1.5　2.2
题组三　多步反应得失电子守恒问题始态物质得(失)电子总数＝终态物质失(得)电子总数，如a ml铜与足量的浓HNO3反应，将产生的NO2气体与b ml O2混合作用于水，气体完全被吸收。
3．14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收。则合金中铜的质量为(　　)A．9.6 g B．6.4 g C．3.2 g D．1.6 g
4．U常见化合价有＋4价和＋6价，硝酸铀酰[UO2(NO3)2]加热可发生分解：UO2(NO3)2―→UxOy＋NO2↑＋O2↑(未配平)，将气体产物收集到试管中并倒扣在盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是(　　)A．UO2B．2UO2·UO3C．UO3D．UO2·2UO3
解析：气体被吸收，说明二氧化氮、氧气和水发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，所以二氧化氮和氧气的计量数之比是4∶1，根据氧化还原反应中得失电子总数相等知，U元素的化合价不变，所以生成物是UO3，故选C。
题组四　新素材命题5．亚铁氰化钾别名黄血盐，化学式：K4Fe(CN)6·3H2O。为浅黄色单斜体结晶或粉末，无臭，略有咸味，常温下稳定。具有抗结性能，可用于防止细粉、结晶性食品板结。例如，食盐长久堆放易发生板结，加入亚铁氰化钾后食盐的正六面体结晶转变为星状结晶，从而不易发生结块。亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]在爆炸中可分解成一种剧毒盐KCN。
阅读上述材料，回答下列问题：问题1：已知爆竹爆炸后，K4[Fe(CN)6]会发生分解，除生成剧毒盐KCN外，还生成三种稳定的单质。试写出反应的化学方程式。(素养角度——变化观念与平衡思想)
问题2：含CN－的污水危害很大，处理污水时，可在催化剂TiO2作用下用NaClO将CN－氧化成CNO－。CNO－在酸性条件下继续被NaClO氧化生成N2和CO2。试写出上述两步反应的离子方程式。(素养角度——科学态度与社会责任)
1.方程式配平步骤：标变价、列变化、求总数、配系数、查守恒。2.方程式的计算：根本原则就是利用电子守恒建立物质之间的比例关系，写出守恒式：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．(2020·高考全国卷Ⅱ节选)(1)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_________________________________________________________________________。解析：(1)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。答案：(1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O
(2)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_____________________。
答案：(2)1.25　NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
(3)“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)。
答案：(3)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　203
2．(2020·高考全国卷Ⅲ节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_______。
(2)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式_____________________。解析：(2)根据信息书写反应方程式，反应物为Ni2＋、ClO－、OH－，产物为NiOOH、Cl－和H2O，利用得失电子守恒和电荷守恒书写反应的离子方程式：2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。答案：(2)2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O
3．(2019·高考全国卷Ⅱ)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如图工艺生产立德粉： 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______________。
4．(2019·高考全国卷Ⅲ)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：
(1)“滤渣1”含有S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________________________。