《學(xué)案：2-5 氧化還原反應(yīng)方程式的配平及計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《學(xué)案：2-5 氧化還原反應(yīng)方程式的配平及計(jì)算（25頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第5節(jié)　氧化還原反應(yīng)方程式的配平及計(jì)算 明考綱 1．能判斷氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，并能配平反應(yīng)方程式。 2．能運(yùn)用元素守恒、電子守恒、電荷守恒，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)計(jì)算。 析考情 氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的熱點(diǎn)內(nèi)容，近年高考中常以社會(huì)實(shí)際問(wèn)題或典型實(shí)例為載體，在非選擇題中將氧化還原反應(yīng)與酸堿中和滴定、電化學(xué)原理、熱化學(xué)原理等綜合考查，同時(shí)考查新情景下氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)與配平，綜合考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算。 考點(diǎn)　氧化還原反應(yīng)方程式的配平 1．配平原理 在氧化還原反應(yīng)中，從現(xiàn)象看是化合價(jià)升降總數(shù)相等，從本質(zhì)看是電子得失總數(shù)相等。對(duì)離子方程式進(jìn)行配平時(shí)

2、，除滿足上述要求外，還應(yīng)注意電荷守恒。 2．配平氧化還原反應(yīng)方程式的步驟 (1)一標(biāo)：標(biāo)出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的元素的化合價(jià)； (2)二等：使升價(jià)和降價(jià)總數(shù)相等； (3)三定：確定含化合價(jià)變化的元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)； (4)四平：用觀察法確定其他各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)； (5)五查：檢查反應(yīng)前后原子、得失電子、電荷是否守恒。 3．抓住一個(gè)關(guān)鍵，掌握三個(gè)原則 (1)一個(gè)關(guān)鍵 準(zhǔn)確判斷并標(biāo)出變價(jià)元素的化合價(jià)，求出化合價(jià)升降數(shù)及其最小公倍數(shù)，進(jìn)而求得氧化劑、還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 (2)三個(gè)原則 根據(jù)FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2，回答下列問(wèn)題。 (1)氧化劑__

3、______，還原劑________，氧化產(chǎn)物______________，還原產(chǎn)物________________。 (2)元素化合價(jià)升高的元素為_(kāi)_______，元素化合價(jià)降低的元素為_(kāi)_______。 (3)1“分子”還原劑化合價(jià)升高總數(shù)為_(kāi)_______，1“分子”氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)為_(kāi)_______。 (4)配平后各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_(kāi)_________。 提示　(1)O2　FeS2　Fe2O3、SO2　Fe2O3、SO2 (2)Fe、S　O　(3)11　4　(4)4　11　2　8 題組一 正向配平類(lèi) 1.(1)________KI＋________KIO3

4、＋________H2SO4===________I2＋________K2SO4＋________H2O (2)________MnO＋________H＋＋________Cl－===________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O (3)________MnO＋________Fe2＋＋________H＋===________Mn2＋＋________Fe3＋＋________H2O (4)________P＋________CuSO4＋________H2O===________Cu＋________H3PO4＋________H2SO4 答案　(1

5、)5　1　3　3　3　3　(2)2　16　10　2　5　8　(3)1　5　8　1　5　4　(4)2　5　8　5　2　5 題組二 逆向配平類(lèi) 2.(1)________I2＋________NaOH===________NaI＋________NaIO3＋________H2O (2)________S＋________KOH===________K2S＋________K2SO3＋________H2O (3)________P4＋________KOH＋________H2O===________KH2PO2＋________PH3 (4)________(NH4)2Cr2O7=

6、==________N2＋________Cr2O3＋________H2O 答案　(1)3　6　5　1　3　(2)3　6　2　1　3　(3)1　3　3　3　1　(4)1　1　1　4 題組三 缺項(xiàng)配平類(lèi) 3.(1)在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H2O2，調(diào)節(jié)pH≈3，Ce3＋通過(guò)下列反應(yīng)形成Ce(OH)4沉淀得以分離。完成反應(yīng)的離子方程式： Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋________ (2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式： Fe(OH)2＋ClO－＋________=== Fe(OH)3＋Cl－ 答案　(1)2　1　6　2　6　H＋ (2)2　

7、1　1　H2O　2　1 題組四 信息型氧化還原方程式的書(shū)寫(xiě) 4.(1)[2015·上海高考]KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。 (2)[2014·上海高考]硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)。在酸性條件下，H2S和KMnO4反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。 (3)[2014·天津高考]KClO3可用于實(shí)驗(yàn)室制O2，若不加催化劑，400 ℃時(shí)分解只

8、生成兩種鹽，其中一種是無(wú)氧酸鹽，另一種鹽的陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________。 (4)[2014·海南高考]MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。 (5)[2014·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ]①PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。 ②PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________

9、__。 答案　(1)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O (2)3H2SO4＋5H2S＋2KMnO4===5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O (3)4KClO3KCl＋3KClO4 (4)3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O (5)①PbO2＋4HCl(濃)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O ②PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ 解析　信息型氧化還原方程式書(shū)寫(xiě)時(shí)，首先根據(jù)題目信息確定反應(yīng)物和生成物，找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，然后由氧化劑得電子數(shù)目等于還原劑失電子數(shù)目確定氧化

10、劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，最后再根據(jù)質(zhì)量守恒配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 ★總結(jié)提升 氧化還原反應(yīng)方程式的配平技能 (1)正向配平法：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全部變化，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 (2)逆向配平法：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 (3)缺項(xiàng)配平法 缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)物或生成物未全部列出的化學(xué)方程式。一般有下列兩種類(lèi)型：①缺項(xiàng)一般為酸、堿和水(H＋、OH－或H2O)。通常先用“化合價(jià)升降法”配平含有變價(jià)元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。一般酸性條件下不出現(xiàn)OH－，缺氫補(bǔ)H＋，少氧補(bǔ)

11、H2O，在堿性條件下不出現(xiàn)H＋，缺氫補(bǔ)H2O，少氧補(bǔ)OH－。②所缺項(xiàng)為氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物中的一種，通常用氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)規(guī)律和轉(zhuǎn)化規(guī)律確定未知物。 考點(diǎn)　氧化還原反應(yīng)計(jì)算題中重要的解題思想 對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——得失電子守恒，即反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等進(jìn)行計(jì)算。利用守恒思想，可以拋開(kāi)繁瑣的反應(yīng)過(guò)程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。 題組一 簡(jiǎn)單反應(yīng)的得失電子守恒問(wèn)題 1.[2015·遼寧期末聯(lián)考]次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的還原

12、性。NaH2PO2為正鹽，可將溶液中的Ag＋還原為Ag，從而可用于化學(xué)鍍銀。利用NaH2PO2進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，若氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1，則氧化產(chǎn)物的化學(xué)式為(　　) A．H3PO4 B．Na3PO4 C．Ag D．Na2HPO2 答案　A 解析　該反應(yīng)中Ag＋為氧化劑，NaH2PO2為還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1，設(shè)氧化產(chǎn)物中P的化合價(jià)為＋x，根據(jù)化合價(jià)升降相等可得，4×(1－0)＝1×(x－1)，解得x＝5，所以氧化產(chǎn)物中P為＋5價(jià)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Ag＋＋H2PO＋2H2O===H3PO4＋3H＋＋4Ag↓，氧化產(chǎn)物為H3PO4，本

13、題選A。 2．[2015·河北廊坊質(zhì)檢]將一定量的氯氣通入30 mL濃度為10.00 mol/L的氫氧化鈉濃溶液中，加熱一段時(shí)間后，溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存體系。下列判斷正確的是(　　) A．與NaOH反應(yīng)的氯氣一定為0.3 mol B．若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為n mol，則0.15

14、個(gè)數(shù)比均為1∶1 可知，與NaOH反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為0.15 mol，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可用極端假設(shè)法分析B項(xiàng)和C項(xiàng)：假設(shè)反應(yīng)中只生成NaCl和NaClO，則根據(jù)得失電子守恒和鈉元素守恒可得n(NaCl)＝n(NaClO)＝0.15 mol，轉(zhuǎn)移電子為0.15 mol，＝2；假設(shè)反應(yīng)只生成NaCl和NaClO3，則根據(jù)得失電子守恒，可知＝5，n(NaCl)＝n(NaOH)＝0.25 mol，n(NaClO3)＝0.05 mol，轉(zhuǎn)移電子為0.25 mol，＝＝，故0.15

15、三者物質(zhì)的量分別為8 mol、2 mol、1 mol，則反應(yīng)中得電子為8 mol，失電子為2 mol＋1 mol×5＝7 mol，得失電子不守恒，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 ★思維建模 守恒法解題的思維流程 應(yīng)用電子守恒解題的一般步驟——“一、二、三” (1)“一找各物質(zhì)” 找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 (2)“二定得失數(shù)” 確定一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個(gè)數(shù))。 (3)“三列關(guān)系式” 根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式。 n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值＝n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值。 題組二 多元素參與反應(yīng)的得失電

16、子守恒問(wèn)題 3.將SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，再加入K2Cr2O7溶液，發(fā)生如下兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)： ①SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋ ②Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．氧化性：Cr2O>Fe3＋>SO2 B．K2Cr2O7能將Na2SO3氧化成Na2SO4 C．每有1 mol K2Cr2O7參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6NA D．若6.72 L SO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參加反應(yīng)，則最終消耗0.2 mol K2Cr2O7 答案　D 解析　反應(yīng)①：Fe3＋為氧化劑，SO

17、2為還原劑，氧化性：Fe3＋>SO2；反應(yīng)②：Cr2O為氧化劑，F(xiàn)e3＋為氧化產(chǎn)物，氧化性：Cr2O>Fe3＋，A項(xiàng)正確；氧化性：Cr2O>Fe3＋>SO2，故K2Cr2O7能將Na2SO3氧化成Na2SO4，B正確；Cr2O中Cr為＋6價(jià)，1 mol K2Cr2O7得到6 mol電子生成2 mol Cr3＋，C正確；6.72 L SO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參加反應(yīng)時(shí)失去0.6 mol電子，最終消耗0.1 mol K2Cr2O7，D錯(cuò)。 4．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。生成1 m

18、ol Cu3P時(shí)，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。 答案　1.5　2.2 解析　根據(jù)得失電子守恒配平方程式為11P＋15CuSO4＋24H2O===5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4,7.5 mol CuSO4中銅的化合價(jià)從＋2變?yōu)椋?轉(zhuǎn)移電子7.5 mol，則被CuSO4氧化的P化合價(jià)從0變成＋5轉(zhuǎn)移電子也為7.5 mol，可氧化P的物質(zhì)的量為＝1.5 mol，由方程式可知生成1 mol Cu3P時(shí)參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為2.2 mol。 題組三 多步反應(yīng)的得失電子守恒問(wèn)題 5.將一定量的Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的

19、氣體混合物共0.9 mol，這些氣體恰好能被500 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，則下列有關(guān)判斷正確的是(　　) A．若Cu的質(zhì)量為51.2 g，則生成0.2 mol NaNO3 B．在上述過(guò)程中HNO3只起到氧化劑的作用 C．收集到的氮的氧化物標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為20.16 L D．收集到的氮的氧化物中含N2O4 0.2 mol 答案　A 解析　Cu與濃硝酸反應(yīng)，1 mol Cu失去2 mol電子，HNO3→NaNO2,1 mol HNO3得到2 mol電子，51.2 g(0.8 mol) Cu共失去電子0.8 mol×2＝1.6

20、 mol，不考慮中間過(guò)程，只考慮反應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)，結(jié)合得失電子守恒可知，HNO3→NaNO2得到1.6 mol電子，故產(chǎn)物中NaNO2的物質(zhì)的量為0.8 mol，又由Na(共1 mol)守恒可知NaNO3為0.2 mol，A項(xiàng)正確；Cu與濃硝酸反應(yīng)有Cu(NO3)2生成，因此HNO3既作氧化劑，又起到酸的作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；N2O4、NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)收集到的氮的氧化物中NO、N2O4、NO2的物質(zhì)的量分別為x、y、z，則x＋y＋z＝0.9 mol，根據(jù)N、Na守恒得x＋2y＋z＝1.0 mol，故y＝0.1 mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．[2015·閩南期中]將0.08 mol

21、 KMnO4固體(質(zhì)量為12.64 g)加熱一段時(shí)間后，收集到a mol O2；向反應(yīng)后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸，又收集到b mol Cl2，此時(shí)Mn元素全部以Mn2＋的形式存在于溶液中。 (1)請(qǐng)配平下列方程式： KMnO4＋HCl——KCl＋MnCl2＋Cl2↑＋H2O (2)上式反應(yīng)中的還原劑是________，當(dāng)還原劑失去1 mol電子時(shí)，氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。 (3)a＋b的最大值為_(kāi)_____，a＋b的最小值為_(kāi)_____。 (4)當(dāng)a＋b＝0.18時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為_(kāi)_______。 答案　(1)2　16　2　2　5　8　(2)HCl　0.5 m

22、ol　 (3)0.2　0.16　(4)12 g 解析　(1)配平時(shí)注意不要漏掉等號(hào)。 (2)依據(jù)化合價(jià)變化情況較容易判斷出還原劑是HCl，再弄清氧化產(chǎn)物對(duì)應(yīng)還原劑，即可得出結(jié)果。 (3)經(jīng)對(duì)題目涉及的反應(yīng)分析可知：a＋b的最大值為只產(chǎn)生氯氣時(shí)，即a＝0時(shí)，則b＝0.2，所以a＋b＝0.2；a＋b的最小值為產(chǎn)生氧氣為最大量時(shí)，根據(jù)方程式可知產(chǎn)生氧氣0.04 mol，即a＝0.04時(shí)；產(chǎn)生的二氧化錳和錳酸鉀還可氧化鹽酸，根據(jù)電子得失守恒知，產(chǎn)生氯氣的量即b為＝0.12，所以a＋b＝0.16。 (4)當(dāng)a＋b＝0.18時(shí)，由得失電子守恒知4a＋2(0.18－a)＝0.4，a＝0.02，即產(chǎn)

23、生氧氣：0.02 mol×32 g·mol－1＝0.64 g，由質(zhì)量守恒可求出殘留固體為12 g。 ★總結(jié)提升 有的試題反應(yīng)過(guò)程多，涉及的氧化還原反應(yīng)也多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變得很簡(jiǎn)單。解這類(lèi)試題時(shí)，注意不要遺漏某個(gè)氧化還原反應(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過(guò)程，分析在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目。 題組四 微粒先后反應(yīng)的得失電子守恒問(wèn)題 7.[2015·新建模擬]已知酸性高錳酸鉀溶液可以將FeSO4氧化，化學(xué)方程式為2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5F

24、e2(SO4)3＋8H2O，現(xiàn)將一定量的硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與硫酸亞鐵溶液混合，充分反應(yīng)后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中鐵離子的物質(zhì)的量隨加入的KI的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．圖中AB段主要是高錳酸鉀和碘化鉀溶液反應(yīng) B．圖中BC段發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2 C．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開(kāi)始加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25 mol D．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開(kāi)始加入的硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為1 mol 答案　D 解析　根據(jù)題中方程式可知：MnO的氧化性強(qiáng)于Fe3＋，當(dāng)加入KI溶液時(shí)，n(Fe3＋)不變，說(shuō)明Mn

25、O先氧化I－，A正確；MnO反應(yīng)完全后，F(xiàn)e3＋氧化I－，使n(Fe3＋)減小，B正確；BC段參加反應(yīng)的I－為0.75 mol，故還原的n(Fe3＋)為0.75 mol，再根據(jù)電子守恒，生成0.75 mol Fe3＋需0.15 mol MnO，加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25 mol，C正確，D錯(cuò)誤。 8．下列微粒在溶液中的還原性和氧化性強(qiáng)弱順序如下：還原性HSO>I－，氧化性IO>I2>SO。向含有x mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示，則x＝________mol。 答案　3 解析　開(kāi)始加入KIO3溶液時(shí)，最先與

26、IO反應(yīng)的微粒是HSO，還原產(chǎn)物為I－，氧化產(chǎn)物為SO；當(dāng)HSO反應(yīng)完后，b點(diǎn)到c點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。所以0點(diǎn)到b點(diǎn)參加反應(yīng)的HSO的物質(zhì)的量可利用電子守恒求解：n(HSO)×2e－＝n(IO)×6e－，即x mol×2＝1 mol×6，所以x＝3。 ★總結(jié)提升 當(dāng)一種物質(zhì)同時(shí)氧化兩種或兩種以上的微粒時(shí)，強(qiáng)還原劑先被氧化。一種物質(zhì)同時(shí)還原兩種或兩種以上微粒時(shí)，強(qiáng)氧化劑先被還原。被氧化和被還原到何種程度，要以還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量多少來(lái)決定，具體計(jì)算時(shí)用電子守恒規(guī)律，但是對(duì)氧化還原反應(yīng)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的每個(gè)階段要分析清楚，電子守恒在對(duì)應(yīng)的階段同樣適

27、用。 考點(diǎn)　氧化還原反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用 氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的核心內(nèi)容，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。命題的趨向：(1)以社會(huì)實(shí)際問(wèn)題或典型實(shí)例為載體，考查對(duì)氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念的理解與應(yīng)用；(2)將氧化還原反應(yīng)與物質(zhì)的推斷結(jié)合在一起，考查學(xué)科內(nèi)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力；(3)將氧化還原反應(yīng)與酸堿中和滴定相結(jié)合進(jìn)行考查；(4)將氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)原理、新型綠色能源的開(kāi)發(fā)相結(jié)合的綜合性題目。 題組一 從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度探究有關(guān)氧化還原反應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 1.[2015·湖南師大附中模擬](1)某反應(yīng)體系的物質(zhì)有MnSO4、KMnO4、H2O、H2SO4、CO2、K2C2O4、K2SO4。 ①請(qǐng)

28、將除H2O外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下方框內(nèi)(不需要配平)。 ＋＋―→＋＋＋H2O ②寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)稱(chēng)取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解，配成250 mL溶液。量取兩份此溶液各25 mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中。 ①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25 mol·L－1 NaOH溶液至20 mL時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H＋的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。 ②

29、第二份溶液中滴加0.10 mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液至16 mL時(shí)反應(yīng)完全，此時(shí)溶液顏色由________變?yōu)開(kāi)_______，該溶液中還原劑的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。 ③原試樣中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______，KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。 答案　(1)①＋＋―→＋＋＋H2O ②5C2O＋2MnO＋16H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O (2)①0.005?、跓o(wú)色　紫紅色　0.004　③21%　64% 解析　(1)H2O是生成物，則H2SO4為反應(yīng)物，高錳酸鉀在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，作氧化劑，還原產(chǎn)物是MnSO4，根據(jù)碳元

30、素的化合價(jià)可知K2C2O4是還原劑，CO2是氧化產(chǎn)物，綜合上述分析可寫(xiě)出方程式，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、電荷守恒即可配平離子方程式。 (2)①n(H＋)＝n(OH－)，易求20 mL 0.25 mol·L－1 NaOH溶液中n(OH－)，即被中和的H＋的物質(zhì)的量也求出。 ②根據(jù)5C2O～2MnO，n(MnO)＝(16×10－3) L×0.10 mol·L－1＝1.6×10－3 mol，則H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物質(zhì)的量和為5/2×1.6×10－3 mol＝0.004 mol，由①知H2C2O4·2H2O和KHC2O4中的H＋物質(zhì)的量總和為0.005 mol，綜上所述列方程組即

31、可求出H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物質(zhì)的量分別為0.001 mol和0.003 mol。 ③由②可進(jìn)一步求出H2C2O4·2H2O和KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 ★總結(jié)提升 氧化還原滴定時(shí)指示劑的選擇 中學(xué)中氧化還原反應(yīng)滴定時(shí)指示劑的選擇常見(jiàn)的有兩類(lèi)： (1)自身指示劑：有些標(biāo)準(zhǔn)溶液或被滴定物質(zhì)本身有顏色，而滴定產(chǎn)物為無(wú)色，則滴定時(shí)就無(wú)需另加指示劑，自身顏色變化可以起指示劑的作用，此類(lèi)指示劑稱(chēng)為自身指示劑。如MnO本身在溶液中顯紫紅色，還原后的產(chǎn)物Mn2＋為無(wú)色，所以用高錳酸鉀溶液滴定時(shí)，不需要另加指示劑。 (2)顯色指示劑：有些物質(zhì)本身并沒(méi)有顏色，但它能與滴定劑或被測(cè)物質(zhì)反

32、應(yīng)產(chǎn)生特殊的顏色，或開(kāi)始有特殊顏色，滴定后變?yōu)闊o(wú)色，因而可指示滴定終點(diǎn)。如滴定前溶液中無(wú)單質(zhì)碘，滴定后有單質(zhì)碘生成等，可用淀粉等作為指示劑。 題組二 氧化還原反應(yīng)原理在化學(xué)工藝流程中的應(yīng)用 2.[2015·北京東城期末]亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。 (1)Ⅰ、Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑分別是________、____________(填化學(xué)式)。 (2)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是___________________________。 (3)A的化學(xué)式是_____

33、___，裝置Ⅲ中A在________極區(qū)產(chǎn)生。 (4)ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備： 5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。 ①該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是________。 ②研究表明：若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl2的含量越大，運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析其原因是__________________________________________________。 (5)NaClO2變質(zhì)可分解為NaClO3和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時(shí)，消耗Fe2

34、＋的物質(zhì)的量相同，從電子守恒的角度解釋其原因是______________________________________________________。 答案　(1)Na2SO3　H2O (2)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O (3)H2SO4　陽(yáng) (4)1∶4　ClO的氧化性或Cl－的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl－被氧化得到Cl2 (5)NaClO2變質(zhì)前后分別與Fe2＋反應(yīng)時(shí)，最終均得到等量的NaCl，Cl元素均由＋3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，根據(jù)電子守恒，兩個(gè)過(guò)程中得到的電子的物質(zhì)的量相同 解析　(1)Ⅰ中，硫元素由＋4→＋6價(jià)，故Na2

35、SO3做還原劑，NaClO3變?yōu)镹aCl；Ⅲ中電解Na2SO4溶液，水做還原劑； (2)Ⅱ中ClO2→ClO，ClO2做氧化劑，H2O2做還原劑，生成O2； (3)陽(yáng)極上氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生H2SO4； (4)在下面的反應(yīng)中：5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O,5 mol NaClO2中有4 mol Cl由＋3價(jià)變?yōu)镃lO2中的＋4價(jià)，有1 mol Cl由＋3價(jià)變?yōu)镹aCl中的－1價(jià)，所以NaClO2既做還原劑又做氧化劑，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1∶4，HCl只是起酸性作用，不參加電子得失。 ★總結(jié)提升 解答氧化還原反應(yīng)綜合題的“223

36、1” (1)理清兩條主線：還原劑(化合價(jià)升高)→失去電子→發(fā)生氧化反應(yīng)→得到氧化產(chǎn)物；氧化劑(化合價(jià)降低)→得到電子→發(fā)生還原反應(yīng)→得到還原產(chǎn)物。 (2)抓住兩個(gè)相等：氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等；氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)與還原劑化合價(jià)升高總數(shù)相等。 (3)理解三個(gè)同時(shí)：氧化劑與還原劑同時(shí)存在；氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)同時(shí)發(fā)生；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物同時(shí)生成。 (4)做好一個(gè)標(biāo)注：標(biāo)好電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 熱點(diǎn)題型的解題技巧：新情境下化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě) 　　氧化還原反應(yīng)是重要的一類(lèi)反應(yīng)，在高考中每年必考。預(yù)計(jì)2017年高考仍然關(guān)注氧化還原反應(yīng)原理與電化學(xué)整合，如根據(jù)氧化還

37、原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池或電解池，或根據(jù)相關(guān)信息書(shū)寫(xiě)陌生的氧化還原反應(yīng)方程式。 [方法指導(dǎo)] (1)熟記常見(jiàn)的氧化劑及對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物、還原劑及對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物。 (2)書(shū)寫(xiě)新情境下氧化還原方程式的步驟 (以酸性KMnO4溶液與SO2的反應(yīng)為例) ①找物質(zhì) 找出反應(yīng)中參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑，并判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 ②列變化 將反應(yīng)物和產(chǎn)物列在等號(hào)的兩側(cè)，同時(shí)注意留出一定的空間用于下一步配平，MnO＋SO2===Mn2＋＋SO。 ③電子恒 依據(jù)化合價(jià)發(fā)生變化的情況和得失電子守恒，配平主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物。 2MnO＋5SO2===2Mn2＋＋5SO ④質(zhì)量恒 考慮反應(yīng)體系的

38、酸堿性，依據(jù)質(zhì)量守恒完成化學(xué)方程式的配平。第③步中的方程式左邊2個(gè)負(fù)電荷，右邊6個(gè)負(fù)電荷，溶液顯酸性，故在方程式右邊加4個(gè)H＋；左邊加2個(gè)H2O 2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋，通過(guò)各項(xiàng)守恒的驗(yàn)證可以確認(rèn)書(shū)寫(xiě)正確。 [典例]　已知硫酸錳(MnSO4)和過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)兩種鹽溶液在銀離子催化下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高錳酸鉀、硫酸鉀和硫酸。 (1)請(qǐng)寫(xiě)出并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________。 (2)若該反應(yīng)所用的硫酸錳改為氯化錳(MnCl2)，當(dāng)它

39、跟過(guò)量的過(guò)硫酸鉀反應(yīng)時(shí)，除有高錳酸鉀、硫酸鉀、硫酸生成外，其他的生成物還有______________。 [答案]　(1)2MnSO4＋5K2S2O8＋8H2O===2KMnO4＋4K2SO4＋8H2SO4　(2)Cl2(答HClO或HClO3也算對(duì)) [解析]　(1)Mn的化合價(jià)從＋2升高到＋7，失去5個(gè)電子，S元素的化合價(jià)從＋7降低到＋6，得到1個(gè)電子，所以還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為2∶5，因此方程式為2MnSO4＋5K2S2O8＋8H2O===2KMnO4＋4K2SO4＋8H2SO4；(2)由于Cl－也能被氧化，所以生成物還有Cl2(HClO或HClO3)。 [考題集訓(xùn)] 　

40、過(guò)二硫酸(H2S2O8)可以看成過(guò)氧化氫的衍生物。H2O2中兩個(gè)氫原子都被—SO3H取代后即為過(guò)二硫酸。其常見(jiàn)的鹽有過(guò)二硫酸鉀和過(guò)二硫酸銨。 (1)硫位于周期表第________周期第________族。能說(shuō)明氧的非金屬性比硫強(qiáng)的事實(shí)是______________________________________。 (2)過(guò)二硫酸鉀的水溶液在沸騰時(shí)會(huì)反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸和能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________。 在反應(yīng)后的溶液中滴加KI淀粉溶液，若溶液變藍(lán)色，則說(shuō)

41、明過(guò)二硫酸鉀未完全反應(yīng)，寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式： _____________________________________________________。 (3)過(guò)二硫酸銨常用于檢驗(yàn)廢水中的Mn2＋，它可將Mn2＋氧化成MnO。則用過(guò)二硫酸銨溶液檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的廢液中的Mn2＋，可觀察到的現(xiàn)象是____________________；寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：____________________。 (4)低溫電解KHSO4溶液可制備K2S2O8，電解裝置如圖所示，電解前在100 mL 0.1 mol·L－1的KHSO4溶液中加入幾滴甲基橙試液(甲基橙變色范圍：溶液pH≤3

42、.1為紅色；3.1

43、)根據(jù)最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、置換反應(yīng)等可以證明氧的非金屬性比硫的強(qiáng)。 (2)過(guò)二硫酸鉀的水溶液在沸騰時(shí)會(huì)生成硫酸鉀、硫酸和氧氣，聯(lián)想H2O2的性質(zhì)可知是－1價(jià)氧發(fā)生了歧化反應(yīng)。類(lèi)似雙氧水與KI溶液的反應(yīng)，過(guò)二硫酸鉀與KI溶液反應(yīng)生成硫酸鉀和碘單質(zhì)。 (3)S2O將Mn2＋氧化成MnO，溶液變?yōu)樽霞t色，同時(shí)S2O被還原成SO。 (4)硫酸氫鉀在水中電離：KHSO4===K＋＋H＋＋SO。a極與電源正極相接，為陽(yáng)極。在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)：2SO－2e－===S2O；在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，電解總反應(yīng)式為2KHSO4K2S2O8＋H2↑。電解前在0.1 mol·L

44、－1硫酸氫鉀溶液中加入甲基橙溶液，溶液變紅色。隨著電解的進(jìn)行，溶液酸性減弱，溶液顏色依次變?yōu)闇\紅色、橙色、黃色。 1．[2015·海南高考]已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng)： 2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O，則RO中R的化合價(jià)是(　　) A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 答案　D 解析　該氧化還原反應(yīng)中Cl由＋1價(jià)降至－1價(jià)，設(shè)RO中R為x價(jià)，R(OH)3中R為＋3價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降總數(shù)目相同，有2(x－3)＝3[＋1－(－1)]，解得x＝＋6。 2．[2014·上海高考]含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反

45、應(yīng)，生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質(zhì)砷和氫氣。若砷的質(zhì)量為1.50 mg，則(　　) A．被氧化的砒霜為1.98 mg B．分解產(chǎn)生的氫氣為0.672 mL C．和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg D．轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為6×10－5NA 答案　C 解析　由題意可寫(xiě)出如下化學(xué)反應(yīng)方程式： As2O3＋6Zn＋12HCl2As＋3H2↑＋6ZnCl2＋3H2O 6 2 n(Zn) mol＝2×10－5 mol n(Zn)＝×2×10－5 mol＝6×10－5 mol, m(Zn)＝6×10

46、－5 mol×65 g/mol＝3.90×10－3 g＝3.90 mg，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.2×10－4NA，故C正確，D錯(cuò)誤；在反應(yīng)中砒霜被還原，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，沒(méi)有指明H2所處狀況，體積不一定是0.672 mL。 3．[2013·上海高考]一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中(存在Cu2＋和SO)加入足量NaOH，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過(guò)濾，洗滌，灼燒，得到CuO 12.0 g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為1∶1，則V可能為(　　) A．9.0 L　　　　　　　　　　 B．13.5 L C．15.7 L D．1

47、6.8 L 答案　A 解析　若混合物全是CuS，其物質(zhì)的量為＝0.15 mol，電子轉(zhuǎn)移數(shù)0.15×(6＋2)＝1.2 mol，混合氣體中NO與NO2體積相等，設(shè)NO x mol，NO2 x mol,3x＋x＝1.2，計(jì)算得x＝0.3，氣體體積V＝0.6 mol×22.4 L·mol－1＝13.44 L；若混合物全是Cu2S，其物質(zhì)的量為0.075 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.075×10＝0.75 mol,3x＋x＝0.75，計(jì)算得x＝0.1875，氣體體積V＝0.375 mol×22.4 L·mol－1＝8.4 L，因此8.4 L

48、2015·天津高考]FeCl3具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl3高效，且腐蝕性小。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： FeCl3凈水的原理是________________。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備，除H＋作用外，另一主要原因是(用離子方程式表示)________________________。 為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。 ①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2＋) ＝2.0×10－2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(Cl－)＝5.3×10－2 mol·L－1，則該溶液的pH約為_(kāi)

49、_______。 ②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：ClO＋Fe2＋＋________===Cl－＋Fe3＋＋________ (2)[2015·山東高考]利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下： Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________。鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為_(kāi)_______。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2，測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g，CO2體積為1.344 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則鈷氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_______。 (3)[2015·安徽高考]請(qǐng)配平反應(yīng)的化學(xué)方程式： NaBO2＋

50、SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3 (4)[2015·海南高考]AgNO3光照易分解，生成Ag和紅棕色氣體等物質(zhì)，其光照分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。 (5)[2014·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]H3PO2的工業(yè)制法是：將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與H2SO4反應(yīng)。寫(xiě)出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________。 (6)[2014·北京高考，改編]①配平方程式：3FeS＋5O21________＋3________ ②H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式為_(kāi)___

51、__________。 (7)[2014·重慶高考]NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體，能與水反應(yīng)得到NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________，反應(yīng)消耗1 mol NaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_(kāi)_______。 答案　(1)Fe3＋水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì)　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋?、??、?　6　6H＋　1　6　3H2O (2)2Co(OH)3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O[或Co(OH)3＋3H＋===Co3＋＋3H2O,2Co3＋＋SO＋H2

52、O===2Co2＋＋SO＋2H＋]?。?　Co3O4 (3)1　2　4　2　1　2 (4)2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ (5)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ (6)Fe3O4　SO2　H2O2＋SO2===H2SO4 (7)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑　4NA(或2.408×1024) 解析　(1)氯化鐵水解生成的氫氧化鐵膠體，具有吸附作用，可吸附水中的雜質(zhì)，起到凈水作用。氯化鐵溶液腐蝕鋼鐵，原因之一是Fe3＋能與Fe反應(yīng)，生成Fe2＋。①酸性FeCl2廢液中，由電荷守恒：2c(Fe2＋)＋3c(Fe3＋)＋c

53、(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，忽略溶液中c(OH－)，并將已知數(shù)據(jù)代入上式解得c(H＋)＝0.01 mol·L－1，故溶液的pH約為2。②依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒，可完成方程式配平。 (2)由題意“溶解還原”，結(jié)合Na2SO3具有還原性可知，＋3 價(jià)的鈷被還原為＋2價(jià)，結(jié)合得失電子守恒可寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式。由流程圖可以看出，向溶解還原的浸液中加入具有強(qiáng)氧化性的NaClO3，且通入O2，可知鐵元素變?yōu)椋?價(jià)，則鐵渣中鐵的化合價(jià)為＋3。n(CO2)＝＝0.06 mol，根據(jù)Co與C的原子個(gè)數(shù)比為1∶2知，n(Co)＝0.03 mol，則鈷氧化物中n(O)＝＝0.04 mol，故鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。 (4)生成的紅棕色氣體為NO2，生成Ag和NO2時(shí)銀和氮元素發(fā)生還原反應(yīng)，則氧元素被氧化為O2，根據(jù)得失電子相等可配平該反應(yīng)為2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑。 (7)由NaBO2和NaBH4中B化合價(jià)相同知，NaBH4中H化合價(jià)升高，H2O中H化合價(jià)降低，所以反應(yīng)為NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，1 mol NaBH4反應(yīng)，則有4 mol 化合價(jià)升高，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA。