人教版高中化学必修1第二章　化学物质及其变化第三节　氧化还原反应教案(2)

专题2.5氧化还原反应的计算及方程式的配平(教学案) 考情解读 1掌握氧化还原反应方程式的配平方法和技巧 2灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。 重点知识梳理 、氧化还原反应方程式的配平 (1)常规配平 其关键是确定还原剂(或氧化剂)化合价升高(或降低)总数,这就必须弄清还原剂(或 氧化剂)中有几种元素发生化合价变化,每一种元素有几个变价原子。 配平的原则是:化合价升降总数相等。 下面以NH3+O2-NO+H2O为例例来说明配平的步骤:氧化还原反应方程式的配平步 ①写出反应物和生成物的化式,并标出反应前后变价元素的化合价。 NH3+O-NO +Ho ②列出元素化合价升高和降低的数值 N:-3→+2升高5 O:0→-2降低2,O2中含有2个氧原子,则降低2×2=4 ③求出最小公倍数,使化合价升高和降低总价数相等 5与4的最小公倍数为20,则 N:-3→+2升高5×4 O:0→-2降低2,O2中含有2个氧原子,则降低2×2=4×5 则4和5即是NH3与O2前的系数,但不一定是最终系数。 即4NH3+5O2-NO+H2O ④用观察法配平其他物质的系数 由NH3的系数可以确定NO的系数为4,H2O的系数为6,检查O的原子数,反应物中为 5×2=10,生成物中O原子个数为4+6=10。则 4 NH3+50-4NO+6H2O ⑤.将“一”写为“=”,给定条件的写明条件 4 NH3+50=4 NO+6 H2O

1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法和技巧； 2.灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。 一、氧化还原反应方程式的配平 （1）常规配平 其关键是确定还原剂（或氧化剂）化合价升高（或降低）总数，这就必须弄清还原剂（或 氧化剂）中有几种元素发生化合价变化，每一种元素有几个变价原子。 配平的原则是：化合价升降总数相等。 下面以 NH3 + O2 — NO + H2O 为例例来说明配平的步骤：氧化还原反应方程式的配平步 骤： ①写出反应物和生成物的化式，并标出反应前后变价元素的化合价。 N -3 H3 + O 0 2 — N +2 O -2 + H2O -2 ②列出元素化合价升高和降低的数值 N：-3 → +2 升高 5 O：0 → -2 降低 2，O2 中含有 2 个氧原子，则降低 2×2 = 4 ③求出最小公倍数，使化合价升高和降低总价数相等 5 与 4 的最小公倍数为 20，则 N：-3 → +2 升高 5×4 O：0 → -2 降低 2，O2 中含有 2 个氧原子，则降低 2×2 = 4×5 则 4 和 5 即是 NH3 与 O2 前的系数，但不一定是最终系数。 即 4 NH3 + 5 O2 — NO + H2O ④用观察法配平其他物质的系数 由 NH3 的系数可以确定 NO 的系数为 4，H2O 的系数为 6，检查 O 的原子数，反应物中为 5×2=10，生成物中 O 原子个数为 4+6=10。则 4 NH3 + 5 O2 — 4 NO + 6 H2O ⑤．将“—”写为“=”，给定条件的写明条件 4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O

(2)缺项配平: 般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化计量数,再通过比较反应物和生成 物,确定缺项。缺项的物质一般为HO、酸或碱,然后用观察法配平, 、氧化还原反应的计算: (1)题型:计算氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比,参加反应的氧化剂或还原剂的 量,氧化产物或还原产物的量及确定反应前后某一元素的价态等 (2)关键:依据电子守恒,列出守恒关系式求解。 (3)步骤 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:化式中粒子的个数)。 ③根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式: n(氧化剂)×变价原子个数x化合价变化值(高价一低价)=m(还原剂)变价原子个数x化合价变 化值(高价一低价) 高频考点突破 高频考点一、氧化还原反应的配平 【例1】(1)2014全国新课标I,27(3)HPO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH2溶液反 应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与HSO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化方程 (2)2014全国新课标Ⅱ,27(2)(3)①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化方程式为 ②PbO可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 (3)(2014天津,%⑦)NaS2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SG,常用作脱氯剂, 该反应的离子方程式为 【答案】(1)6H2O+2P4+3Ba(OH)2=2PH3个+3Ba(H2PO2)2 (2)①PbO2+4HCl(浓)==PbC12+C2个+2H2O ②PbO+ClO=PbO2+C1 (3)S2O3+4Cl2+5H2O=2SO2+8C-+10H 【解析】

（2）缺项配平： 一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化计量数，再通过比较反应物和生成 物，确定缺项。缺项的物质一般为 H2O 、酸或碱，然后用观察法配平。 二、氧化还原反应的计算： (1)题型：计算氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比，参加反应的氧化剂或还原剂的 量，氧化产物或还原产物的量及确定反应前后某一元素的价态等。 (2)关键：依据电子守恒，列出守恒关系式求解。 (3)步骤 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：化式中粒子的个数)。 ③根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式： 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) 高频考点一、氧化还原反应的配平 【例 1】 (1)2014·全国新课标Ⅰ，27(3)]H3PO2 的工业制法是：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 溶液反应的化方程 式：______________________________________________________________________________。 (2)2014·全国新课标Ⅱ，27(2)(3)]①PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化方程式为 _______________________________________。 ②PbO2 可 由 PbO 与 次 氯 酸 钠 溶 液 反 应 制 得 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________。 (3)(2014·天津，9(7)]Na2S2O3 还原性较强，在溶液中易被 Cl2 氧化成 SO2－ 4 ，常用作脱氯剂， 该反应的离子方程式为_________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)6H2O＋2P4＋3Ba(OH)2===2PH3↑＋3Ba(H2PO2)2 (2)①PbO2＋4HCl(浓)===== △ PbCl2＋Cl2↑＋2H2O ②PbO＋ClO－ ===PbO2＋Cl－ (3)S2O2－ 3 ＋4Cl2＋5H2O===2SO2－ 4 ＋8Cl－＋10H＋ 【解析】

(1)根据题意可知反应物和生成物然后根据得失电子守恒和质量守恒配平,即可得到白磷与Ba(OH2溶 液反应的化学方程式:6H2O+2P4+3Ba(OH2=2PH31+3Ba(HPO2)2 (2)⑩由题意知:该反应中,q元素的化合价升高,则可推出Pb元素化合价降低,又由于+2价Pb较 稳定,因此PbO2还原产物为Pb2,其化学方程式为:PbO2+4Hc浓)=PbC2+12↑+2H2O ②由题意知:Pbo+o—→PbO2,铅元素化合价升高,则α1元素化合价应降低,故有PbO+Qlo ˉ—→PbO2+α,利用化合价升降法配平,得反应的离子方程式为PbO+Qo=PbO2+Q1。 (3)S2℃被c氧化成So,C2被还原为Q,首先根据化合价升降总值相等写出S2O)+4C12→-20 +8C,然后根据电子守恒、电荷守恒配平:S2O3ˉ+4C12+5H2O=2SQ+801+10H 【变式探究】 1.(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2和Mn2,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然 后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。请写出该过程中两 反 (2)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化方程式为 (3)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。在一氧化 还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质 ①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式,并配平 ②在反应后的溶液中加入 NabiL(不溶于冷水),溶液又变为紫红色,BiO反应后变为无色 的Bi3。写出该实验中涉及反应的离子方程式 (4)+6价铬的毒性很强,制取红矾钠后的废水中含有的CnO,可以用绿矾除去。测得反 应后的溶液中含Cr3、Fe2+、Fe3、H+等阳离子。写出该反应的离子方程式 (5)已知:①MnO4+e→>MnO2(绿色)(强碱性条件) ②MnO4+8H+5ec->Mm2(无色)+4H2O(强酸性条件)将KMnO4溶液滴入NaOH溶液中 微热,得到透明的绿色溶液,写出反应的离子方程式 【答案】(1)MnO4+3Fe2++7H2O==3FeOH)3+MnO2+5H,2MnO4+3Mn2++

【变式探究】 1．(1)ZnSO4 溶液中含有少量 Fe2＋和 Mn2＋，为了除去这两种离子，调节溶液 pH 为 5，然 后加入高锰酸钾溶液，使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是 MnO2。请写出该过程中两 反应的离子方程式： ___________________________________________________________________。 (2) 用 HNO3 清 洗 试 管 壁 上 的 Ag ， 该 反 应 的 化 方 程 式 为 ___________________________________。 (3)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。在一氧化 还原反应的体系中，共有 KCl、Cl2、浓 H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4 七种物质。 ① 写 出 一 个 包 含 上 述 七 种 物 质 的 氧 化 还 原 反 应 方 程 式 ， 并 配 平 _____________________________。 ②在反应后的溶液中加入 NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，BiO－ 3 反应后变为无色 的 Bi3＋。写出该实验中涉及反应的离子方程式 ________________________________________________________________________。 (4)＋6 价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的 Cr2O2－ 7 ，可以用绿矾除去。测得反 应后的溶液中含 Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H ＋等阳离子。写出该反应的离子方程式__________________ _____________________________________________________________________________。 (5)已知：①MnO－ 4 ＋e －―→MnO2－ 4 (绿色)(强碱性条件) ②MnO－ 4 ＋8H＋＋5e－―→Mn2＋ (无色)＋4H2O(强酸性条件)将 KMnO4 溶液滴入 NaOH 溶液中 微 热 ， 得 到 透 明 的 绿 色 溶 液 ， 写 出 反 应 的 离 子 方 程 式 ____________________________________________ ______________________________________________________________________。 【答案】(1)MnO － 4 ＋3Fe2 ＋ ＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H ＋ ，2MnO － 4 ＋3Mn2 ＋＋

2H20-5MnO+4H (2)Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2个+H2O (3)①2KMnO4+10KCl+8H2SO(浓)==6K2SO4+2MnSO4+5Cl2个+8H2O (22Mn2*+5NaBiO:+14H=2MnOF+5Na*+5Bi3*+7H20 (4Cr2O+6Fe2++14H=2Cr3++6Fe3+7H2O (5)4MnO4+40H-4MnOT +2H20+ON 【解析】 (1)除去杂质离子Fe2和Mn2发生反应的离子方程式为MO4+3Fe2+H2O-3Fe(OH)34+MmO24+ SH, 2MnO4+3Mn2++2H2O-SMnO21+4H (2)硝酸与Ag发生氧化还原反应,生成AgNO2、NO2和HO (3)①根据信息,KMmo4在浓H2SO4作用下,把KQ1氧化成Q2,本身被还原成Mm2+。②注意NaBO3 不能拆写成离子形式。 Nabil3作为氧化剂,把M2氧化成MO,本身被还原成B+。(S根据信息,在强 碱性条件下,Mm得电子生成MmO,-2价的氧失电子生成O 【方法技巧】 1.正向配平法:全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应 物着手配平 2.逆向配平法: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:先用得失电子数相等配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷, 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 高频考点二电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用 例2现有24mL浓度为005molL的NaSO3溶液恰好与20mL浓度为0.02molL的 K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为NaSO4,则元素Cr在还原产物中的 化合价为() A.+2B.+3C.+4D+5 【答案】B 【解析】题目中指出被还原的物质是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质 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→+m(设化合价 为+n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有005molL1×0.024L×(6-4)=002moL ×0.020L×2×(6-n),解得n=3。 【变式探究】 Na2S在碱性溶液中可被 NaCIo氧化为Na2SO4,而 NaCIO被还原为NaCl 若反应中NaSx与 NaCIo的物质的量之比为1:16,则x的值为() A.2B.3C4D.5

2H2O===5MnO2↓＋4H＋ (2)Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O (3)①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4(浓)===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O ②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋ ===2MnO－ 4 ＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O (4)Cr2O2－ 7 ＋6Fe2＋＋14H＋ ===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (5)4MnO－ 4 ＋4OH－ ===== △ 4MnO2－ 4 ＋2H2O＋O2↑ 【解析】 【方法技巧】 1．正向配平法：全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应 物着手配平。 2．逆向配平法：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：先用得失电子数相等配平，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。 高频考点二 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用 例 2.现有 24 mL 浓度为 0.05 mol·L －1 的 Na2SO3 溶液恰好与 20 mL 浓度为 0.02 mol·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 【答案】 B 【解析】 题目中指出被还原的物质是 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(设化合价 为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有 0.05 mol·L －1×0.024 L×(6－4)＝0.02 mol·L － 1×0.020 L×2×(6－n)，解得 n＝3。 【变式探究】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( ) A.2 B.3 C.4 D.5

【答案】D 【解析】 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。 Na2Sx→xNa2SO4NaC1O→NaC1 得关系式16 x=16×2,x=5。 【举一反三】在反应3BrF3+5H2O=9HF+Br2+HBrO3+O2个中,若有5molH2O参加反 应,被水还原的溴元素为() A I mol mol D.2 【答案】C 【解析】设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为x,5 mol HO参加反应,失去电子4mol, 根据电子守恒得:3x=4mol,x 高频考点三多步反应得失电子守恒问题 例3取xg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8960mL的NO2气 体和672mL的N2O4气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液, 生成沉淀质量为1702g。则x等于() A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.944 【答案】B 【解析】反应流程为 Mg浓NQ)Mg2+、C2 NaoH Mg Oh2 Cu oh NO2、N2O4 xg=17.02g-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得电子的物质的量,即 8.96L n(OH 224Lmox1+0.672L 224L-mo-2×1=046mol 所以xg=17.02g-0.46mol×17gmo1=9.20gc 【变式探究】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168LO2(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 mol-L I NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体 积是() A 60 mL B 45 mL C 30 mL D 15 mL

【答案】 D 【解析】 【举一反三】在反应 3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有 5 mol H2O 参加反 应，被水还原的溴元素为( ) A.1 mol B.2 3 mol C.4 3 mol D.2 mol 【答案】 C 【解析】设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为 x，5 mol H2O 参加反应，失去电子 4 mol， 根据电子守恒得：3x＝4 mol，x＝ 4 3 mol。 高频考点三 多步反应得失电子守恒问题 例 3.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(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液， 生成沉淀质量为 17.02 g。则 x 等于( ) A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44 【答案】 B 【解析】 反应流程为   Mg Cu ――→ 浓HNO3   Mg2＋、Cu2＋――→ NaOH   Mg OH 2 Cu OH 2 NO2、N2O4 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 得电子的物质的量，即： n(OH－ )＝ 8.96 L 22.4 L·mol－1 ×1＋ 0.672 L 22.4 L·mol－1 ×2×1＝0.46 mol 所以 x g＝17.02 g－0.46 mol×17 g·mol－1＝9.20 g。 【变式探究】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 mol·L －1 NaOH 溶液至 Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗 NaOH 溶液的体 积是( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL