1、必备知识 整合 关键能力 突破 第第2 2课时氧化还原反应方程式的课时氧化还原反应方程式的 配平与拓展配平与拓展 必备知识 整合 关键能力 突破 近几年高考化学试题的主观题中,新情境下陌生氧化还原反应方程式的书写 与配平是最常见的考查方式。除了已知反应物和生成物,利用氧化还原反应 方程式的配平方法书写方程式外,有时还会出现缺项方程式的配平。该类氧 化还原反应方程式一般结合实际情境或化工流程中物质的转化判定所缺物 质,同时结合离子反应进行考查,题目综合性强,难度较大。备考过程中要结 合实例,确定解题流程,分类突破。 必备知识 整合 必备知识 整合 关键能力 突破 一、氧化还原方程式的配平一、氧化
2、还原方程式的配平 类型一直接型氧化还原反应方程式的配平类型一直接型氧化还原反应方程式的配平 必备知识 整合 关键能力 突破 如配平下列反应的离子方程式: MnO(OH)2+I-+H+Mn2+I2+H2O 流程应用 必备知识 整合 关键能力 突破 类型二缺项型氧化还原反应方程式的配平类型二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的化学式没有写出来,一般为水、 酸(H+)或碱(OH-),其配平流程如下: 如完成以下氧化还原反应的离子方程式: ()Mn+()C2+()Mn2+()CO2+4 O 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 流程应用 必备知识 整合 关键能力 突
3、破 条件补项原则 酸性条件下缺H或多O补H+,少O补H2O 碱性条件下缺H或多O补H2O,少O补OH- 及时提醒及时提醒补项原则 必备知识 整合 关键能力 突破 类型三信息型氧化还原反应方程式的书写类型三信息型氧化还原反应方程式的书写 信息型氧化还原反应方程式是指用文字描述的方式,叙述一个化学反应 的过程,需要从文字信息中找出反应物、生成物,进而分析反应中得失电子情 况,其流程如下: 必备知识 整合 关键能力 突破 如+6价Cr的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反 应的离子方程式为。 流程应用 2 7 O 必备知识 整合 关键能力 突破 二、竞争型离子反应和氧
4、化还原反应二、竞争型离子反应和氧化还原反应 如果溶液中存在多种离子,则相互之间发生的反应可能有多种,此时溶液中 可能发生“平行反应”,也可能发生“竞争反应”。“平行反应”是指离子 之间同时反应互不影响,而“竞争反应”是指各个反应要按照一定的顺序完 成。“竞争反应”的常见类型如下: 1.一种氧化剂(还原剂)与多种还原剂(氧化剂)反应,如把Cl2通入含有I-、Br-、 Fe2+的溶液中,按照还原能力由强到弱的顺序,I-优先反应,其次是Fe2+,最后是 Br-。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.一种酸(碱)与多种碱性(酸性)物质反应,如把盐酸逐滴加入含有NaOH、Na2 CO3、NaHCO3的混
5、合溶液中,按照碱性由强到弱的顺序,NaOH优先反应,其次 是Na2CO3,最后是NaHCO3。 3.若某一溶液中同时存在几种能与所加试剂形成类型相似的沉淀的离子,则 溶解度(严格来说应为溶度积)小的物质先沉淀。如向AlCl3、FeCl3的混合溶 液中逐滴加入氢氧化钠溶液,应优先生成Fe(OH)3沉淀,而不是Al(OH)3沉淀。 4.互相促进水解的反应与复分解反应 如果既符合发生互相促进水解反应的条件,又符合直接发生复分解反应的条 件,究竟发生哪个反应,要具体情况具体分析。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)向水中加入一小块钠:Na+2H2O
6、NaOH+H2() (2)向FeCl2溶液中通入Cl2:FeCl2+Cl2FeCl3() (3)MnO2和浓盐酸混合加热:MnO2+4H+4Cl-Mn2+2Cl2+2H2O() (4)向稀硝酸中加入铜片:Cu+2H+NCu2+NO+H2O() 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(1)KI+KIO3+H2SO4I2+K2SO4+H2O (2)Mn+H+Cl-Mn2+Cl2+H2O (3)P4+KOH+H2OK3PO4+PH3 (4)ClO-+Fe(OH)3+Cl-+Fe+H2O (5)Fe(OH)2+ClO-+Fe(OH)3+Cl- (6)P+FeO+CaOCa3(PO4)2+Fe 4
7、 O 2 4 O 513333 21610258 29335 324 OH- 325 211 H2O 21 25315 必备知识 整合 关键能力 突破 3.某高温还原法制备新型氮化铝(AlN)陶瓷的反应体系中的物质有Al2O3、 C、N2、AlN、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。 Al2O3+3C+N22AlN+3CO 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(1)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发 生反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。 (2)已知Fe3S4能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和
8、一种气体(标准状况下的 密度为1.518gL-1),写出该反应的离子方程式:Fe3S4+6H+3H2S+3Fe2+S。 (3)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中B(B元素的 化合价为+3价)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH,其离子方程式为 2Fe2+B+4OH-2Fe+2H2+B(OH。 4 H 4 ) 4 H 4 ) 必备知识 整合 关键能力 突破 关键能力 突破 考点一氧化还原反应方程式的配平与书写 题组一氧化还原反应方程式的配平题组一氧化还原反应方程式的配平 1.配平下列方程式。 (1)Mn+Fe2+Mn2+Fe3+ (2)Cl+Fe2+Cl-+Fe3
9、+ (3)NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3 (4)LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4+O2+ 4 O 3 O 158 H+154 H2O H+ 166163 H2O 124122 2311214 H2O 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2020浙江舟山模拟)已知氧化性:Br2Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2, 发生反应的离子方程式为aFe2+bBr-+cCl2dFe3+eBr2+fCl-,下列选项中的 数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的 是() A.243226B.021012 C.201
10、202D.222214 解析解析根据题意,Cl2先氧化Fe2+,不可能先氧化Br-,B选项错误。 B 必备知识 整合 关键能力 突破 方法技巧方法技巧 氧化还原反应方程式的配平技巧 (1)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)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解反应、歧化反应)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。若反应物一侧缺 正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物一侧缺负电荷,一般加OH-,生成 物一边加水,然后将两边电荷数配平。 (4)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化
11、剂、还原 剂、氧化产物、还原产物。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组二氧化还原反应方程式的书写题组二氧化还原反应方程式的书写 3.(2020陕西西安交大附中模拟)KMnO4与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应,生 成Mn2+、CO2和水,写出并配平该反应的离子方程式:2Mn+5C2+16H+ 2Mn2+10CO2+8H2O。 4 O 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常 先制得高铁酸钠,然后在一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,从 而使高铁酸钾析出。 (1)高铁酸钾中铁元素的化合价为+6价,推测其
12、具有的化学性质是强氧化性。 (2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。 该反应的离子方程式为4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2。 高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是杀菌消毒、净水。 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+aNa2O22Na2FeO4+ bX+2Na2SO4+cO2,该反应中物质X的化学式为Na2O,b与c的关系是b=2c。 一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,原因是 相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。 (4)在碱性条件下,由氯化铁、氯
13、气可制备高铁酸钾,写出该反应的离子方程 式:2Fe3+3Cl2+16OH-2Fe+6Cl-+8H2O。 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零,可得K2FeO4中铁 元素的化合价为+6价;高铁酸钾中铁元素处于高价态,因此高铁酸钾具有强氧 化性。 (2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH,反应的离子方程式为 4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2。高铁酸钾具有强氧化 性,作为水处理剂能起到杀菌消毒的作用,同时其还原产物为Fe(OH)3胶体,又 能起到净水的作用。 (3)根据元素守恒和得失电子
14、守恒可知,X应是Na2O,根据钠元素守恒有2a= 8+2b,根据氧元素守恒有2a=8+b+2c,两式联立,可得b=2c。一定温度下,向高 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,原因是相同条件下高铁酸钾 的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。 (4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁可制备高铁酸钾,根据得失电子守恒、原 子守恒及电荷守恒,反应的离子方程式为2Fe3+3Cl2+16OH-2Fe+6Cl-+ 8H2O。 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 考点二氧化还原反应的相关计算 题组一守恒法计算题组一守恒法计算 1.Na2Sx在碱性溶液中可被NaCl
15、O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.2B.3C.4D.5 解析解析Na2xNa2O4,NaONa, 根据得失电子守恒可得:6-(-)x=162,解得x=5。 2/ S x x 6 S 1 Cl 1 Cl 2 x D 必备知识 整合 关键能力 突破 2.在一定条件下,R和F2可发生如下反应:R+F2+2OH-R+2F-+H2O, 从而可知在R中,元素R的化合价是() A.+4价B.+5价C.+6价D.+7价 3 On 3 On 4 O 3 On 解析解析方法1:根据电荷守恒有n+12=1+12,n=1。
16、设元素R在R中的化合 价为x,则x-23=-1,x=+5。 方法2:设元素R在R中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒 有(7-x)1=0-(-1)2,所以x=+5。 3 On 3 On B 必备知识 整合 关键能力 突破 名师总结名师总结 应用得失电子守恒解题的一般步骤 (1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的 个数)。 (3)“三列关系式”: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=n(还原剂)变价原子个数化合 价变化值。 必备知识 整合
17、 关键能力 突破 题组二多步氧化还原反应的计算题组二多步氧化还原反应的计算 3.往含Fe3+、H+、N的混合液中加入少量S,充分反应后,下列表示该反应 的离子方程式正确的是() A.2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+ B.2H+SH2O+SO2 C.2H+2N+3S3S+2NO+H2O D.2Fe3+3S+3H2O2Fe(OH)3+3SO2 3 O 2 3 O 2 3 O 2 4 O 2 3 O 3 O 2 3 O 2 4 O 2 3 O 解析解析氧化还原反应优先于非氧化还原反应,因此B、D不正确。如果S先与 Fe3+反应,则生成的Fe2+又会与H+、N反应,所以S应先与H+、N反应,故
18、选C。 2 3 O 3 O 2 3 O 3 O C 必备知识 整合 关键能力 突破 4.将足量Cl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中。在此 过程中溶液的pH与Cl2通入量的关系示意图是(溶液体积变化忽略不计,且不 考虑Cl2与水反应)() A 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析因H2SO3的还原性强于HBr的还原性,故Cl2先氧化H2SO3:H2SO3+Cl2+ H2OH2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl是强酸,故溶液的pH减小;当H2SO3 完全反应后,发生反应Cl2+2HBrBr2+2HCl,溶液的pH不再改变。 必备知识 整合 关键能力
19、 突破 名师总结名师总结 抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算 在多步连续进行的氧化还原反应中,只要中间各步反应过程中电子没有损耗, 则可以利用反应过程中转移电子的数目相等,找出“始态物质”与“终态物 质”化合价发生变化的元素,再根据化合价升高总数和化合价降低总数相等, 建立两者之间物质的量的关系而进行快速求解。 例如:a mol的铜与足量的浓HNO3反应,将产生的NO2气体与b mol的O2混合通 入水中,气体完全被吸收。 则“始态物质Cu” Cu2+, 必备知识 整合 关键能力 突破 “中间物质HNO3” NO2, 故“始态物质Cu”与“终态物质O2”之间物质的量的关系为2Cu
20、O2,即a=2b。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.(2020课标,26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的 化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程 可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 必备知识 整合 关键能力 突破 金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+ 开始沉淀pH1.97.03.08.1 完全沉淀pH3.29.04.710.1 回答下列问题: (2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V,同时还有Fe2+离子被氧化。写 出VO+转化为V反应的离子方程式VO
21、+MnO2+2H+V+Mn2+H2O。 2 O 2 O2 O 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(2)Fe3O4与硫酸反应生成Fe2+和Fe3+,Fe2+能够被氧化为Fe3+;VO+中钒元 素化合价为+3,V中钒元素化合价为+5,VO+被MnO2氧化为V,MnO2被还 原为Mn2+,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平:VO+MnO2+2H+ V+Mn2+H2O。 2 O 2 O 2 O 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2020课标,27节选)(5)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: 2Ni2+ClO-+4
22、OH-2NiOOH+Cl-+H2O。 解析解析(5)Ni2+被氧化为NiOOH,ClO-被还原为Cl-,故在强碱溶液中该反应的离 子方程式为2Ni2+ClO-+4OH-2NiOOH+Cl-+H2O。 必备知识 整合 关键能力 突破 3.(2019课标,27节选)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充 分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流 程如下: 回答下列问题: (3)步骤中选用足量的H2O2,理由是将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质。 分批加入H2O2,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(3)步骤利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水 解,需控制溶液的pH小于0.5。
