2025年高考化学大一轮大单元一　第一章　第四讲　氧化还原反应方程式的配平及计算（课件+讲义+练习）

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氧化还原反应方程式的配平及计算
2025年高考化学大一轮复习
1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。2.了解电子守恒法在化学计算中的应用。
考点一　　氧化还原反应方程式的配平
考点二　　电子守恒法计算及应用
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
1.正向配平(1)___Cu＋___HNO3(稀)===___Cu(NO3)2＋___NO↑＋___H2O(2)___KI＋___KIO3＋___H2SO4===___I2＋___K2SO4＋___H2O(3)___ ＋___H＋＋___Cl－===___Mn2＋＋___Cl2↑＋___H2O
2.逆向配平(1)___I2＋___NaOH===___NaI＋___NaIO3＋___H2O(2)___S＋___KOH===___K2S＋___K2SO3＋___H2O(3)___P4＋___KOH＋___H2O===____K3PO4＋___PH3↑
3.含有未知数的配平(1)___CO＋___NOx===___CO2＋__N2 (2)__FexS＋___HCl===______S＋__FeCl2＋___H2S(3)__Na2Sx＋_________NaClO＋________NaOH===__Na2SO4＋________NaCl＋______H2O
4.有机物参与的氧化还原反应方程式的配平(1)___KClO3＋___H2C2O4＋___H2SO4===___ClO2↑＋___CO2↑＋___KHSO4＋___H2O(2)___CH2==CH2＋___KMnO4＋___H2SO4===___K2SO4＋___MnSO4＋___CO2＋___H2O(3)___C2H5OH＋___K2Cr2O7＋___H2SO4===___K2SO4＋___Cr2(SO4)3＋___CH3COOH＋___H2O
5.缺项配平(1)___ClO－＋___Fe(OH)3＋________===___Cl－＋___ ＋__H2O(2)___ ＋___H2O2＋_____===___Mn2＋＋__O2↑＋__H2O
(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。
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)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：
“三步法”突破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在方程式中没有写出来，它们一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平一般规律为
1.电子守恒法计算的原理氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。2.电子守恒法计算的流程(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(注意化学式中粒子的个数)。(3)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(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
一、利用电子守恒确定元素价态或物质组成1.现有24 mL 0.05 ml·L－1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 ml·L－1的K2Cr2O7溶液恰好完全反应。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____。
根据氧化还原反应中得失电子守恒：0.05 ml·L－1×0.024 L×(6－4)＝0.02 ml·L－1×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。
2.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___。
二、电子守恒在未配平方程式中的应用3.在P＋CuSO4＋H2O―→ Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)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。
设7.5 ml CuSO4可氧化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：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，所以生成1 ml Cu3P时，参加反应的P的物质的量为1.2 ml＋1 ml＝2.2 ml。
三、多步反应得失电子守恒问题4.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(均已折算为标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于____。
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得到电子的物质的量，
5.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 ml·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是___mL。
四、电子守恒在氧化还原滴定中的应用6.某废水中含有 ，为了处理有毒的 ，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 ml ·L－1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c( )为_____________________。
1.一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3―→ HNO3＋N2↑＋H2O，下列说法错误的是A.配平后H2O的化学计量数为6B.NH4NO3既是氧化剂又是还原剂C.该反应既是分解反应也是氧化还原反应D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
5NH4NO3===2HNO3＋4N2↑＋9H2O，A错误；
该反应中反应物只有一种，则属于分解反应，该反应中含有变价元素，则属于氧化还原反应，C正确；
2.把图2中的物质补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。对该氧化还原反应的离子方程式，下列说法不正确的是
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2D.若有2个Mn2＋参加反应，则转移10个电子
根据方程式可知：氧化剂碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2，故C正确；根据离子方程式可知，有2个 Mn2＋参加反应时，转移电子的个数是10个，故D正确。
由反应①可知，还原性：SO2>Fe2＋，B正确；
4.(2024·大连模拟)Na2S2O3去除酸性废水中H3AsO3的反应机理如图所示(图中“HS·”为自由基)。下列说法错误的是A.X的化学式为H2S2B.HS·反应活性较强，不能稳定存在C.步骤Ⅲ反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶1D.步骤Ⅳ除砷的化学方程式为3H2S＋2H3AsO3===As2S3↓＋6H2O
HS·反应活性较强，在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在，故B正确；步骤Ⅲ反应中H2S2分解得到S8和H2S，化学方程式为8H2S2===S8＋8H2S，S元素化合价部分由－1价上升到0价，又部分由－1价下降到－2价，H2S2既是氧化剂也是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，故C错误；步骤Ⅳ中，H2S与H3AsO3发生反应生成As2S3，化学方程式为3H2S＋2H3AsO3===As2S3↓＋6H2O，故D正确。
5.(2023·深圳一中高三模拟)一种在恒温、恒定气流流速下，催化氧化HCl生产Cl2工艺的主要反应机理如图。下列说法不正确的是A.该过程中Cu元素的化合价发生变化B.Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物C.Cu(OH)Cl分解生成两种产物，物质X为H2OD.该过程涉及反应：2Cu2OCl2＋O2 2Cl2＋4CuO
由反应历程图可知，该过程中含 Cu化合物CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2中Cu元素的化合价均为＋2价，即保持不变，A项不正确；由反应历程图可知，反应前加入了CuO，CuO与HCl反应转化为Cu(OH)Cl，然后Cu(OH)Cl分解为Cu2OCl2和H2O，Cu2OCl2与O2反应又生成了CuO，则CuO为催化剂，Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物，B、C项正确；由反应历程图可知，该过程涉及Cu2OCl2与O2反应生成CuO和Cl2的反应，根据氧化还原反应配平可得2Cu2OCl2＋O2 2Cl2＋4CuO，D项正确。
6.配平下列离子方程式：(1)____ ＋____Fe2＋＋____H＋===____NO↑＋____Fe3＋＋____H2O(2)____Mn2＋＋____H2O2＋____OH－===____MnO2↓＋____H2O(3)____MnO2＋____ ＋____H＋===____Mn2＋＋____ ＋____H2O
7.配平下列反应。(1)____Li2CO3＋____C6H12O6＋____FePO4===____LiFePO4＋____CO↑＋____H2O＋____CO2↑(2)____(NH4)2M4O13＋____H2 ____M＋____NH3＋____H2O(3)____H2S＋____NOx===____S＋____H2O＋____N2(4)____FeCl3·6H2O＋____SOCl2 ____FeCl3＋____SO2↑＋____HCl↑
8.(1)[2022·全国甲卷，27(1)]工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)[2022·江苏，14(1)①]在弱碱性溶液中，FeS与 反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S，其离子方程式为_______________________________________________。
9.[2021·全国甲卷，26(2)]以NaIO3为原料制备I2的方法是先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_____________________________________。
10.现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO，含少量Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的部分工艺流程如图所示。(1)已知：“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、 等。写出该过程中生成[Zn(NH3)4]2＋的相关离子方程式：____________________________________________。(2)“氧化除杂”的目的是将“ ”转化为As2O5胶体，再经吸附聚沉除去。写出氧化反应的离子方程式：_______________________________________________________________。
11.写出下列方程式。(1)[2022·全国乙卷，26(3)(ⅱ)]在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为_________________________________。
Pb(Ac)2＋2H2O
Pb＋H2O2＋2HAc===
(2)[2022·湖南，17(2)①]TiO2与C、Cl2，在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_________________________________________。
根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据同温同体积下气体的压强之比等于物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl2 5TiCl4＋2CO＋4CO2。
12.依据图示信息书写方程式：(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图。过程ⅰ反应的离子方程式为______________________________。
ⅱ._____＋____＋___H＋===___Fe2＋＋_____＋_____。
H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
13.锰广泛存在于自然界中，工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。资料：①MnCO3难溶于水，可溶于稀酸。②在Mn2＋催化下，SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。Ⅰ.制备(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式：______________________________。(2)工业上制备锰时，会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气，可用以下方法处理。方法一：①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰，从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式：__________________________。
②研究表明，用Fe2＋/Fe3＋可强化脱硫效果，其过程如图。过程Ⅰ：……过程Ⅱ：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋ ＋4H＋过程Ⅰ的离子方程式：__________________________________________。
2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
据图可知过程Ⅰ中MnO2被Fe2＋还原生成Mn2＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。
方法二：③用MnCO3进行脱硫，可提高脱硫率。结合化学用语解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.废水中锰含量的测定(3)取1 mL废水置于20 mL磷酸介质中，加入HClO4 ，将溶液中的Mn2＋氧化为Mn3＋，用c ml·L－1 (NH4)2 Fe(SO4)2溶液进行滴定，达到滴定终点时，滴定管刻度由V0 mL变为V1 mL，废水中锰的含量为_________________ g·mL－1。
55c(V1－V0)×10－3
滴定时发生反应Fe2＋＋Mn3＋===Fe3＋＋Mn2＋，所以n(Mn)＝n(Mn3＋)＝n(Fe2＋)＝c(V1－V0)×10－3 ml，所取废水为1 mL，所以废水中锰的含量为55c(V1－V0)×10－3 g·mL－1。
14.(2023·北京，18节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3＋。(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出；矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有____________。
根据信息，在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋，则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3＋、Mn2＋。
(2)“浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]－形式浸出。①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：