氧化还原反应的计算及方程式的配平
氧化还原反应的计算及方程式的配平
氧化还原反应的计算及方程式的配平考点一 氧化还原反应方程式的配平方法氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。
配平的步骤：(1)标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
(2)列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。
(3)求总数：求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(4)配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。
(5)细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。
深度思考根据FeS 2＋O 2―→Fe 2O 3＋SO 2回答下列问题(1)氧化剂________，还原剂________，氧化产物________，还原产物________。
(2)元素化合价升高的元素为________，元素化合价降低的元素为________。
(3)1“分子”还原剂化合价升高总数为________，1“分子”氧化剂化合价降低总数为________。
(4)配平后各物质的系数依次为____________________。
题组一 正向配平类1． (1)____HCl(浓)＋____MnO 2=====△____Cl 2↑＋____MnCl 2＋____H 2O(2)____Cu ＋____HNO 3(稀)===____Cu(NO 3)2＋____NO ↑＋____H 2O(3)____KI ＋____KIO 3＋____H 2SO 4===____I 2＋____K 2SO 4＋____H 2O(4)____MnO －4＋____H ＋＋____Cl －===____Mn 2＋＋____Cl 2↑＋____H 2O 题组二 逆向配平类2． (1)____S ＋____KOH===____K 2S ＋____K 2SO 3＋____H 2O(2)____P 4＋____KOH ＋____H 2O===____K 3PO 4＋____PH 3题组三 缺项配平类3． (1)____ClO －＋____Fe(OH)3＋____===____Cl －＋____FeO 2－4＋____H 2O (2)____MnO －4＋____H 2O 2＋____===____Mn 2＋＋____O 2↑＋____H 2O 解题技巧配平的基本技能(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。
氧化还原反应的计算及方程式的配平
在工业生产中的应用
冶金工业：用于金属的冶炼和精炼
环保工业：用于废水处理和废气净 化
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化学工业：用于合成化学品和药物
食品工业：用于食品的加工和保存
Prt Six
氧化还原反应的实 例解析
铁生锈的氧化还原反应
反应物：铁、氧气 和水
生成物：铁锈（主 要成分为 Fe2O3·nH2O）
氧化还原反应中电子转移是反应的核心
电子转移的计算方法：通过反应物和生成物的化合价变化来计算
电子转移的计算公式：n(e-) = n(氧化剂) - n(还原剂)
电子转移的计算步骤：首先确定反应物和生成物的化合价变化然后根据电子转移的计算公式 进行计算
氧化还原反应的能量计算
氧化还原反应的能量变化：氧化剂失去电子还原剂得到电子能量变化为负值
在能源科学中的应用
燃料电池：利用氧化还原反应产生电能 太阳能电池：利用氧化还原反应将太阳能转化为电能 氢能：利用氧化还原反应将氢气转化为电能 生物质能：利用氧化还原反应将生物质转化为电能
在生命科学中的应用
细胞呼吸：氧化还原反应是细胞呼吸的主要过程包括有氧呼吸和无氧呼吸 光合作用：光合作用是植物、藻类和某些细菌通过氧化还原反应将光能转化为化学能的过程 酶催化反应：许多酶催化的反应都是氧化还原反应如氧化酶、还原酶等 生物合成：生物合成过程中许多有机物的合成都需要氧化还原反应如氨基酸、核苷酸等
氧化还原反应方程式的书写
确定反应物和生成物
配平反应方程式
确定反应条件
检查反应方程式是否正确
确定反应方程式
书写反应方程式
氧化数的平衡
氧化数：表示原子或离子的氧化 状态
氧化数守恒：反应前后各元素的 氧化数总和保持不变
氧化还原的配平和计算
氧化还原反应配平和计算1．氧化还原反应.配平方法——化合价升降法，步骤如下（1）标明反应前后化合价有变化的元素的化合价（2）通过求最小公倍数使化合价升降总值相等（3）确定氧化剂与还原剂的化学计量数（4）观察法配平其他物质的化学计量数（5）检查质量、电荷、电子是否分别守恒2．常用配平技巧配平氧化还原反应方程式的关键是确定每分子还原剂(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分子中有几种元素变价，每一种元素有几个变价原子。
氧化还原反应方程式配平技巧：①正向配平，即从反应物分析反应前后元素化合价变化情况来配平，这是最常用的方法；②逆向配平，即从生成物分析反应前后元素化合价变化情况来配平，多用于分解反应和歧化反应；③双向配平，即从化学方程式两边同时分析元素化合价变化情况来配平；④待定系数法配平，适用于元素化合价变化情况复杂的化学反应。
尽可能找所含元素多的物质，设其化学计量数，然后依据同种元素的原子个数守恒(如为离子反应还有电荷守恒)的规则将其他物质的化学计量数表达出来，列出方程组求解。
⑤缺项配平，对化学方程式，所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H＋、OH－或水。
可以根据元素守恒先写出所缺物质，再用守恒方法配平。
如果无法确定所缺项，可先依据化合价的升降将现有的物质配平，然后再根据守恒法确定所缺物质的化学式及化学计量数。
3．“电子守恒”——氧化还原反应计算的灵魂对于氧化还原反应的计算，要善于根据反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等，即得失电子守恒进行。
利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应历程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，可以走捷径迅速获得正确结果。
4．得失电子守恒法的一般步骤(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(注意化学式中粒子的个数)。
氧化还原反应方程式的配平
方 程 式 的 配 平
一、配平原理：氧化还原反应中化合价的升、 降总数相等。 二、一般步骤：1、标明化合价的变化； 2、乘上最小公倍数(即系数O3+( 2)H2O=(5)NO+( 3)H3PO4
5×3
3×5
0
+5
+2
+5
练: 0 +5 +4 +2 3 Si+ 4 HNO3+12HF= 3 SiF4+ 4 NO+ 8 H2O
P4O+ 21/4 Cl2 3/2 P2Cl5+POCl3
五．由方程式化学计量数化为最简单的 整数比
4P4O+21Cl2
练习
6P2Cl5+4POCl3
(x-1) 2O (3x+1) _Na2Sx+______NaClO+_____NaOH (3x+1) (2x-2) x _Na2SO4+_____NaCl+____H
4×3
3×4
三、注意：1、隐系数，即分子中的原子个 数。应乘上化合价完全变化且变化程度一致 的物质分子中的隐系数；并将系数先配在乘 了隐系数的物质分子前面。 1× 2 × 5 例: 2KMnO4+16HCl= 2MnCl2+ 2 KCl+ 5Cl2 5×2 + 8 H2O
+7 -1 +2 0
练1: 4 Zn+ 10HNO3= 4 Zn(NO3)2+ 1N2O+ 5H2O
二．根据相等的条件列出等式 注意:在设定化学计量数时用过的条件不能 再用。 ２a=5b+(4-2b)*3 (Cl原子守恒) ４-2b=1 (O原子总数相等)
氧化还原反应的计算及方程式的配平
氧化还原反应的计算及方程式的配平1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。
利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。
2．守恒法解题的思维流程(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)。
题组一确定元素价态或物质组成1．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。
2．Na2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2S x 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。
学案3：氧化还原反应的计算及方程式的配平
第5讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平一、氧化还原方程式的配平方法:1．配平的基本方法（化合价升降法）化合价降法的基本步骤为：标、等、定、平、查。
标：标指的是标出反应中发生氧化反应和还原反应的元素的化合价，注明升高和降低的总价数。
2+6x 2↑ ↓例：x S Na 22- + O Cl Na 1+ + NaOH ——462+SO Na +1-Cl Na +H 2O等：等是指化合价升降总数值要相等，升的价数与降的价数互为质数时，做为化学计量可直接交叉相乘；非互为质数时，应约分，求出最小公倍数，再确定化学计量数。
例题中升降价的最小介倍数是2(1+3x)。
2+6x=2(1+3x) 2↑ ↓ x S Na 22- + (1+3x)O Cl Na 1+ + NaOH ——462+SO Na +1-Cl Na +H 2O定：定是指用跟踪法确定氧化产物，还原产物的化学计量数。
2(1+3x) 2↑ ↓ x S Na 22- + (1+3x)O Cl Na 1+ + NaOH ——x 462+SO Na +(1+3x)Cl Na +H 2O平：平是指用观察法配平其他各物质的化学计量数2(1+3x) 2↑ ↓ x S Na 22-+(1+3x)O Cl Na 1++(2x-2)NaOH ——x 462+SO Na +(1+3x)Cl Na +(x-1)H 2O查：查是指在配平时没能注意到的元素，例题中指氧元素，查方程式两边氧原子个数是否相等（如果是离子方程式，除了查某种元素的原子个数是否相等之外，还要查方程式两边电荷数是否相等，）确实相等之后，把等号“=”注明。
Na 2S x +(1+3x)NaClO+(2x-2)NaOH=xNa 2SO 4+(1+3x)NaCl+(x-1)H 2O2．配平的基本技巧（特殊方法）（1）奇数配成偶数方法:例：S+C+KNO 3——CO 2↑+N 2↑+K 2S观察反应物与产物，发生N 、O 反应前均为奇数，先在KNO 3前加2，然后用跟踪方法，即可配平。
课件1：氧化还原反应的计算及方程式的配平
B [解析] 由题目所给方程式可知，还原性 Fe2＋＞ Br－，故向含 1 mol FeBr2 溶液中逐渐通入 Cl2 时，首先发 生反应 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，当 Fe2＋ 反应完全时， 发生反应 2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2， Fe2＋为浅绿色，Fe3＋为
黄色，故反应前后溶液的颜色发生了改变，A 项正确； 由两个方程式可知，当溶液中有一半的 Br－被氧化时， 反应的 Cl2 的物质的量为 1 mol，溶液中 n(Cl－)＝2 mol， n(Br－)＝1 mol，c(Cl－)＝2c(Br－)，B 项错误，C 项正确； FeBr2 溶液中 Fe2＋和 Br－的物质的量之比为 1∶2，当有一 半的 Br－被氧化时，反应的 Fe2＋和 Br－的物质的量之比为 1∶1，反应的总离子方程式为 2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2=2Fe3＋ ＋Br2＋4Cl－，D 项正确。
2．在熔融 KOH 中大气中的氧可将铬铁矿 FeCr2O4 中 Fe 和 Cr 的化合价都转化为＋6 价，氧化 1 mol FeCr2O4 在理论上需要多少摩尔氧气( )
A．2 mol B．2.5 mol C．3 mol D．4 mol
B [解析] 1 mol FeCr2O4 中 Fe 和 Cr 的化合价都转化 为＋6 价，转移的电子为 4 mol＋3×2 mol＝10 mol，故需
[答案] (1)BrO－ 3 ＋5Br－＋6H＋==3Br2＋3H2O (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋==2Fe3＋＋2H2O
变式 2 NaNO2 是一种食品添加剂，它能致癌。酸 性 KMnO4 溶液与 NaNO2 反应的离子方程式为 MnO－ 4 ＋
NO－ 2 ＋
Mn2＋＋NO－ 3 ＋H2O。下列叙述中正
氧化还原反应方程式的配平及计算讲课教案
+3
2Cr(OH)4- +
2
OH-
+1
+ 3 ClO-—
+6
-1
2 CrO42- + 3 Cl- + 5 H2O
32
23
+2
+1
6 Fe2+ + 3 ClO- +
3
H2O —
16
2 3
+3
+3
-1
2Fe(OH)3+ 4 Fe3+ + 3 Cl-
+2
+1
6 Fe2+ + 3 ClO- + 3
123 2
氧化还原反应计算
• 依据电子守恒氧化还原反应的常见计算类型有： • 简单反应的得失电子守恒问题 • 多元素参与反应的得失电子守恒问题 • 多步反应的得失电子守恒问题 • 微粒先后反应的得失电子守恒问题
电子守恒法解题的思维流程 (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)。
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 答案 B
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氧化还原反应的计算及方程式的配平1.宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O。
下列说法正确的是( )A.X的化学式为AgSB.银针验毒时，空气中氧气失去电子C.反应中Ag和H2S均是还原剂D.每生成1 mol X，反应转移2 mol e－2.(2018·黑龙江哈师大附中高三第一次月考)某强氧化剂XO(OH)＋2被Na2SO3还原。
如果还原2.4×10－3 mol XO(OH)＋2，需用30 mL 0.2 mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是( )A.＋2B.＋1C.0D.－13.向100 mL的FeBr2溶液中，通入标准状况下Cl25.04 L，Cl2全部被还原，测得溶液中c(Br－)＝c(Cl－)，则原FeBr2溶液的物质的量浓度是( )A.0.75 mol·L－1B.1.5 mol·L－1C.2 mol·L－1D.3 mol·L－14.若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为( )A.1∶4B.1∶2C.2∶1D.4∶15.(2018·湖北教学合作高三10月联考)将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol·L－1NaOH 溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述中正确的是( )A.加入合金的质量可能为9.6 gB.沉淀完全时消耗NaOH溶液体积为150 mLC.参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol6.(2018·湖北重点高中高三上学期期中联考)现有CuO和Fe3O4的混合物7.6 g，向其中加入1mol·L－1的H2SO4溶液100 mL恰好完全反应，若将15.2 g该混合物用足量CO还原，充分反应后剩余固体质量为( )A.13.6 gB.12 gC.6 gD.3.2 g7.(2018·长沙长郡中学高三上学期第二次月考)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应：10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑。
若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则下列判断正确的是( )A.生成40.0 L N2(标准状况)B.有0.250 mol KNO3被氧化C.转移电子的物质的量为1.75 molD.被氧化的N原子的物质的量为3.75 mol8.某反应体系中的物质有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。
下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是( )Au2O3＋＋―→＋＋A.Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOHB.Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2OC.Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOHD.当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子8 mol9.(2018·上海市普陀区高三一模)取一定量FeO和Fe2O3的混合物，在H2流中加热充分反应。
冷却，称得剩余固体比原混合物质量减轻1.200 g。
若将同量的该混合物与盐酸反应完全，至少需1 mol·L－1盐酸的体积为( )A.37.5 mLB.75 mLC.150 mLD.300 mL10.(2019·成都联考)已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO－3―→AsO3－4＋SO2－4＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是( )A.配平后水的化学计量数为4B.反应后溶液呈酸性C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28D.氧化产物为AsO3－4和SO2－411.(2018·上海市普陀区高三12月质量调研)在一定量的Na2S(aq)中，慢慢通入一定量Cl2，图示变化关系正确的是( )12.(2018·上海十三校高三第二次联考)足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。
若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为( )A.6.4 gB.9.6 gC.19.2 gD.24 g13.按要求回答下列问题：(1)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO2－4、Cl－、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
②每生成1 mol FeO2－4转移__________mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________mol。
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，原因是________________________________________________________________________。
(2)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法：①向海水中通入Cl2将海水中溴化物氧化，其离子方程式为_____________________。
②向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，其化学方程式为________________________________________________________________________。
③将②所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴后，还可得到副产品Na2SO4。
这一过程可用化学方程式表示为_____________________________。
14.(2018·襄阳调研)铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强，必须进行处理。
工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：(1)上述各步反应中属于氧化还原反应的是__________(填序号)。
(2)第①步，含Cr2O2－7的废水在酸性条件下用绿矾FeSO4·7H2O处理，写出并配平反应的离子方程式：____________________。
(3)第②步，向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰，使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。
处理后，沉淀物中除了Cr(OH)3外，还有________________、________________(写化学式)。
已知Cr(OH)3性质类似Al(OH)3，是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质，写出从该沉淀物中分离出Cr(OH)3的离子方程式：_____________________________________________。
(4)回收所得的Cr(OH)3，经③④⑤步处理后又可转变成K2Cr2O7。
纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下：①Cr2O2－7＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O②2S2O2－3＋I2===S4O2－6＋2I－准确称取纯净的K2Cr2O70.122 5 g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。
则Na2S2O3溶液的物质的量浓度为________(保留四位有效数字)。
15.(2019·武汉第三次联考)亚氯酸钠(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白剂。
通常情况下，ClO2是一种具有强氧化性的黄色气体，常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。
ClO2易发生爆炸，在生产、使用时可用其他气体进行稀释。
ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
(1)草酸(H2C2O4)是一种弱酸，利用硫酸酸化的草酸还原氯酸钠，可较安全地生成ClO2，反应的离子方程式为_________________________________。
(2)自来水用ClO2处理后，有少量ClO2残留在水中，可用碘量法作如下检测(已知ClO2存在于pH为4～6的溶液中，ClO－2存在于中性溶液中)：①取0.50 L水样，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝。
写出ClO2与碘化钾反应的化学方程式：_______________________________________。
②已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10－4mol·L－1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL，判断达到滴定终点的方法是____________________________________________，该水样中ClO2的浓度是________mg·L－1。
(3)某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠(NaClO2)。
①装置A中产生的ClO2气体，在装置C中反应生成NaClO2，写出生成NaClO2的化学方程式：________________________________________________________________________。
将NaClO2溶液在一定条件下处理即可得到NaClO2晶体。
②装置B的作用是___________________________________________________________。
③某同学认为上述装置并不完整，请画出需补充的装置图。
并防止倒吸的装置。