第9讲　氧化还原反应方程式的书写与计算(能力课)（共51张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共51张PPT)
第9讲　氧化还原反应方程式的书写与计算(能力课)
第一部分　化学基本概念
第二章　化学物质及其变化
　　　　　 1.掌握氧化还原方程式的配平方法。　2.掌握氧化还原反应的电子守恒法计算。　3.熟练书写一定情境下的氧化还原方程式。
考点一　氧化还原反应方程式的配平
核心知能突破
关键能力训练
01
1．三大配平原则
2．化合价升降法配平五步骤
[示例]　__C＋__H2SO4(浓)——__CO2↑＋__SO2↑＋__H2O
3．四种配平技巧
(1)倒配法：适用于氧化剂与还原剂为同一物质时，可以由生成物―→反应物方向配平。如：
(2)补加法：适用于部分被氧化或被还原的物质反应，配平主物质后把未被氧化或未被还原的物质补进，确定最终系数。如：
(3)整体配平法：适合当一种物质中有两种元素化合价升高或降低，需求整个物质的化合价升降数，然后配平。如：
(4)电荷守恒法：适用于离子方程式，当主要物质配平后，利用电荷守恒配平其他物质。如：
　　　　　给定反应的配平
1．(1)____NaBO2＋____SiO2＋____Na＋____H2===____NaBH4＋____Na2SiO3
(2)____Fe3O4＋____HNO3(稀)===____Fe(NO3)3＋____NO↑＋____H2O
(3)____MnO ＋____C2O ＋____H＋===____Mn2＋＋____CO2↑＋____H2O
(4)____FeS＋____HNO3===____Fe(NO3)3＋____H2SO4＋____NO↑＋____H2O
(5)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3↑
(6)____Fe2＋＋____Cr2O ＋____H＋===____Fe3＋＋____Cr3＋＋____H2O
[答案]　(1)1　2　4　2　1　2　(2)3　28　9　1　14　(3)2　5　16　2　10　8　(4)1　6　1　1　3　2　(5)2　9　3　3　5　(6)6　1　14　6　2　7
　　　　　缺项配平
[答案]　(1)2　3　1　1　2　1　4　H2O
(2)5　2　14　H＋　5　5　2　MnO　 7　H2O
(3)5　16　5　4　2　8　H2O
(4)3　2　4　OH－　3　2　5
(5)28　5　24　KOH　28　3　2　12　H2O
(6)4　5　12　H＋　4　5　11　H2O
缺项配平的原则
条件 补项原则
酸性条 件下 反应物缺H(氢)或多O(氧)补H＋生成H2O，反应物少O(氧)补H2O(水)生成H＋
碱性条 件下 反应物缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)生成OH－，反应物少O(氧)补OH－生成H2O
注意：当方程式中主物质缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
考点二　新情境下的氧化还原反应方程式书写
02
核心知能突破
关键能力训练
新情境下的氧化还原反应的方程式书写流程
KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是_______。
[思维流程]　
　　　　　根据有关情境信息书写
1．根据有关信息，完成下列方程式。
(1)皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH 形式存在)，NaClO将废水中的NH 转化为N2，反应的离子方程式为_____________。
(2)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H2能将NO 还原为N2。
上述反应的离子方程式为___________。
(3)Fe的一种含氧酸根FeO 具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生。该反应的离子方程式是_____________。
　　　　　根据化工流程书写
2．碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属，其工艺流程如图：
已知：TeO2微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题：
(1)已知Te为ⅥA族元素，TeO2被浓NaOH溶液溶解，其溶解的离子方程式为__________________。
(2)“酸浸1”过程中，控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2，反应的化学方程式为 ____________________；
“还原”过程中，发生反应的离子方程式为_________________。
考点三　电子守恒在化学计算中的应用
03
核心知能突破
关键能力训练
1．计算依据
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。
2．守恒法解题的思维流程
在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5 mol H2O参加反应，被水还原的溴为(　　)
[思路点拨]　
[答案]　C
　　　　　电子守恒的基本计算
1．24 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
B　[设Cr在还原产物中的化合价为＋x，由得失电子守恒知：0.05 mol·L－1×24×10－3 L×(6－4)＝0.02 mol·L－1×20×10－3 L×2×(6－x)，x＝3。]
2．(2022·福州模拟)高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，工业上采用向KOH溶液中通入氯气，然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4，发生反应：①Cl2＋KOH―→KCl＋KClO＋KClO3＋H2O(未配平)；②2Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH===2K2FeO4＋6KNO3＋3KCl＋5H2O。
下列说法正确的是(　　)
A．反应①中每消耗4 mol KOH，吸收标准状况下22.4 L Cl2
B．氧化性：K2FeO4>KClO
C．若反应①中n(ClO－)∶n(ClO )＝5∶1，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D．若反应①的氧化产物只有KClO，则得到0.2 mol K2FeO4时消耗0.3 mol Cl2
D　[反应①的生成物有KCl、KClO、KClO3，其中K、Cl的物质的量之比为1∶1，所以每消耗4 mol KOH，吸收2 mol氯气，标准状况下2 mol氯气的体积为22.4 L·mol－1×2 mol＝44.8 L，A错误；反应②K2FeO4为氧化产物，KClO为氧化剂，则氧化性：K2FeO4　　　　　电子守恒在多步反应中的应用
3．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
4．某硫酸厂为测定沸腾炉中所得气体中SO2的体积分数，取280 mL(已折算成标准状况)气体样品与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用0.020 00 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。已知：Cr2O ＋Fe2＋＋H＋―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)。
(1)SO2通入Fe2(SO4)3溶液中，发生反应离子方程式为_____________。
(2)沸腾炉中所得气体中SO2的体积分数为________(小数点后保留两位)。
[解析]　(1)SO2中S为＋4价，被氧化成＋6价，产物为SO ，Fe3＋被还原成Fe2＋，产物中氧原子数增多，表明反应物中有水，产物中有H＋，仍须用得失电子守恒来配平离子方程式；(2)根据得失电子守恒可知：n(SO2)×2＝n(Cr2O )×6＝0.020 00 mol/L×0.025 L×6＝0.003 mol，n(SO2)＝0.001 5 mol，体积分数为12.00%。
[答案]　(1)SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO ＋2Fe2＋＋4H＋　(2)12.00%
真题感悟·明确考向
04
真题 感悟
情境 探究
1．(2022·山东等级考，T8)实验室制备KMnO4过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4；②水溶后冷却，调溶液pH至弱碱性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是(　　)
A．①中用瓷坩埚作反应器
B．①中用NaOH作强碱性介质
C．②中K2MnO4只体现氧化性
D．MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
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D　[①由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩埚作反应器，A说法不正确；制备KMnO4时为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不能用NaOH，B说法不正确；②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性，C说法不正确；根据化合价的变化分析，K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，根据Mn元素守恒可知，MnO2中的Mn元素只有 转化为KMnO4，因此，MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%，D说法正确。]
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2．(2021·广东选择性考试，T18节选)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
(1)该氧化物为________。
(2)已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。　
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[解析]　(1)由题给芯片制造的刻蚀过程示意图可知，加入H2O2刻蚀液，GaAs逐渐溶解，当H2O2刻蚀液接触AlAs时，反应生成一种致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蚀液，AlAs中的铝被氧化为致密的Al2O3膜。(2)GaAs与H2O2反应时，As由－3价变为＋5价，O由－1价变为－2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为4∶1。　
[答案]　(1)Al2O3　(2)4∶1
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3．(2022·河北选择性考试，节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_____________。
(2)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为________，氧化工序发生反应的离子方程式为__________________。
(3)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为________和________(填化学式，不引入杂质)。
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二氧化氯(ClO2)是一种安全高效的消毒剂，可在极低的浓度下杀灭病毒。ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
自来水用ClO2处理后，有少量ClO2残留在水中，可用碘量法做如下检测(已知ClO2存在于pH为4～6的溶液中，ClO 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。
②已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10－4 mol·L－1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
请探究下列问题：
(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)写出①中主要反应的化学方程式为_______________。
(3)所取水样中ClO2的浓度为______ mg·L－1。
[答案]　(1)H2C2O4＋2ClO ＋2H＋===2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O
(2)2ClO2＋2KI===2KClO2＋I2　(3)1.35
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