第2课时 氧化还原反应方程式的配平
[核心素养发展目标] 掌握氧化还原反应方程式的配平。
一、氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
(1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.配平的一般步骤
以碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例
(1)标变价：写出反应物、生成物的化学式，并在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。
+H2O4(浓)——O2+O2+H2O
(2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。
(3)求总数：使得失电子的总数相等。
(4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2 ↑+2H2O
(5)查守恒：利用守恒三原则，检查是否配平。
1.配平下列化学方程式。
(1) Mg+ CO2 C+ MgO
(2) Na2SO3+ KIO3+ H2SO4=== Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O
2.(2024·福建泉州高一段考)储氢纳米碳管的研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为
C+ K2Cr2O7+ H2SO4=== CO2↑+ K2SO4+ Cr2+ H2O。
(1)配平上述化学方程式。
(2)若反应中电子转移了0.8 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为 L。
二、配平氧化还原反应方程式的常用技巧
题型1 逆向配平法
分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应，一般使用逆向配平的方法，即先从氧化产物和还原产物开始配平。
例1 S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O
分析
硫单质既是氧化剂又是还原剂，K2S是 产物，K2SO3是 产物。
(1)化合价的变化，生成“1个K2S”化合价 价，生成“1个K2SO3”化合价 价，化合价变化的最小公倍数为 ，因而K2S化学计量数为 ，K2SO3的化学计量数为 。
(2)根据S原子守恒确定单质硫的化学计量数为 。
(3)再根据K原子守恒配出KOH的化学计量数为 。
(4)最后定H2O的化学计量数为 。
1. (2024·河北衡水高一段考)以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2，其过程如下：
过程Ⅰ：Fe3O4FeO+O2(未配平)；
过程Ⅱ：FeO+H2OH2+Fe3O4(未配平)。下列说法错误的是 ( )
A.过程Ⅰ的反应中还原产物是FeO
B.过程Ⅰ的反应中每生成12个FeO转移8个电子
C.该方法制H2具有成本低、产物易分离等优点
D.过程Ⅱ的反应中FeO和H2O的化学计量数之比为2∶1
题型2 离子方程式的配平
首先根据得失电子守恒和质量守恒配平氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物，根据电荷守恒配平离子方程式两边电荷数，最后根据原子守恒配平未变价元素的原子。
例2 Mn+ H++ H2O2=== Mn2++ O2↑+ H2O
分析
先根据得失电子守恒确定氧化剂Mn、还原剂H2O2、还原产物Mn2+、氧化产物O2的化学计量数分别是 、 、 、 ； 根据电荷守恒确定H+的化学计量数为 ，根据H原子守恒确定H2O的化学计量数为 ，最后用O原子守恒检验。
2.(2023·湖北孝感一中高一期中)已知在碱性条件下，发生反应：Fe3++ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O(未配平)。
(1)Fe中铁元素化合价为 。
(2)Fe是 (填“氧化”或“还原”)产物。
(3)配平该离子方程式：___________________________________________________。
题型3 缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
(1)先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H+，生成物一般加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH-，生成物一般加水，然后根据两边电荷数进行配平。
(2)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剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
例3 Mn+ I-+ Mn2++ I2+ H2O
3.NaNO2是一种食品添加剂，能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式是Mn+N+ M+N+H2O。下列叙述正确的是 ( )
A.该反应中N被还原
B.反应过程中溶液的pH变小
C.生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4
D. 中的粒子是OH-
三、新情景下氧化还原反应方程式的书写
由新情景信息，据反应体系中的物质书写反应方程式。
解题步骤 解题注意事项
第一步：分析物质的氧化性及还原性 根据化合价把元素化合价高的微粒及元素化合价低的微粒分成两类，并比较氧化性微粒的氧化性强弱及还原性微粒的还原性强弱
第二步：书写反应的主体反应物及生成物 依据“两强生两弱原理”，把氧化性强的微粒与还原性强的微粒作为反应物，把氧化性弱的微粒与还原性弱的微粒作为生成物
第三步：配平反应主体物质的化学计量数 根据得失电子守恒配平主体物质的化学计量数
第四步：配平其他物质的化学计量数 根据质量守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数
1.NO被H2O2氧化为N的离子方程式是____________________________________。
2.在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________________________。
3. 常温下，将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化过程如图所示：
(1)反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)写出该过程的总化学方程式：____________________________________。
答案精析
一、
应用体验
1.(1)2 1 1 2
(2)5 2 1 5 1 1 1
解析 (2)反应中各元素化合价的变化：S元素由Na2SO3中的+4价升高为Na2SO4中的+6价，共升高2价，I元素由KIO3中的+5价降低为I2中的0价，共降低10价，化合价变化值的最小公倍数为10，故Na2SO3的化学计量数为5，I2的化学计量数为1。
2.(1)3C+2K2Cr2O7+8H2SO43CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O (2)4.48
解析 (1)反应中C元素的化合价由0价升高为+4价，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，根据得失电子守恒、质量守恒，配平后的化学反应为3C+2K2Cr2O7+8H2SO43CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。(2)由上述方程式可知，C元素共升高12价，Cr元素共降低12价，即反应每转移12 mol电子生成3 mol CO2，若反应中电子转移了0.8 mol，则生成0.2 mol CO2，在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。
二、
还原 氧化 (1)降低2 升高4 4 2 1 (2)3 (3)6 (4)3
应用体验
1.D ［过程Ⅰ的反应中部分铁元素化合价从+3价降低至+2价生成FeO，还原产物是FeO，A正确；过程Ⅰ的反应中生成12个FeO，其中有8个FeO从+3价而来，转移8个电子，B正确；利用太阳能，成本低，过程Ⅱ中氢气为气体，四氧化三铁是固体，易分离，C正确；根据得失电子守恒配平过程Ⅱ的化学方程式：3FeO+H2OH2↑+Fe3O4，FeO和H2O的化学计量数之比为3∶1，D错误。］
例2 2 5 2 5 6 8
应用体验
2.(1)+6 (2)氧化 (3)2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O
解析 铁元素化合价由+3价变为+6价，升高3价，氯元素化合价由+1价变为-1价，降低2价，由得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平得2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。
例3 2 10 16H+ 2 5 8
应用体验
3.C ［反应中氮元素的化合价从+3升高到+5，失去2个电子，被氧化，作还原剂，A不正确；根据电荷守恒可知，反应前消耗氢离子，B、D不正确。］
三、
应用体验
1.2NO+3H2O22H++2N+2H2O
2.2ClO2+10I-+8H+2Cl-+5I2+4H2O
3.(1)2∶1 (2)2H2+2NON2+2H2O
解析 (1)根据图示，反应 Ⅰ 为Ce4++H2Ce3++H+，反应中Ce元素的化合价由+4价降至+3价，C为氧化剂，H元素的化合价由0价升至+1价，H2为还原剂，根据得失电子守恒，n(Ce4+)=2n(H2)，n(Ce4+)∶n(H2)=2∶1，即反应 Ⅰ 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(2)根据图示，反应 Ⅰ 为2Ce4++H22Ce3++2H+，反应Ⅱ为4Ce3++2NO+4H+4Ce4++N2+2H2O，将反应 Ⅰ×2+反应Ⅱ消去Ce4+、C，总反应为2H2+2NO2H2O+N2。(共69张PPT)
专题4 第二单元
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氧化还原反应方程式的配平
第2课时
掌握氧化还原反应方程式的配平。
核心素养
发展目标
内容索引
一、氧化还原反应方程式的配平
二、配平氧化还原反应方程式的常用技巧
课时对点练
三、新情景下氧化还原反应方程式的书写
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一
氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
一
氧化还原反应方程式的配平
2.配平的一般步骤
以碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例
(1)标变价:写出反应物、生成物的化学式,并在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。
+H2O4(浓)——O2+O2+H2O
(2)列得失:根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。
(3)求总数:使得失电子的总数相等。
(4)配系数:根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数,并添加气体符号,注明反应条件,将单线改为双线。
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2 ↑+2H2O
(5)查守恒:利用守恒三原则,检查是否配平。
1.配平下列化学方程式。
(1) Mg+ CO2 C+ MgO
(2)____Na2SO3+ KIO3+ H2SO4=== Na2SO4+____K2SO4+
____I2+ H2O
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1
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反应中各元素化合价的变化:S元素由Na2SO3中的+4价升高为Na2SO4中的+6价,共升高2价,I元素由KIO3中的+5价降低为I2中的0价,共降低10价,化合价变化值的最小公倍数为10,故Na2SO3的化学计量数为5,I2的化学计量数为1。
2.(2024·福建泉州高一段考)储氢纳米碳管的研究成功体现了科技的进步,但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为
C+ K2Cr2O7+ H2SO4=== CO2↑+ K2SO4+
____Cr2+ H2O。
(1)配平上述化学方程式。
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2
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反应中C元素的化合价由0价升高为+4价,Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,根据得失电子守恒、质量守恒,配平后的化学反应为3C+
2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。
(2)若反应中电子转移了0.8 mol,则产生的气体在标准状况下的体积为_____ L。
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4.48
由上述方程式可知,C元素共升高12价,Cr元素共降低12价,即反应每转移12 mol电子生成3 mol CO2,若反应中电子转移了0.8 mol,则生成0.2 mol CO2,在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。
配平氧化还原反应方程式的常用技巧
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二
二
配平氧化还原反应方程式的常用技巧
题型1 逆向配平法
分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应,一般使用逆向配平的方法,即先从氧化产物和还原产物开始配平。
例1 S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O
分析
硫单质既是氧化剂又是还原剂,K2S是_____产物,K2SO3是_____产物。
(1)化合价的变化,生成“1个K2S”化合价______价,生成“1个K2SO3”化合价______价,化合价变化的最小公倍数为___,因而K2S化学计量数为___,
K2SO3的化学计量数为___。
(2)根据S原子守恒确定单质硫的化学计量数为____。
(3)再根据K原子守恒配出KOH的化学计量数为____。
(4)最后定H2O的化学计量数为____。
还原
氧化
降低2
升高4
4
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3
1.(2024·河北衡水高一段考)以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2,其过程如下:
过程Ⅰ:Fe3O4 FeO+O2(未配平);
过程Ⅱ:FeO+H2O H2+Fe3O4(未配平)。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ的反应中还原产物是FeO
B.过程Ⅰ的反应中每生成12个FeO转移8个电子
C.该方法制H2具有成本低、产物易分离等优点
D.过程Ⅱ的反应中FeO和H2O的化学计量数之比为2∶1
√
过程Ⅰ的反应中部分铁元素化合价从+3价降低至+2价生成FeO,还原产物是FeO,A正确;
过程Ⅰ的反应中生成12个FeO,其中有8个FeO从+3价而来,转移8个电子,B正确;
利用太阳能,成本低,过程Ⅱ中氢气为气体,四氧化三铁是固体,易分离,C正确;
根据得失电子守恒配平过程Ⅱ的化学方程式:3FeO
+H2O===H2↑+Fe3O4,FeO和H2O的化学计量数之比为3∶1,D错误。
题型2 离子方程式的配平
首先根据得失电子守恒和质量守恒配平氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物,根据电荷守恒配平离子方程式两边电荷数,最后根据原子守恒配平未变价元素的原子。
例2 Mn+ H++ H2O2=== Mn2++ O2↑+ H2O
分析 先根据得失电子守恒确定氧化剂Mn、还原剂H2O2、还原产物Mn2+、氧化产物O2的化学计量数分别是___、___、___、___;根据电荷守恒确定H+的化学计量数为___,根据H原子守恒确定H2O的化学计量数为__,最后用O原子守恒检验。
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2.(2023·湖北孝感一中高一期中)已知在碱性条件下,发生反应:Fe3++ClO-+OH- Fe+Cl-+H2O(未配平)。
(1)Fe中铁元素化合价为 。
(2)Fe是______(填“氧化”或“还原”)产物。
(3)配平该离子方程式: 。
+6
氧化
2Fe3++3ClO-+10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O
铁元素化合价由+3价变为+6价,升高3价,氯元素化合价由+1价变为-1价,降低2价,由得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平得2Fe3++3ClO-+
10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O。
题型3 缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
(1)先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一般加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一般加水,然后根据两边电荷数进行配平。
(2)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剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
例3 Mn+ I-+ === Mn2++ I2+ H2O
2
10
16H+
2
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3.NaNO2是一种食品添加剂,能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式是Mn+N+ M+N+H2O。下列叙述正确的是
A.该反应中N被还原
B.反应过程中溶液的pH变小
C.生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4
D. 中的粒子是OH-
√
反应中氮元素的化合价从+3升高到+5,失去2个电子,被氧化,作还原剂,A不正确;
根据电荷守恒可知,反应前消耗氢离子,B、D不正确。
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新情景下氧化还原反应方程式的书写
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三
三
新情景下氧化还原反应方程式的书写
由新情景信息,据反应体系中的物质书写反应方程式。
解题步骤 解题注意事项
第一步:分析物质的氧化性及还原性 根据化合价把元素化合价高的微粒及元素化合价低的微粒分成两类,并比较氧化性微粒的氧化性强弱及还原性微粒的还原性强弱
第二步:书写反应的主体反应物及生成物 依据“两强生两弱原理”,把氧化性强的微粒与还原性强的微粒作为反应物,把氧化性弱的微粒与还原性弱的微粒作为生成物
解题步骤 解题注意事项
第三步:配平反应主体物质的化学计量数 根据得失电子守恒配平主体物质的化学计量数
第四步:配平其他物质的化学计量数 根据质量守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数
(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有 ,有关的离子方程式为________________________________
___________。
Mg2+
加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。
H++OH-===H2O、Mg2++2OH-===
Mg(OH)2↓
1.NO被H2O2氧化为N的离子方程式是__________________________
______。
2.在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_________
_________________________。
2NO+3H2O2===2H++2N+
2H2O
2ClO2+
10I-+8H+===2Cl-+5I2+4H2O
3.常温下,将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质转化过程如图所示:
(1)反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
2∶1
根据图示,反应Ⅰ为Ce4++H2 Ce3++H+,反应中Ce元素的化合价由+4价降至+3价,C为氧化剂,H元素的化合价由0价升至+1价,H2为还原剂,根据得失电子守恒,n(Ce4+)=2n(H2),n(Ce4+)∶
n(H2)=2∶1,即反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。
(2)写出该过程的总化学方程式:___________
_________________。
2H2+2NO
根据图示,反应Ⅰ为2Ce4++H2===2Ce3++2H+,反应Ⅱ为4Ce3++2NO+4H+
===4Ce4++N2+2H2O,将反应Ⅰ×2+反应Ⅱ消去Ce4+、C,总反应为2H2+2NO 2H2O+N2。
N2+2H2O
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课时对点练
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对点训练
题组一 氧化还原反应方程式的配平
1.已知aM2++bO2+4H+===cM3++dH2O,则化学计量数c的值为
A.1 B.2
C.3 D.4
√
根据质量守恒可得a=c;根据电荷守恒可得2a+4=3c,解得c=4。
对点训练
2.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):
Mn+ Fe2++ H+===
Mn2++ Fe3++ H2O
下列说法正确的是
A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Mn2+的还原性强于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4
D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol电子
√
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对点训练
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A项,在该反应中,Mn中Mn元素的化合价由+7降低为+2,被还原,作氧化剂,Fe2+反应后变为Fe3+,化合价升高,失去电子,被氧化,作还原剂,Fe3+是氧化产物,错误;
B项,根据在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知Fe2+的还原性强于Mn2+,错误;
对点训练
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C项,在氧化还原反应中电子得失数目相等,同时还需符合电荷守恒及质量守恒,则相应的离子方程式是Mn+5Fe2++8H+=== Mn2++5Fe3++4H2O,正确;
D项,根据C选项的离子方程式可知,每生成4 mol的水,转移电子的物质的量是5 mol,则生成1 mol水时,转移1.25 mol电子,错误。
对点训练
3.已知在碱性溶液中可发生反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2===2M+6Cl-+
8H2O,则M中M的化合价是
A.+4 B.+5
C.+6 D.+7
√
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4.某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与Cl的个数比为1∶3,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为
A.21∶5 B.11∶3
C.3∶1 D.4∶1
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对点训练
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假设反应后溶液中的ClO-为1个,根据ClO-与Cl的个数之比为1∶3,氯原子由0价到+1价失去1个电子,氯原子由0价到+5价失去5个电子可知,一共失去的电子为1+3×5=16个;氯原子由0价到-1价得到1个电子,则16个Cl原子被还原得到16个电子,所以被还原的氯原子与被氧化的氯原子的个数比为16∶(1+3)=4∶1。
对点训练
题组二 新情景下氧化还原反应方程式的配平
5.把图乙中的物质补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
下列关于该氧化还原反应型离子方程式的说法不正确的是
A.I作氧化剂
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2 mol Mn2+参加反应时则转移10 mol电子
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
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根据氧化还原反应规律知该反应的离子方程式为2Mn2++5I+3H2O===2Mn
+5I+6H+。若有1 mol Mn2+参加反应
时则转移1 mol×(7-2)=5 mol电子,故有2 mol Mn2+参加反应时转移10 mol 电子,故C正确;
配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,故D错误。
对点训练
6.(2024·石家庄高一期末)某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4,皮肤上的黑斑要很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,反应的离子方程式为Mn+H2C2O4+H+ CO2↑+Mn2++ (未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是
A.该反应的氧化产物是Mn2+
B.1 mol Mn在反应中得到5 mol电子
C.该反应方程式中横线上的产物是OH-
D.配平该反应后,H+的化学计量数是8
√
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14
对点训练
反应中锰元素化合价由+7价变为+2价,发生还原反应得到还原产物Mn2+,高锰酸根离子为氧化剂;碳元素化合价由+3价变为+4价,发生氧化反应得到氧化产物CO2;根据质量守恒、得失电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式:2Mn+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O;A、C、D错误;
1 mol Mn在反应中得到5 mol电子,B正确。
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对点训练
7.当小溪流经硫矿时,硫矿与水中的氧反应,生成Fe2+及H+使小溪呈酸性。当溪水和其他水混合时,溶于水的铁以针铁矿[FeO(OH)]的形式沉淀出来,反应的离子方程式为Fe2++O2+H2O FeO(OH)↓+H+,该离子方程式中H2O的化学计量数为
A.5 B.6
C.7 D.8
√
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对点训练
铁元素的化合价由+2价升高到+3价,氧元素的化合价由0价降低到-2价,依据得失电子守恒有4Fe2++O2+H2O 4FeO(OH)↓+H+,再结合电荷守恒和质量守恒可知,配平后的离子方程式为4Fe2++O2 +6H2O===4FeO(OH)↓+8H+,H2O的化学计量数为6。
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对点训练
8.某离子反应涉及H2O、ClO-、N、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应中Cl-为氧化产物
B.消耗1个还原剂微粒,转移6个电子
C.N被ClO-氧化成N2
D.反应后溶液的酸性减弱
√
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对点训练
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14
由题图可知,N2是生成物、ClO-为反应物,由质量守恒可知,N是反应物、Cl-是生成物,则反应的离子方程式为3ClO-+2N+2OH-===N2↑+5H2O+3Cl-,故A错误;
反应中,N为还原剂,N元素化合价由-3升高到0,则消
耗1个N,转移3个电子,故B错误;
由离子方程式知,反应消耗OH-,则反应后溶液的碱性减弱,酸性增强,故D错误。
9.(2023·四川遂宁射洪中学高一期中)锡是大名鼎鼎的“五金”(金、银、铜、铁、锡)之一,早在远古时代,人们便发现并使用锡了。工业上冶炼锡的某一步反应原理为2SnO2+3C===2Sn+aM↑+CO2↑,则下列说法错误的是
A.每生成1 mol CO2,转移8 mol电子
B.该反应中有2种氧化产物
C.a为3
D.反应中SnO2被还原
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√
综合强化
根据质量守恒可得反应为2SnO2+3C===2Sn+2CO↑+CO2↑。反应中只有SnO2是氧化剂,被还原,CO、CO2都是氧化产物,每生成1 mol CO2,转移8 mol电子,A、B、D正确。
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综合强化
10.把b组碎纸片补充到a组中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.反应物微粒是S、S、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.2 mol S参加反应时,转移的电子数为3NA
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
√
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根据题图提示,应是S和OH-作反应物,离子方程式为3S+6OH- 2S2-+S+
3H2O,A、B项错误;
综合强化
反应中S既是氧化剂又是还原剂,消耗3 mol S时,转移电子的物质的量为4 mol,因此消耗2 mol S,转移电子的物质的量为 mol,转移的电子数为NA,C项错误;
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S2-为还原产物,S为氧化产物,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,D项正确。
综合强化
11.(2024·广东惠州高一期末)工业制备锰(Mn)单质的过程中会产生高浓度SO2。酸性条件下,用MnO2进行脱硫处理的原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.反应1中,MnO2作氧化剂
B.反应2的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O
===2Fe2++4H++S
C.脱硫的最终产物为MnSO4
D.上述过程中需补充Fe3+
综合强化
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综合强化
反应1为MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3+
+2H2O,反应2为2Fe3++SO2+2H2O===
2Fe2++4H++S,总反应为MnO2+SO2
MnSO4。上述过程中Fe2+、Fe3+可以循环使用,不需要补充Fe3+。
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12.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下：KIO3+KI+ HCl I2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1、5、6、3、6、3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
综合强化
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综合强化
反应中,KIO3中I的化合价从+5降低到0,KI中I的化合价从-1升高到0,配平方程式为KIO3+5KI+ 6HCl===3I2+6KCl+3H2O;KI为还原剂,KIO3为氧化剂被还原,反应中每生成3个I2分子,转移5个电子。
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综合强化
13.(2024·石家庄高一段考)据所学知识填空:
(1)在横线上补充所需的离子或分子,并配平方程式。
Mn2++ Cl+ H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+
(2)已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,该反应中还原剂是 ;若收集到1 mol的CO2时,消耗氧化剂 mol,有 mol电子发生转移。
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由方程式可知,反应中锰元素的化合价降低,高锰酸钾是氧化剂,碳元素的化合价升高,H2C2O4是还原剂,反应生成10 mol CO2,转移10 mol电子,则反应中生成1 mol CO2时,反应消耗0.2 mol KMnO4,转移电子的物质的量为1 mol。
综合强化
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、Fe、Cl-、H2O,写出碱性条件下制高铁酸钾反应的离子方程式: 。
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2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2Fe+3Cl-+5H2O
由题意可知,碱性条件下次氯酸根离子与氢氧化铁反应生成高铁酸根离子、氯离子和水。
综合强化
14.(2024·江苏盐城高一月考)根据信息书写指定反应的方程式。
(1)请从下列试剂中选择合适的试剂完成指定转化(试剂可以重复选择)。
试剂:稀硫酸、氨水、HI(强酸)溶液、Fe2(SO4)3溶液、NaCl溶液、NaOH溶液
①H2S→S的离子方程式: 。
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H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+
H2S转化为单质硫,硫元素化合价升高被氧化,需要氧化剂,所给试剂中,只有Fe3+有氧化性,故反应的离子方程式为H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+。
综合强化
②NaClO→Cl-的离子方程式: 。
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ClO-+2I-+2H+===H2O+Cl-+I2
次氯酸钠中氯元素化合价降低被还原,需要还原剂,所给物质中HI有还原性,故反应的离子方程式为ClO-+2I-+2H+===H2O+Cl-+I2。
综合强化
③As2O3(两性氧化物)→Na3AsO3的化学方程式:______________________
_______________。
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As2O3+6NaOH===
2Na3AsO3+3H2O
As2O3是两性氧化物,要转化为Na3AsO3,说明与强碱NaOH反应,反应的化学方程式为As2O3+6NaOH===2Na3AsO3+3H2O。
①过程甲发生反应的离子方程式为___________
。
②过程乙发生反应的离子方程式为 。
综合强化
(2)天然气是一种应用广泛的燃料,含有少量H2S气体。在酸性溶液中,通过甲、乙两个过程实现天然气的脱硫,原理如图所示。
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2Fe3++H2S
===2Fe2++2H++S↓
4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O
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过程乙为FeSO4在酸性条件下被氧气氧化生成Fe2(SO4)3和水,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。
综合强化
③关于右述过程,下列说法正确的是 (填字母)。
A.通过Fe2和FeSO4的相互转化,天
然气中的H2S间接被O2氧化
B.天然气脱硫一段时间后,溶液酸性增强
C.一段时间后,需要补充Fe2(SO4)3溶液
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A
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脱硫过程的总反应为氧气和硫化氢反应生成水和硫单质:O2+2H2S 2H2O+2S↓,故脱硫过程O2间接氧化H2S,反应后生成水,导致酸性变弱,反应不消耗Fe2(SO4)3,不需要补充,A正确,B、C错误。
返回作业33 氧化还原反应方程式的配平
[分值:100分]
(选择题1~12题,每小题6分,共72分)
题组一 氧化还原反应方程式的配平
1.已知aM2++bO2+4H+===cM3++dH2O,则化学计量数c的值为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):
Mn+ Fe2++ H+===
Mn2++ Fe3++ H2O
下列说法正确的是 ( )
A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Mn2+的还原性强于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4
D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol电子
3.已知在碱性溶液中可发生反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2===2M+6Cl-+8H2O,则M中M的化合价是 ( )
A.+4 B.+5
C.+6 D.+7
4.某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与Cl的个数比为1∶3,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为 ( )
A.21∶5 B.11∶3
C.3∶1 D.4∶1
题组二 新情景下氧化还原反应方程式的配平
5.把图乙中的物质补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
下列关于该氧化还原反应型离子方程式的说法不正确的是 ( )
A.I作氧化剂
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2 mol Mn2+参加反应时则转移10 mol电子
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
6.(2024·石家庄高一期末)某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4,皮肤上的黑斑要很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,反应的离子方程式为Mn+H2C2O4+H+CO2↑+Mn2++ (未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是 ( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+
B.1 mol Mn在反应中得到5 mol电子
C.该反应方程式中横线上的产物是OH-
D.配平该反应后,H+的化学计量数是8
7.当小溪流经硫矿时,硫矿与水中的氧反应,生成Fe2+及H+使小溪呈酸性。当溪水和其他水混合时,溶于水的铁以针铁矿[FeO(OH)]的形式沉淀出来,反应的离子方程式为Fe2++O2+H2OFeO(OH)↓+H+,该离子方程式中H2O的化学计量数为 ( )
A.5 B.6
C.7 D.8
8.某离子反应涉及H2O、ClO-、N、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该反应中Cl-为氧化产物
B.消耗1个还原剂微粒,转移6个电子
C.N被ClO-氧化成N2
D.反应后溶液的酸性减弱
9.(2023·四川遂宁射洪中学高一期中)锡是大名鼎鼎的“五金”(金、银、铜、铁、锡)之一,早在远古时代,人们便发现并使用锡了。工业上冶炼锡的某一步反应原理为2SnO2+3C===2Sn+aM↑+CO2↑,则下列说法错误的是 ( )
A.每生成1 mol CO2,转移8 mol电子
B.该反应中有2种氧化产物
C.a为3
D.反应中SnO2被还原
10.把b组碎纸片补充到a组中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是 ( )
A.反应物微粒是S、S、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.2 mol S参加反应时,转移的电子数为3NA
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
11.(2024·广东惠州高一期末)工业制备锰(Mn)单质的过程中会产生高浓度SO2。酸性条件下,用MnO2进行脱硫处理的原理如图所示。
下列说法不正确的是 ( )
A.反应1中,MnO2作氧化剂
B.反应2的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++S
C.脱硫的最终产物为MnSO4
D.上述过程中需补充Fe3+
12.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下：KIO3+KI+ HClI2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是 ( )
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1、5、6、3、6、3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
13.(10分)(2024·石家庄高一段考)据所学知识填空:
(1)(2分)在横线上补充所需的离子或分子,并配平方程式。
Mn2++ Cl+ H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+
(2)已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,该反应中还原剂是 ;若收集到1 mol的CO2时,消耗氧化剂 mol,有 mol电子发生转移。
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、Fe、Cl-、H2O,写出碱性条件下制高铁酸钾反应的离子方程式: 。
14.(18分,每空3分)(2024·江苏盐城高一月考)根据信息书写指定反应的方程式。
(1)请从下列试剂中选择合适的试剂完成指定转化(试剂可以重复选择)。
试剂:稀硫酸、氨水、HI(强酸)溶液、Fe2(SO4)3溶液、NaCl溶液、NaOH溶液
①H2S→S的离子方程式: 。
②NaClO→Cl-的离子方程式: 。
③As2O3(两性氧化物)→Na3AsO3的化学方程式: 。
(2)天然气是一种应用广泛的燃料,含有少量H2S气体。在酸性溶液中,通过甲、乙两个过程实现天然气的脱硫,原理如图所示。
①过程甲发生反应的离子方程式为 。
②过程乙发生反应的离子方程式为 。
③关于上述过程,下列说法正确的是 (填字母)。
A.通过Fe2和FeSO4的相互转化,天然气中的H2S间接被O2氧化
B.天然气脱硫一段时间后,溶液酸性增强
C.一段时间后,需要补充Fe2(SO4)3溶液
答案精析
1.D
2.C ［A项，在该反应中，Mn中Mn元素的化合价由+7降低为+2，被还原，作氧化剂，Fe2+反应后变为Fe3+，化合价升高，失去电子，被氧化，作还原剂，Fe3+是氧化产物，错误；B项，根据在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性，可知Fe2+的还原性强于Mn2+，错误；C项，在氧化还原反应中电子得失数目相等，同时还需符合电荷守恒及质量守恒，则相应的离子方程式是Mn+5Fe2++8H+ Mn2++5Fe3++4H2O，正确；D项，根据C选项的离子方程式可知，每生成4 mol的水，转移电子的物质的量是5 mol，则生成1 mol水时，转移1.25 mol电子，错误。］
3.C
4.D ［假设反应后溶液中的ClO-为1个，根据ClO-与Cl的个数之比为1∶3，氯原子由0价到+1价失去1个电子，氯原子由0价到+5价失去5个电子可知，一共失去的电子为1+3×5=16个；氯原子由0价到-1价得到1个电子，则16个Cl原子被还原得到16个电子，所以被还原的氯原子与被氧化的氯原子的个数比为16∶(1+3)=4∶1。］
5.D ［根据氧化还原反应规律知该反应的离子方程式为2Mn2++5I+3H2O2Mn+5I+6H+。若有1 mol Mn2+参加反应时则转移1 mol×(7-2)=5 mol电子，故有2 mol Mn2+参加反应时转移10 mol电子，故C正确；配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6，故D错误。］
6.B ［反应中锰元素化合价由+7价变为+2价，发生还原反应得到还原产物Mn2+，高锰酸根离子为氧化剂；碳元素化合价由+3价变为+4价，发生氧化反应得到氧化产物CO2；根据质量守恒、得失电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式：2Mn+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O；A、C、D错误； 1 mol Mn在反应中得到5 mol电子，B正确。］
7.B ［铁元素的化合价由+2价升高到+3价，氧元素的化合价由0价降低到-2价，依据得失电子守恒有4Fe2++O2+H2O4FeO(OH)↓+H+，再结合电荷守恒和质量守恒可知，配平后的离子方程式为4Fe2++O2+6H2O4FeO(OH)↓+8H+，H2O的化学计量数为6。］
8.C ［由题图可知，N2是生成物、ClO-为反应物，由质量守恒可知，N是反应物、Cl-是生成物，则反应的离子方程式为3ClO-+2N+2OH-N2↑+5H2O+3Cl-，故A错误；反应中，N为还原剂，N元素化合价由-3升高到0，则消耗1个N，转移3个电子，故B错误；由离子方程式知，反应消耗OH-，则反应后溶液的碱性减弱，酸性增强，故D错误。］
9.C ［根据质量守恒可得反应为2SnO2+3C2Sn+2CO↑+CO2↑。反应中只有SnO2是氧化剂，被还原，CO、CO2都是氧化产物，每生成1 mol CO2，转移8 mol电子，A、B、D正确。］
10.D ［根据题图提示，应是S和OH-作反应物，离子方程式为3S+6OH-2S2-+S+3H2O，A、B项错误；反应中S既是氧化剂又是还原剂，消耗3 mol S时，转移电子的物质的量为4 mol，因此消耗2 mol S，转移电子的物质的量为 mol，转移的电子数为NA，C项错误；S2-为还原产物，S为氧化产物，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，D项正确。］
11.D ［反应1为MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O，反应2为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++S，总反应为MnO2+SO2MnSO4。上述过程中Fe2+、Fe3+可以循环使用，不需要补充Fe3+。］
12.C ［反应中，KIO3中I的化合价从+5降低到0，KI中I的化合价从-1升高到0，配平方程式为KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O；KI为还原剂，KIO3为氧化剂被还原，反应中每生成3个I2分子，转移5个电子。］
13.(1)5 2 4 5 1 8H+
(2)H2C2O4 0.2 1 (3)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O
解析 (2)由方程式可知，反应中锰元素的化合价降低，高锰酸钾是氧化剂，碳元素的化合价升高，H2C2O4是还原剂，反应生成10 mol CO2时，转移10 mol电子，则反应中生成1 mol CO2时，反应消耗0.2 mol KMnO4，转移电子的物质的量为1 mol。(3)由题意可知，碱性条件下次氯酸根离子与氢氧化铁反应生成高铁酸根离子、氯离子和水。
14.(1)①H2S+2Fe3+2Fe2++S↓+2H+ ②ClO-+2I-+2H+H2O+Cl-+I2 ③As2O3+6NaOH2Na3AsO3+3H2O
(2)①2Fe3++H2+2H++S↓
②4Fe2++O2+4H++2H2O ③A
解析 (1)①H2S转化为单质硫，硫元素化合价升高被氧化，需要氧化剂，所给试剂中，只有Fe3+有氧化性，故反应的离子方程式为H2S+2Fe3+2Fe2++S↓+2H+。②次氯酸钠中氯元素化合价降低被还原，需要还原剂，所给物质中HI有还原性，故反应的离子方程式为ClO-+2I-+2H+H2O+Cl-+I2。③As2O3是两性氧化物，要转化为Na3AsO3，说明与强碱NaOH反应，反应的化学方程式为As2O3+6NaOH2Na3AsO3+3H2O。(2)②过程乙为FeSO4在酸性条件下被氧气氧化生成Fe2(SO4)3和水，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H++2H2O。③脱硫过程的总反应为氧气和硫化氢反应生成水和硫单质：O2+2H2S2H2O+2S↓，故脱硫过程O2间接氧化H2S，反应后生成水，导致酸性变弱，反应不消耗Fe2(SO4)3，不需要补充，A正确，B、C错误。
