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第三节 氧化还原反应
第一章 物质及其变化
第3课时:氧化还原反应的配平及简单计算
目 录
CONTENTS
01
氧化还原反应的配平
02
氧化还原反应的计算
学习目标
1.能根据氧化还原反应的特征,建构氧化还原反应配平的认识模型。
2.能从元素价态变化的视角进行氧化还原反应的相关计算。
守恒律:
对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,即失电子总数与得电子总数相等。例如:
应用:氧化还原反应化学方程式的配平和计算。
10 ×
2 ×
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
温故知新:氧化还原反应中的“守恒律”
新课导入
1
氧化还原反应的配平
配平三大原则
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
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
反应前后原子的种类和个数不变
离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等,溶液呈电中性
1.配平原则
一、氧化还原反应的配平
01 氧化还原反应的配平
(1)标变价——标出变化的元素化合价
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
(2)列得失——标出化合价的变化值(双线桥法)
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
2.配平方法——化合价升降法
01 氧化还原反应的配平
(3)求总数——求出得失电子的最小公倍数
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
×3
×2
2.配平方法——化合价升降法
01 氧化还原反应的配平
(4)配系数——确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的系数,
再根据原子守恒配平其他物质
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
×3
×2
3 2 3 2 4
(5)查守恒——检查电子、电荷、原子守恒
+5
没有变价的氮原子2×3
+6
8
2.配平方法——化合价升降法
01 氧化还原反应的配平
检查电子、电荷、原子是否守恒
配
平
五
大
步
骤
标变价
列得失
配系数
通过求最小公倍数使得失电子总数相等
确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数
查守恒
求总数
标明反应前后变价元素的化合价
列出化合价的变化值
3.配平步骤
01 氧化还原反应的配平
(1)逆向配平法
对于分解反应、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。
____S+____KOH ____K2S+____K2SO3+____H2O
2
1
3
6
3
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
解析:硫单质既是氧化剂又是还原剂,K2S是还原产物,K2SO3是氧化产物。
(1)生成“1个K2S”化合价降低2价,生成“1个K2SO3”化合价升高4价;化合价变化的最小公倍数为4,因而K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1。
(2)根据S原子守恒确定单质硫的化学计量数为3。
(3)再根据K原子守恒配出KOH的化学计量数为6。
(4)最后确定H2O的化学计量数为3。
____S+____KOH ____K2S+____K2SO3+____H2O
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
(2)正向配平法
对于物质间(氧化剂和还原剂是不同物质)的氧化还原反应,一般使用正向配平的方法,即先从氧化剂和还原剂开始配平。
___KI+___KIO3+_____H2SO4===_____I2+_____K2SO4+_____H2O
5
1
3
3
3
3
首先根据得失电子守恒和原子守恒配平氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物,再根据电荷守恒,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。
(3)离子方程式的配平
6
5
8
2
5
2
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
解析:
(1)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2、5、2、5。
(2)根据电荷守恒确定H+的化学计量数为6。
(3)根据H原子守恒确定H2O的化学计量数为8。
(4)最后用O原子守恒检验。
(4)缺项配平类:一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水(H2O)
10
8
2
16H+
2
5
条件 补项原则
酸性条件 缺H则补H+,少O补H2O
碱性条件 缺H则补H2O,少O补OH-
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
(4)缺项配平类:一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水(H2O)
条件 补项原则
酸性条件 缺H则补H+,少O补H2O
碱性条件 缺H则补H2O,少O补OH-
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
___ClO-+___Fe(OH)3+_______===___Cl-+ __FeO42- +___H2O
3
2
4OH-
3
2
5
(4)缺项配平类:一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水(H2O)
条件 补项原则
酸性条件 缺H则补H+,少O补H2O
碱性条件 缺H则补H2O,少O补OH-
01 氧化还原反应的配平
4.配平技巧
NaBiO3+ Mn2++ = Na++ Bi3++ MnO4- + 。
5
2
14H+
5
5
2
7H2O
解析:
(1)由溶液显紫色可推知有Mn生成,确定含变价元素物质的化学计量数。化合价分析如下。
Bi(+5→+3)↓2×5(化学计量数5配在NaBiO3和Bi3+前)
Mn(+2→+7)↑5×2(化学计量数2配在Mn2+和Mn前)
(2)利用原子守恒确定缺项物质及其他物质的化学计量数。
(3)据补项原则,在酸性条件下,方程式左边多O,故应补H+,而方程式右边少O,故应补H2O,再根据原子守恒配平H+和H2O之前的化学计量数。
NaBiO3+ Mn2++ = Na++ Bi3++ MnO4- + 。
2
氧化还原反应的计算
计算依据:
(1)电子守恒 、 电荷守恒 、 原子守恒 。
(2)化学方程式中计量系数之比等于物质个数之比。
02 氧化还原反应的计算
二、氧化还原反应的计算
【典例1】某反应可用离子方程式表示为:mM+nH++O2=xM2++yH2O,则n值为( )
A.9 B.6 C.4 D.2
C
【详解】M的化合价由0价升高到+2价,O的化合价由0价降低到-2价,依据得失电子守恒和原子守恒可得m=x=4,y=2,即2M+nH++O2=2M2++2H2O,结合电荷守恒和原子守恒可知,n=4,答案选C。
02 氧化还原反应的计算
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
D
【详解】ClO-中Cl的化合价由+1价降低到-1价,共降6,R的化合价应共升6,即R的化合价由+3价升高到+6价,或依据电荷守恒可知,n=2,即RO42-中R的化合价为+6价,故答案选C。
03 课堂效果达标
1.某温度时,将Cl2通入NaOH溶液中,完全反应得到NaCl、NaClO、
NaClO3混合液,经测定ClO3-与ClO-个数之比为3:1,则参与反应的Cl2
与反应后溶液中Cl-的个数比为( )
A.21:5 B.5:8 C.3:1 D.4:1
B
03 课堂效果达标
2.配平下列氧化还原反应方程式。
(1)____HCl(浓)+____MnO2____Cl2↑+____MnCl2+____H2O
(2)____Cu+____HNO3(稀)===____+____NO↑+____H2O
(3)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O
4
1
1
1
2
3
8
3
2
4
3
6
2
1
3
03 课堂效果达标
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、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
N2
2
3CO