第二章 第5讲氧化还原反应配平及计算.docx
- 文档编号:10136598
- 上传时间:2023-02-08
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:85.51KB
第二章 第5讲氧化还原反应配平及计算.docx
《第二章 第5讲氧化还原反应配平及计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章 第5讲氧化还原反应配平及计算.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第二章第5讲氧化还原反应配平及计算
第5讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平
[考纲解读] 1.掌握氧化还原反应方程式的简单配平方法。
2.能利用电子守恒原理进行相关计算。
氧化还原反应方程式的配平的基
本方法——顺向法和逆向法
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:
求元素化合价升高数和降低数的总数,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。
【例1】 配平下列化学反应的方程式。
(1)____HCl(浓)+____MnO2===____Cl2↑+____MnCl2+____H2O
(2)____FeS2+____O2===____Fe2O3+____SO2
(3)____Cu+____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2+____NO↑+____H2O
(4)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
(5)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
【例2】 配平下列离子方程式。
(1)____ClO-+____Fe(OH)3+____===____Cl-+____FeO
+____H2O
(2)____MnO
+____H2O2+____===____Mn2++____O2↑+____H2O
反思感悟 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。
(2)自变从右边配:
自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:
先使得失电子数配平,再观察两边电荷。
若反应物这边缺正电荷,一般加(H+),生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加(OH-),生成物一边加水。
然后进行两边电荷数配平。
氧化还原反应计算题中重要的解
题思想
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等,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,便可迅速获得正确结果。
【例3】 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12L(标准状况下)氧气混合,通入水中恰好全部被吸收,则合金中铜的质量为( )
A.9.6gB.6.4g
C.3.2gD.1.6g
【例4】 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( )
A.2B.3C.4D.5
【例5】 24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·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.+2B.+3C.+4D.+5
反思感悟 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)。
氧化还原反应原理在化学工艺流
程中的应用
【例6】 高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。
以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程:
(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒原理与下列________(填序号)物质相似。
A.75%酒精B.双氧水
C.苯酚D.84消毒液(NaClO溶液)
(2)写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4,该反应中的还原剂是____________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、__________和__________(写化学式)。
(5)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1molMnO2可制得________molKMnO4。
【例7】 传统的自来水处理剂是在自来水中加入规定剂量的液氯,液氯能够溶解于水,并且与水能够发生化学反应。
近年来,科技工作者为了延长液氯的杀菌时间,在液氯中加入适量的液氨。
(1)请你写出液氯与水反应的化学方程式:
_____________________________________,
氧化剂是__________,还原剂是________。
从氧化剂和还原剂来看,该反应的特点是________________________________________________________________________,
从元素化合价的变化来看,该反应的特点是____________________________________。
(2)用液氯作为自来水的杀菌剂,起作用的是HClO,所以液氯加入水中后含氯的物质有氯单质、HClO和________,其中氯单质可以从水中挥发,这正是我们打开自来水管有时能够闻到刺激性气味的原因,HClO也可以分解产生氧气和HCl。
在液氯中加入少量液氨,生成NH2Cl,NH2Cl比HClO稳定。
在HClO浓度大的时候发生的反应是NH3+HClO===H2O+NH2Cl,在HClO浓度小的时候发生的反应是H2O+NH2Cl===NH3↑+HClO,所以这种方法可以缓慢的放出HClO,起杀菌、消毒的作用,减少了氯的流失。
以上两个反应的反应类型是__________(填序号)。
A.氧化还原反应B.非氧化还原反应
C.置换反应D.复分解反应
从定性和定量两个角度探究有关
氧化还原反应的实验
1.关于物质氧化性、还原性强弱的实验
【例8】 某研究性学习小组在网上收集到如下信息:
Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。
他们对蚀刻银的原理进行了如下探究:
【实验】 制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。
(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是________(填序号)。
a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中
c.制备银镜时,用酒精灯的灯焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大
【提出假设】
假设1:
Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:
Fe(NO3)3,溶液显酸性,在此酸性条件下NO
能氧化Ag。
【设计实验方案,验证假设】
(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出了Fe2+,验证了假设1成立。
请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:
__________________________________________________________。
(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:
NO
在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失,假设2成立;
若银镜不消失,假设2不成立
【思考与交流】
(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立,则丙同学由此得出结论:
Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO
都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论,并简述理由:
____________________________________。
2.氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法
中学中氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类:
(1)自身指示剂:
有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色,而滴定产物为无色,则滴定时就无需另加指示剂,自身颜色变化可以起指示剂的作用,此类指示剂称为自身指示剂。
如MnO
本身在溶液中显紫红色,还原后的产物Mn2+为无色,所以用高锰酸钾溶液滴定时,不需要另加指示剂。
(2)显色指示剂:
有些物质本身并没有颜色,但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色,或开始有特殊颜色,滴定后变为无色,因而可指示滴定终点。
如滴定前溶液中无单质碘,滴定后有单质碘生成等,可用淀粉等作为指示剂。
【例9】
(1)配平氧化还原反应方程式:
C2O
+____MnO
+____H+===____CO2↑+____Mn2++____H2O
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL溶液。
量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25mol·L-1NaOH溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。
该溶液被中和的H+的总物质的量为________mol。
②第二份溶液中滴加0.10mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液。
A.KMnO4溶液在滴定过程中作________(填“氧化剂”或“还原剂”),该滴定过程____________(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。
滴至16mL时反应完全,此时溶液颜色由________变为__________。
B.若在接近终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测结果__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
C.若在达到滴定终点时俯视读数,则所得结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为________,KHC2O4的质量分数为__________。
1.(2011·江苏,9)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(如下图)。
下列说法正确的是( )
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
2.(2009·全国理综Ⅱ,6)物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A.1∶4B.1∶5C.2∶3D.2∶5
3.(2008·上海,6)下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HClB.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2D.O2、SO2、H2O
4.(2010·上海,24)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。
如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。
完成下列填空:
(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):
__
+__
+__
―→__
+__
(2)整个过程中的还原剂是________________。
(3)把KI换成KBr,则CCl4层变成________色,继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。
Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是___________________________________。
(4)加碘盐中含碘量为20~50mg·kg-1。
制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若用KI与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2______L(标准状况,保留2位小数)。
5.(2011·浙江理综,26)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。
已知:
氧化性:
IO
>Fe3+>I2;还原性:
S2O
>I-
3I2+6OH-===5I-+IO
+3H2O
KI+I2KI3
(1)某学习小组对加碘盐进行了如下实验:
取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得试液分为3份。
第一份试液中滴加KSCN溶液后显血红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。
①加KSCN溶液显血红色,该红色物质是______(用化学式表示);CCl4中显紫红色的物质是______(用电子式表示)。
②第二份试剂中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。
写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式:
____________________________________。
将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3·H2O。
该物质作为食盐加碘剂是否合适?
____(填“是”或“否”),并说明理由:
_______________________________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失。
下列物质中有可能作为稳定剂的是____。
A.Na2S2O3B.AlCl3
C.Na2CO3D.NaNO2
(4)对含Fe2+较多的食盐(假设不含Fe3+),可选用KI作为加碘剂。
请设计实验方案,检验该加碘盐中的Fe2+:
_ ___________________________________________________。
课时规范训练
教材习题回扣
1.(必修1P39-8,改编)农药波尔多液不能用铁制容器盛放,是因为铁能与该农药中的硫酸铜起反应。
在该反应中,铁( )
①是氧化剂②是还原剂
③被氧化④被还原
A.①②B.②③C.③④D.①④
2.(必修1P43-9)下列反应中,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是( )
A.CuO+H2
Cu+H2O
B.CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
C.Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
D.2Na+Cl2
2NaCl
3.(必修1P43-10)下列物质久置于空气中会发生相应的变化,其中发生了氧化还原反应的是( )
A.浓硫酸的体积增大
B.铝的表面生成致密的薄膜
C.澄清的石灰水变浑浊
D.氢氧化钠的表面发生潮解
4.[必修1P42-1
(2)改编]CO2、Cu、O2和H2O4种物质相互作用可生成一种新物质——碱式碳酸铜[化学式为Cu2(OH)2CO3],请写出该反应的化学方程式:
__________________。
能力提升训练
1.双氧水可作为采矿业废液的处理剂,如用来消除采矿废液中的氰化物,反应方程式如下:
KCN+H2O2+H2O===A+NH3↑。
下列说法正确的是( )
A.生成物A是一种正盐
B.氨气是还原产物
C.该反应中H2O2作氧化剂
D.处理1molKCN转移1mol电子
2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。
下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
3.今有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是( )
A.Cl2B.KMnO4
C.FeCl3D.HCl
4.锑(Sb)在自然界中一般以硫化物的形式存在,我国锑的蕴藏量占世界第一。
从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物,再用碳还原:
2Sb2S3+3O2+6Fe
Sb4O6+6FeS①
Sb4O6+6C
4Sb+6CO↑②
关于反应①、②的说法正确的是( )
A.反应①②中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6
B.反应①中每生成3molFeS时,共转移6mol电子
C.反应②说明高温下Sb的还原性比C强
D.每生成4molSb时,反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为4∶2
5.某学生往一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次):
A.KI溶液B.淀粉溶液
C.NaOH溶液D.稀H2SO4
E.氯水
发现溶液颜色按如下顺序变化:
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。
依据溶液颜色的变化,回答下列问题:
(1)加入以上药品的顺序是(写序号)____________________________________________。
(2)①→②反应的化学方程式为_______________________________________________。
(3)溶液由棕黄色变为蓝色的原因是___________________________________________。
(4)③→④反应的化学方程式为________________________________________________。
6.某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质:
O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。
已知该反应中H2O2只发生如下过程:
H2O2―→O2。
(1)该反应中的还原剂是____________。
(2)该反应中,发生还原反应的过程是____________―→______________。
(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(4)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为__________。
7.小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性,设计了如下装置制取NO2和NO,并验证其性质,装置图如下:
(1)写出甲中反应的离子方程式:
_________________________________________ _,乙中的现象是__________________________________________________________ _,
可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后现象是________________________________,可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是_______________________________________________。
(用反应方程式和简要文字回答)。
(3)小华对小明的实验设计提出了质疑,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是_________________________________________________________________。
你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?
(简要回答出原理和现象即可)____________。
8.
(1)在反应2KMnO4+16HBr===5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O中,还原剂是________。
(2)已知BrFx与H2O按物质的量之比3∶5反应的产物是HF、HBrO3、Br2、O2,BrFx中的x=________,该反应中的氧化剂是________,还原剂是________________。
(3)浓盐酸在反应KClO3+HCl(浓)―→KCl+ClO2+Cl2+
(补充完整)中显示出来的性质是_ _______________。
(4)在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O
和Pb2+,则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为________________。
答案
规律方法·解题指导
【例1】
(1)4 1 1 1 2
(2)4 11 2 8
(3)3 8 3 2 4
(4)5 1 3 3 3 3
(5)2 9 3 3 5
【例2】
(1)3 2 4OH- 3 2 5
(2)2 5 6H+ 2 5 8
【例3】 C
【例4】 D
【例5】 B
【例6】
(1)BD
(2)2MnO2+4KOH+O2
2K2MnO4+2H2O (3)K2MnO4
(4)KOH MnO2 (5)0.67或
【例7】
(1)H2O+Cl2HCl+HClO Cl2 Cl2 氧化剂和还原剂是同一种物质 同种元素的化合价既升高又降低
(2)HCl BD
【例8】
(1)ade
(2)Ag+Fe3+===Ag++Fe2+
(3)
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH;
②配制相同pH的稀硝酸溶液,将此溶液加入有银镜的试管内
(4)不同意。
甲同学检验出了Fe2+,可确Fe3+一定氧化了Ag;乙同学虽然验证了此条件下NO
能氧化Ag,但在硝酸铁溶液氧化Ag时,由于没有检验NO
的还原产物,因此不能确定NO
是否氧化了Ag[(3)、(4)其他合理答案均可]
【例9】
(1)5C2O2-4+2MnO
+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
(2)①0.005 ②A.氧化剂 不需要 无色
浅紫红色 B.无影响 C.偏小 ③21% 64%
真题重组·规范集训
1.B
2.A
4.
(1)I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
(2)KI、I2 (3)红棕 HBrO3>Cl2>HIO3
(4)10.58
5.
(1)①Fe(SCN)3
②IO
+5I-+6H+===3I2+3H2O、2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)O2+4KI+2H2O===2I2+4KOH 否 KI3·H2O在受热(或潮湿)条件下产生I2和KI,KI被氧气氧化,I2易升华 (3)AC
(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中,用盐酸酸化,滴加适量氧化剂(如:
氯水,过氧化氢等),再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe2+
课时规范训练
教材习题回扣
1.B 2.A 3.B
4.2Cu+CO2+H2O+O2===Cu2(OH)2CO3
能力提升训
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二章 第5讲氧化还原反应配平及计算 第二 氧化 还原 反应 计算
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)