第二章 第5讲 化学大一轮步步高答案.docx

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第二章第5讲化学大一轮步步高答案

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樱满唯

第5讲　氧化还原反应的计算及方程式的配平

[考纲要求]　1.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。

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。

[典例]　根据FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2，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____________________。

答案　

（1）O2　FeS2　Fe2O3、SO2　Fe2O3、SO2

（2）Fe、S　O　（3）11　4

（4）4、11、2、8

失误防范　配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出化合价，找准1“分子”氧化剂化合价降低总数，1“分子”还原剂化合价升高总数，在计算时，往往容易忽略氧化剂、还原剂中的粒子个数。

题组一　正向配平类

1．

（1）____HCl（浓）＋____MnO2

____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O

（2）____Cu＋____HNO3（稀）===____Cu（NO3）2＋____NO↑＋____H2O

（3）____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O

（4）____MnO

＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O

答案　

（1）4　1　1　1　2　

（2）3　8　3　2　4

（3）5　1　3　3　3　3　（4）2　16　10　2　5　8

题组二　逆向配平类

2．

（1）____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O

（2）____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3

答案　

（1）3　6　2　1　3　

（2）2　9　3　3　5

题组三　缺项配平类

3．

（1）____ClO－＋____Fe（OH）3＋____===____Cl－＋____FeO

＋____H2O

（2）____MnO

＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O

（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。

＋

＋

―→

＋

答案　

（1）3　2　4OH－　3　2　5

（2）2　5　6H＋　2　5　8

（3）Al2O3＋3C＋N2===2AlN＋3CO

解析　（3）根据氮元素、碳元素的化合价变化，N2是氧化剂，C是还原剂，AlN为还原产物，CO为氧化产物。

题组四　信息型氧化还原反应方程式的书写

4．按要求书写方程式：

（1）已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。

在一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。

①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，并配平________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②在反应后的溶液中加入NaBiO3（不溶于冷水），溶液又变为紫红色，BiO

反应后变为无色的Bi3＋。

写出该实验中涉及反应的离子方程式________________________________________________________________________。

（2）＋6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O

，可以用绿矾除去。

测得反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。

写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）KMnO4的氧化性随pH的减小而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋；在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2。

三氯乙烯（C2HCl3）是地下水有机污染物的主要成分，研究显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出反应的化学方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O

②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===2MnO

＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O

（2）Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

（3）2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl

解析　

（1）①根据信息，KMnO4在H2SO4作用下，把KCl氧化成Cl2，本身被还原成Mn2＋。

②注意NaBiO3不能拆写成离子形式。

NaBiO3作为氧化剂，把Mn2＋氧化成MnO

，本身被还原成Bi3＋。

（3）根据信息，MnO

的还原产物为MnO2，C2HCl3中C被氧化为CO2，H、Cl的化合价不发生变化。

　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。

4．当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。

考点二　电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用

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。

题组一　两元素之间得失电子守恒问题

1．现有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

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0.05mol·L－1×0.024L×（6－4）＝0.02mol·L－1×0.020L×2×（6－n），解得n＝3。

2．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

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。

得关系式1×

·x＝16×2，x＝5。

　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）。

题组二　多元素之间得失电子守恒问题

3．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴元素为（　　）

A．1molB.

molC.

molD．2mol

答案　C

解析　设被水还原的溴元素（BrF3）的物质的量为x,5molH2O参加反应，失去电子4mol，根据电子守恒得：

3x＝4mol，x＝

mol。

4．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4（未配平）的反应中，7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为________mol。

生成1molCu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。

答案　1.5　2.2

解析　设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x；生成1molCu3P时，被氧化的P的物质的量为y

根据得失电子守恒得：

7．5mol×（2－1）＝x·（5－0）

x＝1.5mol

1mol×3×（2－1）＋1mol×[0－（－3）]＝y·（5－0）

y＝1.2mol

所以参加反应的P的物质的量为1.2mol＋1mol＝2.2mol。

题组三　多步反应得失电子守恒问题

有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。

解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。

5．取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体（都已折算到标准状态），在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。

则x等于（　　）

A．8.64B．9.20

C．9.00D．9.44

答案　B

解析　反应流程为

xg＝17.02g－m（OH－），

而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：

n（OH－）＝

×1＋

×2×1＝0.46mol

所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。

6．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1.68LO2（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5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（　　）

A．60mLB．45mL

C．30mLD．15mL

答案　A

解析　由题意可知，HNO3

，则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。

即n（Cu）＝2n（O2）＝2×

＝0.15mol。

根据质量守恒及NaOH和Cu（NO3）2的反应可得

关系式：

n（NaOH）＝2n[Cu（NO3）2]＝2n（Cu）＝0.3mol，则V（NaOH）＝

＝0.06L＝60mL。

探究高考　明确考向

全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研

1．[2014·新课标全国卷Ⅱ，27

（2）]PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为________________________________________。

答案　PbO2＋4HCl（浓）

PbCl2＋Cl2↑＋2H2O

2．[2014·新课标全国卷Ⅰ，27

（2）①②（3）]

（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。

①H3PO2中，P元素的化合价为________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________（填化学式）。

（3）H3PO2的工业制法是：

将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。

写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（2）①＋1　②H3PO4

（3）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑

解析　

（2）①H3PO2中P元素化合价为＋1价。

②根据H3PO2与Ag＋反应中两者物质的量之比为1∶4，4molAg＋在反应中得到4mole－，1molH3PO2则失去4mole－，所以P元素将显＋5价，产物为H3PO4，即氧化产物为H3PO4。

（3）依据氧化还原反应方程式配平原则，得6H2O＋2P4＋3Ba（OH）2===2PH3↑＋3Ba（H2PO2）2。

3．（2013·新课标全国卷Ⅱ，27）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。

纯化工业级氧化锌[含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质]的流程如下：

工业ZnO

浸出液

滤液

滤液

滤饼

ZnO

提示：

在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。

回答下列问题：

（1）反应②中除掉的杂质离子是__________，发生反应的离子方程式为__________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________。

（2）反应③的反应类型为____________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有______________。

（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________。

（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2，取干燥后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g，则x等于__________。

答案　

（1）Fe2＋和Mn2＋　MnO

＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe（OH）3↓＋MnO2↓＋5H＋、2MnO

＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋　铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质

（2）置换反应　镍

（3）取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净

（4）1

解析　从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。

（1）在反应②中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，将Mn2＋氧化为MnO2而除去；若溶液的pH过低，Fe2＋、Mn2＋将很难生成沉淀而除去。

（2）第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。

（3）反应④生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO

和Na＋，故只要对洗涤液中是否含有SO

进行检验即可。

（4）煅烧过程中ZnCO3、Zn（OH）2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3·xZn（OH）2～（x＋1）ZnO，可得

＝

，故x＝1。

各省市高考题调研

1．（2014·大纲全国卷，13）已知：

将Cl2通入适量KOH溶液，产物中可能有KCl、KClO、KClO3，且

的值与温度高低有关。

当n（KOH）＝amol时，下列有关说法错误的是（　　）

A．若某温度下，反应后

＝11，则溶液中

＝

B．参加反应的氯气的物质的量等于

amol

C．改变温度，反应中转移电子的物质的量ne的范围：

amol≤ne≤

amol

D．改变温度，产物中KClO3的最大理论产量为

amol

答案　D

解析　A项，设反应后溶液中n（Cl－）＝11nmol，则n（ClO－）＝nmol，根据氧化还原反应中电子守恒可知，生成11nmolCl－得11nmol电子，生成nmolClO－失去nmol电子，而生成1molClO

失去5mol电子，因此反应生成的ClO

应为2nmol，正确；B项，由于产物中可能有KCl、KClO、KClO3，根据原子守恒可知，Cl原子与K原子的量始终相等，故参加反应的Cl2的物质的量为KOH的

，正确；C项，当只有KCl、KClO生成时，1molCl2参加反应转移1mol电子，故整个反应中转移电子的物质的量为

amol，当只有KCl、KClO3生成时，根据电子守恒可知，有

的Cl2生成了KClO3，有

的Cl2生成了KCl，故转移电子

amol，正确；D项，当只有KCl、KClO3生成时，产物中KClO3的量达到了最大值，根据电子守恒可知，有

的Cl2生成了KClO3，因此KClO3的最大理论产量为

amol，错误。

2．（2014·上海，16）含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。

若砷的质量为1.50mg，则（　　）

A．被氧化的砒霜为1.98mg

B．分解产生的氢气为0.672mL

C．和砒霜反应的锌为3.90mg

D．转移的电子总数为6×10－5NA

答案　C

解析　本题考查氧化还原反应。

砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3＋6Zn＋12HCl===2AsH3＋6ZnCl2＋3H2O。

根据砷的相对原子质量为75，若砷的质量为1.50mg，物质的量为0.02mmol，被还原的砒霜为0.02mmol÷2×198g·mol－1＝1.98mg，和砒霜反应的锌为3.90mg。

2AsH3

2As＋3H2分解产生的氢气标准状况下为0.03mmol×22.4L·mol－1＝0.672mL;转移的电子总数为1.8×10－4NA。

3．（2013·上海，22）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2＋和SO

）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1∶1，则V可能为（　　）

A．9.0LB．13.5L

C．15.7LD．16.8L

答案　A

解析　若混合物全是CuS，其物质的量为

＝0.15mol，电子转移数0.15×（6＋2）＝1.2mol，混合气体中NO与NO2体积相等，设NOxmol，NO2xmol,3x＋x＝1.2，计算得x＝0.3，气体体积V＝0.6mol×22.4L·mol－1＝13.44L；若混合物全是Cu2S，其物质的量为0.075mol，转移电子数0.075×10＝0.75mol，3x＋x＝0.75，计算得x＝0.1875，气体体积V＝0.375mol×22.4L·mol－1＝8.4L，因此8.4L＜V＜13.44L，故A项正确。

4．（2013·四川理综，7）1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL－1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol·L－1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。

下列说法不正确的是（　　）

A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol·L－1

C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL

答案　D

解析　分析清楚反应过程，充分利用守恒思想来解决问题。

A项向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg（OH）2和Cu（OH）2沉淀，固体质量增加的是OH－的质量，且有n（OH－）＝n（e－），设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有

解之得

，则该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1；B项该硝酸的浓度c＝

＝

＝14.0mol·L－1；C项NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x＋（0.05mol－x）×2＝0.06mol，x＝0.04mol，NO2的体积分数为80%；D项得到2.54g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n（NaOH）＝0.7mol－0.04mol－0.02mol＝0.64mol，则NaOH溶液的体积是640mL。

5．（2014·高考试题组合）

（1）[2014·天津理综，7（6）]KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。

写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

答案　4KClO3

KCl＋3KClO4

（2）[2014·天津理综，9（7）]Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO

，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为________________________________。

答案　S2O

＋4Cl2＋5H2O===2SO

＋8Cl－＋10H＋

（3）[2014·天津理综，10

（1）]天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

答案　2NH4HS＋O2

2NH3·H2O＋2S↓

（4）（2014·上海，28）硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应。

在酸性条件下，H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式。

__________________________________________