第5講氧化還原反應方程式的配平和計算

1.能根據得失電子守恒、原子守恒書寫并配平化學方程式。

課標解讀

2.能依據得失電子守恒，列出等式進行相關計算。

氧化還原反應方程式的配平

必備知識?梳理夯實

知識梳理

1.配平氧化還原反應方程式的三個“基本原則”

（------k氧化劑和還原劑得失電子總數相等,

------1電子守恒J—化合價升高總數二化合價降低總數

〔配平原則）——（原子守恒）一反應前后原子的種類和個數不變

-3戶鱉黑曜」陽離子所帶電

2.配平氧化還原反應方程式的五個“關鍵步驟”

N標變價H標明反應前后變價元素的化合價

配

平

的

T求總數通過求最小公倍數使化合價升降總數相等

五H1

個'、4依據得失電子守恒規律

關

,—.‘確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產1

鍵T配系數卜物的化學計量數,利用觀察法配平其他物;

步便的化學計量數,配平后把短線改等號,

驟

，依非應量守怛規,

q查守恒H檢查原子、電荷、電子是否守恒:

以上方法步驟以Cu與稀HN03反應的方程式配平為例說明如下:

①標變價

0+5+2+2

Cu+HN03（稀）——Cu（NO3）2+NO+H2O

②列變化

0+5+2+2

CU+HNC）3（稀）---q,（NO3）2+N0+H20

③求總數

0+5+2+2

Cu+HNCh（稀）——Cu（NO3）2+N190+H20

④配系數

UU

3C+8HNO3(稀)==3C(NO3)2+2NOt+4H2O

⑤查守恒，其他原子在配平時相等，最后利用0原子守恒來進行驗證。

3.氧化還原反應方程式的配平方法

(1)正向配平法(全變從左邊配)：氧化劑、還原劑中某元素化合價全部變化，

一般從反應物開始配平。

0+5+4+4

如.C+4HN()3T+CO,T+2H,()

14x111x4

(2)逆向配平法(自變從右邊配)：自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從

右邊生成物著手配平。

0-2+4

如：3S+6K()H^=2K2S+K2S()3+3H2()

12x2|4x1

(3)整體配平法

若某一氧化還原反應中，有三種元素的化合價發生了變化，但其中一種反應

物中同時有兩種元素化合價升高或降低，這時要進行整體配平。如CU2S+

UU

HNO3—->C(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有C、S、N三種元素的化合價變化,

Cu2s中Cu>S元素化合價均升高，看作一個整體，

+1-2+5+2+2+6

Cu2s+HNO3——M2u(N()3)2+NO+H2sO4+H20,

t(1x2+8)x3i3xio

配平得3012$+22耿03—601(?^03)2+10^401+3H2SO4+8H2Oo再如

4

+T-4+5+3+4+4

Fe3c+22HNO3=3Fe(NO3)3+C02T+13NOJ+11H,OO

T(,X3+8)11X13

=13x1

(4)缺項配平法：化學方程式所缺物質往往是酸、堿或水；如果是離子方程

式，所缺物質往往是H+、OPT或水。可以根據質量守恒先寫出所缺物質，再根

據化合價升降守恒配平。如果無法確定所缺項，可先依據化合價的升降守恒將現

有的某些物質配平，然后再根據質量守恒確定所缺物質的化學式及其化學計量數

(系數)。

(5)平均配平法：在有機物參與的氧化還原反應方程式的配平中，一般有機

物中H顯+1價，0顯一2價，根據物質中元素化合價代數和為零的原則，確定

碳元素的平均價態，然后進行配平。

［微點歸納］（1）“缺項”配平原則

條件補項原則

酸性條件下缺H（氫）或多0（氧）補H+,少0（氧）補H20（水）

堿性條件下缺H（氫）或多0（氧）補H20（水），少0（氧）補0H

（2）組合方式

反應物生成物使用條件

組合一H+酸性溶液

H2O

組合二H2OH+酸性溶液或酸堿性未知

組合三堿性溶液

OHH20

組合四堿性溶液或酸堿性未知

H20OH

4.陌生化學方程式書寫的思路

首先根據題給材料中的信息寫出部分反應物和生成物的化學式，再根據反應

前后元素化合價有無變化判斷反應類型：

元素化合

此反應為非氧化還原反應，遵循質量守恒定律

價無變化

此反應為氧化還原反應，除遵循質量守恒外，還要遵循得失

元素化合

電子守恒規律。最后根據題目要求寫出化學方程式或離子方

價有變化

程式（需要遵循電荷守恒規律）即可

自主小練

1.易錯辨析：正確的打“，錯誤的打“X”。

⑴一種有效成分為NaCICh、NaHSCU、NaHCCh的“二氧化氯泡騰片”，能

快速溶于水，逸出大量氣泡，得到C102溶液。該過程中生成C102的反應為歧化

反應：3C1O5+4H+=2C1O2+C「+2H2O。（X）

［提示］應為5C1O5+4H+=4C1O2+C廠+2H20。

（2）NO2通入水中制硝酸：2NO2+H2O=2H++NO9+NO。（X）

［提示］應為3NO2+H2O=2H++2NO?+NO。

（3）向H2O2溶液中滴加少量FeCb：2Fe3++H2O2=O2t+2H++2Fe2+o（X）

［提示］Fe3+的氧化性弱于H2O2,不能氧化H2O2,但Fe3+能催化H2O2的分

解：2H2。2：2H2。+02to

(4)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質鋁：2A1+2OIT+2H2O=2A1O5+3H2t0

(J)

(5)用KMnCU標準溶液滴定草酸：2MnO4+16H++5c2O1-2Mn2++

10CO2t+8H2OO(X)

［提示］草酸為弱酸，寫化學式。

+

⑹酸性溶液中KIO3與KI反應生成12：IOr+r+6H=I2+3H2Oo(X)

［提示］應為KK+5「+6H+=3b+3H2O。

2.(1)配平下列化學方程式

①@HC1(濃)+LMIIO2^=1C12t+0MnC12+SH2O

②H(NH4)2Cr2O7^=0N2t+HCr2O3+HH2O

(2)根據題給信息寫出對應的方程式：

①(NH4)2S2O8是一種強氧化劑，能與Mn2+反應生成SO廠和紫色MnO；o用

(NHD2S2O8檢驗水中的M/+時發生反應的離子方程式為

5s2。尹+2Mn2++8H2O=2MnO不+IOSOA+16H+。

②Sb2s3在溶液中和SbCk發生氧化還原反應，生成單質硫和三價氯化錨，

反應的化學方程式為Sb2s3+3SbC15=5SbCb+3S。

③在NaOH的環境中，Cl2與Nai反應，每1molNai完全反應轉移6mol

電子，寫出反應的化學方程式為

Nal+3cl2+6NaOH=NaIO3+6NaCl+3H2。。

④KMnCU能與熱的經硫酸酸化的Na2c2。4反應，生成M/+和CCh,該反應

的離子方程式為

2MnON+5c2。文+16H+=^=2Mn2++10CO21+8H2O。

［提示］①S2O1與Md+反應，生成MnO］和SO，，根據S2OF———^*2SOF>

Mn2+失苴JMnOL由得失電子守恒，S2OF.Mi?*的化學計量數之比為5：2,

2+

再根據電荷守恒和原子守恒，配平離子方程式為5S2OF+2Mn+

+

8H2O==2MnO4+1OSOF+16H0②Sb2s3與SbCk生成SbCb和S,其中還原產

物是SbCb。由睇原子和硫原子得失電子守恒配平反應。③在NaOH的環境中，

每1mol「完全反應轉移6moi電子生成IO,,Cb轉化為C「，由此可寫出反應

的化學方程式。④鎰元素的化合價降低，故KMnCU是氧化劑，Mn2+是還原產物;

碳元素化合價升高，故Na2c2。4(碳元素化合價為+3)是還原劑，C02是氧化產物,

配平即可。

考點突破?訓練提升

微考點1常規類型方程式的配平

例1.(2023?山東泰安一模)用酸性KMnCU溶液處理硫化亞銅(CU2S)和二硫

+2+2

化亞鐵(FeS2)的混合物時，發生反應I：MnO4+Cu2S+H―->Cu+SOF+Mn

++H2O(未配平)和反應n：MnCU+FeS2+H+—>Fe3++SO?+Mn2++H2O(未配

平)。下列說法正確的是(B)

A.反應I中Cu2s既是氧化劑又是還原劑

B.反應I中每生成ImolSO",轉移電子的物質的量為10mol

c.反應n中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：3

D.若反應I和反應n中消耗的KMnCU的物質的量相同，則反應I和反應

II中消耗的還原劑的物質的量之比為2：3

［解析］反應I中Cu2s中Cu的化合價從+1升高到+2,S的化合價從一2

升高到+6,Cu2s只作還原劑，A錯誤；反應I中每生成1molSO“，2molCu

+失去2n10I電子，1molS?一失去8moi電子，共轉移10mol電子，B正確；用

雙線橋法分析反應n得出氧化劑與還原劑的物質的量之比為3：1,C錯誤；若

反應I和反應n中消耗的KM11O4的物質的量相同，則反應I和反應n中消耗的

還原劑的物質的量之比為3：2,D錯誤。

2.(高考題節選)(1)重鋁酸鉀是一種重要的化工原料，一般由銘鐵礦制備，

鋁鐵礦的主要成分為FeOCnCh,還含有硅、鋁等雜質。制備過程第一步如下：

四包可■需糕色熔塊

該步驟的主要反應為FeOCr2O3+Na2cO3+NaNO3同選NazCrCU+FezCh+

CO2t+NaNO2o上述反應配平后FeOCr2O3與NaNO3的化學計量數之比為2:

7O

+2+

(2)酸性條件下，MnO(OH)2將「氧化為12：MnO(OH)2+r+H—->Mn+

I2+H2O(未配平)o配平后的離子方程式為MnO(OH)2+2r+4H+=Mn2++b+

3H2。

［解析］⑴根據得失電子守恒和質量守怛，配平可得：2FeO，Cr2（）3+4Na2cCh

+7NaNO3^^4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2,故FeOCr2O3與NaNO3的

計量數之比為2：7。

（2）1元素由一1價升高到0價，Mn元素由+4價降低到+2價，根據元素化

合價升高總數相等可得MnO（OH）2和「的化學計量數分別為1、2,再結合原子

+2+

守恒和電荷守恒配平：MnO（OH）2+2F+4H=Mn+l2+3H2Oo

【對點訓練】

1.（2024?河南安陽第一次聯考）甲硅烷（SiH”具有強還原性，將甲硅烷通入

AgNCh溶液中可發生反應：SiHd+AgNCh+HzO*AgI+S1O2I+HNO3（未配

平），下列說法錯誤的是（C）

A.配平后各物質的化學計量數依次為1、8、2、8、1、8

B.SiH4作還原劑，AgNO3作氧化劑

C.反應消耗32gSiH4時，轉移電子的物質的量為4moi

D.Si02可作為制備光導纖維和玻璃的原料

［解析］將題給反應方程式配平：SiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag；+SiO2；

+8HNO3,則可知各物質的化學計量數依次為1、8、2、8、1、8,A正確；SiH4

中H元素失去電子作還原劑，AgNCh中Ag元素得電子作氧化劑，B正確；消耗

1molSiH4（即32g）轉移8moi電子，C錯誤；SiCh可作為制備光導纖維和玻璃的

原料，D正確。

2.配平下列化學方程式

（1）正向配平

①回KI+1KI03+EH2s。4=Sl2+SK2SO4+SH20

②囪MnO［+.H++同C「一囪Mp+iLbt+EH2O

（2）逆向配平

③同s+同KOH=E1K2S+IK2sCh+HH2O

④國P4+同KOH+同H2O=同K3P04+同PH3

⑶綜合

⑤@KI+@CuSO4=1I2+國CuIl+臼K2s04

@^NaBO2+ilsiO2+@Na+@H2=lNaBH4+⑸NazSiCh

⑦EKCIO3+0HC1=EKC1+ECIO2+13cl2+固H20

⑧同P4+前CuS04+MH20=?Cu3P+匈H3P04+&H2sCM

⑨同生$+囪10403=同$I+^N0t+WH20

⑩，P+同FeO+'CaO^^1Ca3(PO4)2+同Fe

?同As2s3+囚HN03+聞H20=同H3ASO4+同H2sO4+囚NOT

?目NH4NO3=@N2t+旦HNO3+@H2O

?ilMnO4+同C201+同H+-@Mn2++訕82t+^H20

［解析］⑴①1個KI失e，1個KIO3得5e，根據得失電子守恒，KI.KIO3

的化學計量數為5、1,再根據原子守恒，配平化學方程式為5KI+KIO3+

3H2so4=3L+3K2so4+3壓0。②1個MnO7得5e",1個C「失e-,根據得失

電子守恒，MnOLC廠的化學計量數為1、5,由于C廠轉化為氯氣，系數必須為

偶數，則Mn04、C「的化學計量數為2、10,再根據原子守恒和電荷守恒，配平

離子方程式為2MnO7+16H++10Cr=2Mn2++5C12t+8H2O。

(2)③生成1個K2s得21,生成1個K2sCh失41,根據得失電子守恒，K2S、

K2s03的化學計量數為2、1,再根據原子守恒，配平化學方程式為3S+

6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O0④生成1個K3P04失5e,生成1個PH3得3e,

根據得失電子守恒，K3Po4、PH3的化學計量數為3、5,再根據原子守恒，配平

化學方程式為2P4+9K0H+3H2O=3K3P04+5PH3o

(3)根據元素化合價升降法和相應的配平技巧進行配平。⑥、⑧二個重點題

o+io-1

目分析如下：⑥Na-NazSiCh,生成1份NazSiCh升高1X2價，H2^NaBH4,

生成1份NaBH4降低1X4價，根據化合價升降總數相等，在NazSiCh前添加系

數2,在NaBH4前添加系數1,再根據原子守恒配平其他物質的系數。⑧由于

Cu3P中存在多個變價元素，符合整體歸一法配平，因此把Cu3P當作一個整體來

0+2+1-30+5

分析，P4+C11SO4-CU3P,生成1份Cu3P降低lX3+3=6價，P4-H3Po4,升

高5價，根據化合價升降總數相等，在H3P04前添加系數6,在Cu3P前添加系

數5,再根據原子守恒配平其他物質的系數。可知P4的系數為?，再將所有的系

數乘以4即可。

微考點2缺項型方程式的配平

例⑴工業上，通過如下轉化可制得KC103晶體：NaCl溶液

方2D〒電虬NaCICh溶液——室溫——>KC103晶體。完成I中反應的

總化學方程式：［NaCl+同比。用鯉，NaC103+同H2t。

+

(2)完成NaC103氧化FeCh的離子方程式：1C10,+同Fe?++同H

3+

=，C「+同Fe+HIH2QQ

［解析］(1)反應I中，Cl元素由一1價升高到+5價，C1和0元素化合價均

處于最低價，不能被還原，據此推知H20中+1價H元素被還原，則未知產物

為H2,結合電子得失守恒和原子守恒配平：NaCl+3H2。通建NaC103+3H2t。

(2)C1元素由+5價降低到一1價，Fe元素由+2價升高到+3價，根據元素

化合價升降總數相等可知，C10I、Fe2+的化學計量數分別為1、6,再結合電荷

2++3+

守恒和原子守恒配平：CIO,+6Fe+6H=CF+6Fe+3H2O。

轡歸納拓展：

“三步法”配平缺項氧化還原反應化學方程式。

缺項化學方程式是指某些反應物或生成物在化學方程式中沒有寫出來，它們

一般為水、酸(H+)或堿(0H)其配平流程為

第找出變價元素，利用氧化還原反應化學;

方程式的配平方法確定含變價元素物質:

的化學計量數：

前而豕手凈后耳爰獲疏薪席賓瓦7)：彳，

t或0H-；在酸性條件下缺H或多0補;

丁，少()補也0,在堿性條件下缺H或1

多0補凡0,少0補0H-

樵洛利而原不等;應箱就苻等苣漏莞裝場:

II

［物質的化學計量數：

段

【對點訓練】

1.配平下列化學方程式

⑴jlMnOi+同HQ+f6H^?國乂/++同Cht+^H20

(2)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AIN)的反應體系中的物質有AI2O3、C、

N2、AIN、COo

請將A1N之外的反應物與生成物分別填入以下空格內，并配平。

AIN反Q

A12O3|+|3C|+|N2—1+

［解析］(1)根據MnO7-Mn2+得51,H2O2-。2失2e\MnOLH2O2的化

學計量數為2、5,再根據原子守恒、電荷守恒配平方程式為2MnO7+5H2O2+

+2+

6H=2Mn+5O2t+8H2O。

(2)根據A1N為生成物，則AI2O3、N2為反應物，根據N的化合價降低，則

碳元素化合價升高，C為反應物，CO為生成物，再配平化學方程式：A12O3+3C

+N2=2A1N+3COO

2.(2024?江西南昌模擬)某化學反應的反應物和產物如下：KMnO4+Kl+

H2SO4—>MnSO4+I2+KIO3++H2OO

⑴該反應的氧化產物是12、KIO3。

(2)如果該反應方程式中12和KIO3的化學計量數都是5o補全下面的化學方

程式并用單線橋法標出電子轉移的方向和數目O

40e-

8KMn()4+15KI+17H?S()4^=8MnS()4

+5I,+5KIO,+9K2s(%+17H,()

［解析］(1)1元素的化合價由一1價升高到0價和+5價，故l2、KIO3為氧化

產物。

(2)如果該反應方程式中12和KIO3的化學計量數都是5,根據得失電子守恒,

該方程式配平為8KMnO4+15KI+17H2SO4=8MnSO4+5b+5KIO3+9K2s。4+

17H2O,方程式中I元素轉移了40個電子。

氧化還原反應的計算

必備知識?梳理夯實

知識梳理

1.氧化還原反應的計算一電子守恒法

氧化還原反應計算的基本依據是氧化劑得到電子總數=還原劑失去

電子總數。

2.“三步法”巧解氧化還原反應的計算題

自主小練

1.易錯辨析：正確的打“，錯誤的打“X”。

(1)1molCb參與反應，轉移的電子數一定是2NA。(X)

［提示］1molCb和Ca(OH)2反應，Cb既是氧化劑又是還原劑，轉移電子數

應為NA。

(2)1molKIO3與足量的濃HI溶液完全反應生成12,轉移電子數為6NA0(X)

［提示］1molKICh與足量的HI完全反應，轉移電子數為5NA。

(3)24mL濃度為0.05mol-L_1的Na2s。3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol-L

一1的KzCrzCh溶液完全反應。已知：Na2sCh可被KzCrzCh氧化為Na2so4,則元

素銘在還原產物中的化合價為+3。(V)

［提示］題目中指出被還原的元素是Cr,則得電子的物質必是KzCrzCh,失

電子的物質一定是Na2so3,其中硫元素的化合價從+4—+6；而輅元素的化合

價將從+6—+〃(設+〃為生成物中輅元素的化合價)，根據得失電子數目相等，

0.024LX0.05mol-L-1X(6-4)=0.02LX0.02mol［rX2X(6一〃)，解得〃=3。

2.(l)在P+CuSO4+H2O—->CU3P+H3PO4+H2so4(未配平)的反應中，7.5

molCuSCU可氧化P的物質的量為1.5mol：生成ImolCu3P時，參加反應的

P的物質的量為2.2mol。

(2)64g銅與一定量的濃HNO3恰好完全反應，將產生的氣體與適量的02混

合通入水中，氣體完全溶解，試求02的物質的量？

［提示］⑴設7.5molCuSO4氧化P的物質的量為x；生成ImolCu3P時，

被氧化的P的物質的量為y

根據得失電子守恒得：

7.5molX(2-l)=x-(5-0)

x=1.5mol

1molX3X(2-1)+1molXlX［0—(-3)］=y(5—0)

1.2mol

所以參加反應的P的物質的量為1.2mol+1mol=2.2moL

(2)由電子守恒知，Cu失電子的物質的量與O2得電子的物質的量相等，據此

可求得"(Ch)」mN*2=0,5mol。

考點突破?訓練提升

微考點1確定元素化合價或物質的組成

例1.(2024?河北衡水高三檢測)將1.52g某鐵的氧化物(Fe*O)溶于足量鹽酸

中，向所得溶液中通入標準狀況下112mLeL,恰好將Fe2+完全氧化，則x值為

(A)

A.0.80B.0.85

C.0.90D.0.93

［解析］Fe*。中O元素顯一2價，則Fe元素的平均化合價為H■-價，通入

x

Cb將Fe2+完全氧化生成Fe3+,標準狀況下C2mLeb的物質的量為0.005mol。

、，一，

根據氧化還原反應中電子得失守怛規律列式：〃(CL)><2=〃(FeQ)><Hl4義工,

12卜-

即0.005molX2=--5-力'JXx,解得x=0.80。故選A。

56x+16

2.(2024?廣西高三檢測)將一定量的氯氣通入30mL濃度為10.00mol-L1

的氫氧化鈉濃溶液中，加熱一段時間后，溶液中形成NaCl、NaClO、NaCICh共

存體系。下列判斷正確的是(C)

A.〃(Na+):〃(C「)可能為7：3

B.與NaOH反應的氯氣一定為0.3mol

C.當轉移電子為“mol時，則0,15<〃<0.25

D.?(NaCl)：?(NaClO):〃(NaCICh)可能為5：1：1

［解析］根據化學方程式Cb+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cb+

+

6NaOH=5NaCl+NaC103+3H2O可知，當氧化產物只有NaClO時，z?(Na)：

〃(Cr)最大為2：1,當氧化產物為NaCICh時，〃(Na+)：〃(C廠)最小為6：5,故6：

5<〃(Na+)：〃(C「)<2：1,7：3>2：1,A錯誤；由于反應后體系中沒有NaOH,

故NaOH反應完全，根據鈉元素守恒?(NaOH)=?(NaCl)+?(NaC10)+?(NaC103)

=0.03LX10.00mol-L1=0.3mol,根據氯原子守恒有2〃(Cb)="(NaCl)+

?(NaC10)+zz(NaC103)=0.3mol,故參加反應的氯氣〃(C12)=015mol,B錯誤；

根據化學方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H20,3Cl2+6NaOH=5NaCl

+NaC103+3H2。可知，氧化產物只有NaClO時，轉移電子數最少，為0.3

molX-XI=0.15mol,氧化產物只有NaCICh時，轉移電子數最多，為

2

0.3moIX-X1=0.25mol,則0.15<?<0.25,C正確；令〃(NaCl)=5mol,“(NaClO)

=1mol,?(NaC103)=1mol,生成NaCl獲得的電子數為5moiX1=5mol,生成

NaClO,NaCICh失去的電子數為1molX1+1molX5=6mol,得失電子不相等，

D錯誤。

【對點訓練】

1.(2024?山東青島高三檢測)24mL濃度為0.05mol-L1的Na2s。3溶液恰好

-1

與16mL濃度為0.03mol-L的KRCU溶液完全反應。已知Na2s。3可被KRO4

氧化為Na2so4,則元素R在還原產物中的化合價為(A)

A.+2價

C.+4價

B.+3價D.+5價

［解析］假設反應后R元素化合價為+x價，根據化合物中元素化合價升降

數目相等可知，24mLXIO_3LmL-1X0.05mol-L_1X(6-4)=16mLXW3LmL

-1X0.03mol-L-1X(7-x),解得x=2,故合理選項是A。

2.(2024?廣東高三檢測)足量銅與一定量濃硝酸反應,得到硝酸銅溶液和NO2、

N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68LO2(標準狀況)混合后通入水中，所

有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol-L1NaOH溶

液至Ci?卡恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是(A)

A.60mLB.45mL

C.30mLD.15mL

NO2

［解析］由題意可知，HNO3黑-N2O4,則Cu失去的電子總數與

INO

02得到的電子總數相等。即〃(CU)=2〃(O2)=2X—1-68L_=0.15moL根據質

22.4L-mol-1

量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應可得關系式〃(NaOH)=2〃［Cu(NO3)21=2〃(Cu)

=0.3mol,則K(NaOH溶液)=03mol°L=60mL。

5mol-L1

微考點2多步相關氧化還原反應的計算

例1.(2024?江蘇蘇州模擬)一定量的金屬Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集

到混合氣體(含NO、N2O4、NO2)^1.8mol0將上述氣體平均分為兩份，一份與

標準狀況下8.96L02混合后，用水吸收，無氣體剩余；另一份恰好能被500mL

2mol-L'NaOH溶液完全吸收,生成含NaNCh和NaNO2的鹽溶液,則其中NaNO3

的物質的量為(B)

A.0.1molB.0.2mol

C.0.25molD.0.4mol

[解析]一份氣體恰好能被500mL2mol[-iNaOH溶液完全吸收，生成含

NaNCh和NaNCh的鹽溶液，根據元素守恒，則可知每份氣體含有N元素的物質

的量是1mol；一份氣體與標準狀況下8.96LO2混合后，用水吸收，無氣體剩余，

則完全生成硝酸，轉移電子的物質的量〃(1)=4〃(O2)=4X—8,96L=1.6mol,

22.4L-mol1

若將NaNCh全部氧化為NaNCh,轉移電子的物質的量為1.6mol,根據得失電子

守恒：?(NaNO2)=^?(e_)=^X1.6mol=0.8mol,根據Na原子守恒，"(NaNCh)

=1mol—?(NaNO2)=1mol—0.8mol=0.2mol,故B正確。

2.(2024?山東臨沂模擬)制備的K3[Fe(C2O4)313H2O(M=491gnoT)中可能

含有H2c2O42H2O,采用KM11O4滴定法測定產品純度，實驗步驟如下。

I.取ag樣品置于錐形瓶中，加入稀硫酸溶解，水浴加熱至75°C。用cmoll

一的KMnCU溶液趁熱滴定，消耗KMnCU溶液FimL。

H.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3+完全還原為Fe2+,加入稀硫酸酸化

后，在75℃繼續用KMnCU溶液滴定，又消耗KMnCU溶液％mL。

(1)若省略步驟II,能否測定K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的質量分數

4^。一(^^⑸義⑼％(若能,寫出表達式；若不能，說明原因)；

113。

(2)若樣品中不含H2c2O2H2O,則力與匕的關系為片=6%。

[解析]⑴步驟I加入標準KMnO4溶液與K3[Fe(C2O4)3]-3H2O和

H2c2O4-2H2O發生氧化還原反應生成Mn2+和CO2,設ag樣品中

K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的物質的量為xmol,H2C2O4-2H2O的物質的量為ymol,則

有491X+126V=GgoK3[Fe(C2O4)3]-3H2O和H2C2O4-2H2O中所有C2OK的物質

的量3x+y=，Xc%Xloomed,聯立兩個方程式解得x=—mol,故

-2113

K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的質量分數為坦也二100%。因此省略步驟H,

113a

也能測定Ks[Fe(C2O4)3]的質量分數。

(2)若樣品中不含H2c2。4?2比0,步驟I中由Fe元素守恒可得〃(Fe2+)=

?(K[Fe(CO4)3]-3HO)=-X-XcFiX10-3mol=-XcFiX103mol,則有5c%X10

322326

"3mol=-XcHX10_3mol,可得片與匕的關系為匕=6%。

6

鴛歸納拓展：

復雜氧化還原反應的計算

對于連續(或多個并列)氧化還原反應的計算，可以通過分析反應前后，“始

態”“終態”涉及的所有物質，找出所有“始態”物質到“終態”物質中化合價

發生變化的元素，建立關系式，列式求解，簡化解題步驟。

【對點訓練】

1.(2024?上海高三檢測)在100mLFeBr2溶液中通入標準狀況下2.24LCh,

溶液中有;的Bd被氧化成單質Br2,則原FeBr,溶液中FeBr2的物質的量濃度為

4

(C)

Q

A.4mol-L1B.-mol-L1

5

4?

C.-mol-L1D.-molL1

33

774T

[解析]標準狀況下2.24L氯氣的物質的量〃(CL)=--=0.1mol,

22.4Lmol1

由于還原性Fe2+>Br,氯氣先氧化Fe?+,Fe2+反應完畢,再氧化Br,假設原溶

液中FeBrz的物質的量為xmol,根據得失電子守恒，xmolX(3—2)+^-X2x

molX[0-(-l)]=0.1molX2,解得x=j,所以原FeBn溶液中FeBr2的物質的

2,

——mol4

量濃度為g____=?mol-L-1,C項正確。

0.1L3

2.(2024?山東濱州高三檢測)在熱的稀H2s。4中溶解了11.4gFeSCU,當加

入50mL0.5mol[-iKNO3溶液后，其中的Fe?+全部轉化為Fe3+,KNO3也反應

完全，并有NO1氣體逸出。

@FeSO4+SKNO3+HH2s04-HK2SO4+EFe2(SO4)3+SN。t+

0H2O

=

(1)推算出x=1,y1o

(2)配平該化學方程式(化學計量數填寫在上式方框內)。

⑶反應中氧化劑為KN03。

(4)用雙線橋標出電子轉移的方向和總數。

得6e-

II

6FeSQ,13F%(SQ,5+2N0TMH,。

If

失6e-

1

［解析］?(FeSO4)=-I,4g=0.075mol,?(KN03)=0.05LX0.5mol-L-

152g-mol1

=0.025moL設NQ＞中N元素的化合價為2。根據得失電子守恒有1X0.075=

0.025X(5-z),解得2=2,即NO,轉化成了NO,故x=l,了=1。

3.(2024?北京昌平區調研)四氧化三鉛(化學式可以寫為2PbOPb02)被廣泛

用作防銹漆成分。測定某樣品中四氧化三鉛含量的步驟如下(樣品中雜質均不參

與反應)：

I.稱取ag樣品，加酸溶解，濾去不溶物，所有的鉛元素進入溶液中并得到

含有Pb2+的溶液；

H.加入過量KzCrzCh溶液，加熱，生成黃色沉淀(PbCrCU),冷卻，過濾；

III.將沉淀全部轉移至儀器A中，加入濃HC1,沉淀溶解，溶液轉為橙色；

IV.加入過量KI溶液，置于暗處5?10min,溶液呈棕黃色；

V.加入cmol-!7Na2s2O3溶液進行滴定，當溶液轉為淺黃色時，加入淀粉,

滴定至終點。進行3次平行實驗，消耗Na2s2。3溶液的平均體積為「mL。

已知：

+

i.Cr2Or+H2O2CrOF+2H；

橙色黃色

ii.b在水中溶解度小，易揮發；

iii12+II3;

黃色無色棕黃色

iv,I2+2S2OF=2r+S4OFO

無色無色

(l)PbO2中Pb元素的化合價是+4。

(2)將IV中反應的離子方程式補全：

同I-+CT20p_+14H+=Hcr3++3If+7H2。(或6CnO"

14H+23b7H2O)

(3)V中滴定終點的現象是溶液由藍色變為無色，且半分鐘內無變化。

品「X10-3x685

(4)樣品中四氧化三鉛的質量分數為X100%(列出表達式

a

即可,M四氧化三鉛=685g，mo「i)。

［解析］(2)W中加入過量KI溶液，置于暗處5?10min,溶液呈棕黃色，是

酸性條件下CnO廠將「氧化成12,12與「反應生成h,同時自身被還原為CN+,

+3+

反應的離子方程式為9「+Cr2Or+14H=3E+2Cr+7氏0或6「+Cr2OF+

+3+

14H=3I2+2Cr+7H2O。

(3)以淀粉為指示劑，用Na2s2O3標準溶液滴定生成的碘，故V中滴定終點的

現象是溶液由藍色變為無色，且半分鐘內無變化。

(4)由方案可知，利用Na2s2O3標準溶液確定生成的12,再根據化學反應方程

式計算Pb2+的物質的量，進而計算Pb3O4的質量，確定Pb3O4的質量分數，依據

題意得到定量關系為2Pb3。4?2Pb2+?CnO/?312?6s2。至，故樣品中四氧化三

3

-CKX10-3X685

鉛的質量分數為2____________xioo%0

a

一歸納拓展:

1應用電子守恒的解題步驟

找出氧化劑、還原劑及相應的還原產

找物質一

物和氧化產物

定原失I—確定一個原子或離子得失電子數（注

意化學式中的原子個數）

根據題中物質的物質的量和得失電子

列等式T

守恒列出等式

對于多步連續進行的氧化還原反應，

只要中間各步反應過程中沒有損耗,

找關系一可直接找出起始物和最終產物，刪去

中間產物，建立二者之間的電子守恒

關系，快速求解

多步反應得失電子守恒計算

有的試題中反應過程多，涉及的氧化還原反應也多，數量關系較為復雜，用

常規方法求解比較困難，若抓住失電子總數等于得電子總數這一關系，則解題就

變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應，要理清具體的反

應過程，正確分析在整個反應過程中化合價發生變化的元素的得失電子數，即可

迅速求解。

真題演練?明確考向

命題分析

分析近幾年高考題，氧化還原反應的配平與計算一般不單獨考查，往往與其

他模塊的知識綜合考查，一般以非選擇題形式，可能與基本理論、元素化合物、

化學實驗及工藝流程相結合命題，在無機推斷及化工流程題中考查信息型方程式

的書寫；在綜合實驗題中會考查氧化還原反應的相關計算等。

真題演練

1.（2023?北京卷，12,3分）離子化合物NazCh和CaH2與水的反應分別為

@2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t；

②CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2t□

下列說法正確的是（C）

A.NazCh、Caffc中均有非極性共價鍵

B.①中水發生氧化反應，②中水發生還原反應

C.Na2O2中陰、陽離子個數比為1：2,CaH2中陰、陽離子個數比為2：1

D.當反應①和②中轉移的電子數相同時，產生的。2和H2的物質的量相同

［解析］Na2O2的電子式為Na+［：0：0：獰Na+,含有離子鍵和0—0非極

性共價鍵，陰、陽離子個數比為1：2；Cath的電子式為［H：「Ca2+［:H「，只

含有離子鍵，陰、陽離子個數比為2：1,A錯誤，C正確；①中過氧化鈉既發

生氧化反應又發生還原反應，水中各元素的化合價不發生變化；②中水中氫元素

的化合價從+1-0,發生還原反應,B錯誤;反應①中轉移2mol生成1molO2,

反應②中轉移2moi「生成2molH2,故①和②中轉移的電子數相同時，產生。2

和H2的物質的量不相同，D錯誤。

2.（2023?湖南卷，10,3分）油畫創作通常需要用到多種無機顏料。研究發現,

在不同的空氣濕度和光照條件下，顏料雌黃（As2s3）褪色的主要原因是發生了以下

兩種化學反應：

空氣，紫外龍

ASO+HSO

/i,,23223

As2s3（S）

、空氣，自然光、

nH3ASO4+H2sO4

下列說法正確的是（D