复习题优秀公开课教案

氧化还原反应的配平及应用

连线高考

氧化还原反应理论是高中化学的基础和重点，在生产实际中的应用极为广泛，贯穿于中学化学的全过程，基本概念的理解、电子转移数目的判断等知识几乎年年考查；有些氧化还原反应同时也是离子反应，离子反应是中学化学的核心内容，离子方程式的书写及正误判断、离子共存的判断是历年高考化学命题的焦点，也是必考点。高考常将两部分内容融合在一起考查，即书写离子方程式时往往要用到氧化还原反应理论。有关氧化还原反应的计算通常是以工业生产流程为载体，将氧化还原反应原理应用到生产、生活和高科技成果中。

重点、难点探源

一、氧化还原反应反应的实质就是电子转移，其表示方法有：

1、单线桥法 从被氧化（失电子，化合价升高）的元素——→被还原（得电子，化合价降低）的元素，标明电子数目，不注明得失。如反应（1）。

2、双线桥法 得失电子分开注明，从反应物——→生成物（同种元素）注明得失及电子数目。如反应（2）。

追踪高考

1．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：

（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________。

【答案】（1）2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O 【解析】（1）亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O；

2．【2018新课标2卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子

Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题：

（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。

（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。

【答案】（1）ZnS+O2ZnO+SO2 （2）PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ （3）Zn+Cd2+＝Zn2++Cd 【解析】焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌。则

（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+2SO2。

（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2+。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。

指点迷津

1、氧化还原反应方程式的配平方法——化合价升降法。其基本步骤如下：

2、氧化还原反应方程式配平的有关计算方法——得失电子守恒法。其基本步骤为“二找一列”：

（1）“找”出氧化剂、还原剂及相关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”出关系式。

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）

易错地带

一、注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2硫元素的化合价为-1. 二、配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。

三、依据电子得失守恒列等式时千万不要忽略变价原子的个数。

强化突破

1．(2017·合肥一模)乙醇与酸性K2Cr2O7溶液混合可发生如下反应： Cr2O＋C2H5OH＋H＋===Cr3＋＋CH3COOH＋H2O(未配平)。下列叙述不正确的是( ) A．Cr2O中Cr元素化合价为＋6 B. 氧化产物为CH3COOH C. K2Cr2O7溶液常用硫酸酸化

D. 1 mol C2H5OH发生上述反应转移2 mol e－

2．(2017·泉州联考)氮化钠和氢化钠都是离子化合物，与水反应的化学方程式(未配平)如下：Na3N＋H2O―→NaOH＋NH3，NaH＋H2O―→NaOH＋H2。有关它们的叙述：①与水反应都是氧化还原反应；②与水反应后的溶液都显碱性；③与盐酸反应都只生成一种盐。

正确的是( ) A．①②③ B．①③

C．②③ D．②

3．Cl2是纺织工业中常用的漂白剂，Na2S2O3可作漂白布匹后的“脱氯剂”。脱氯反应为

S2O＋Cl2＋H2O―→SO＋Cl－＋H＋(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( ) A．反应中硫元素发生了氧化反应

B．脱氯反应后的溶液显酸性

C．根据该反应可判断还原性：S2O>Cl－

D．反应中每脱去1 mol Cl2会生成1 mol SO 4．(2017·杭州模拟)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是( ) A．Mg(NO2)2、O2 B．MgO、NO2、O2 C．Mg3N2、O2 D．MgO、NO2、N2 5．(2017·大连双基测试)根据表中信息判断，下列选项不正确的是( ) 序号

反应物

产物

①

KMnO4、H2O2、H2SO4 K2SO4、MnSO4 ②

Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3 ③

MnO、Cl－

Cl2、Mn2＋

A.第①组反应的其余产物为H2O和O2 B．第②组反应中参加反应的Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2

C．第③组反应中生成1 mol Cl2，转移电子2 mol D．氧化性由强到弱顺序为MnO＞Cl2＞Fe3＋＞Br2 【解析】反应中KMnO4→MnSO4，Mn元素化合价由＋7价降低为＋2价，H2O2中氧元素化合价升高，生成氧气，则其余产物为H2O和O2，A项正确；由元素化合价可知，反应中只有亚铁离子被氧化，根据电子转移守恒2n(Cl2)＝n(FeBr2)，即n(Cl2)：n(FeBr2)＝1∶2，B项正确；由信息可知，MnO氧化Cl－为Cl2，Cl元素化合价由－1价升高为0价，转移电子的物质的量是氯气的2倍，生成1 mol Cl2，转移电子为2 mol，C项正确；氧化剂氧化性强于氧化产物氧化性，由③可知氧化性MnO＞Cl2，由②可知氧化性Cl2＞Fe3＋，由②可知Fe3＋不能氧化Br－，氧化性Br2＞Fe3＋，则氧化性由强到弱顺序为MnO＞Cl2＞Br2＞Fe3＋，D项错误。

6．(2017·孝感统考)制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O＋2H2O，下列说法正确的是( ) A．x＝2 B．参加反应的Fe2＋全部作还原剂

C．每生成1 mol Fe3O4，被S2O还原的O2为0.5 mol D．已知Fe3O4纳米颗粒直径为20nm，则Fe3O4纳米颗粒为胶体

7．(2017·山西模拟)某离子反应中涉及H2O、ClO－、NH、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断正确的是( )

A．该反应的还原剂是Cl－

B．消耗1 mol还原剂，转移6 mol电子

C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3

D．反应后溶液的酸性明显增强

8．焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈。发生的反应体系中共有六种物质：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。

（1）根据题意，可判断出X是_______________(写化学式)。

（2）写出并配平该反应的化学方程式：___________________________。

（3）发生氧化反应的物质是________，反应中4 mol的氧化剂能________(填“失去”或“得到”)________mol电子。

（4）反应中产生了11.2 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的质量为____。