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1、第9讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平【核心素养分析】证据推理与模型认知：建立氧化还原反应的观点，掌握氧化还原反应的规律，结合常见的氧化还原反应理解有关规律；通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现。创造和应用的科学实践活动；能从氧化还原反应的角度，设计探究方案，进行实验探究，加深对物质氧化性、还原性的理解。【重点知识梳理】知识点一 氧化还原反应方程式的书写与配平1氧化还原方程式配平的基本原则2氧化还原方程式配平的一般步骤以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下：(1)标变价
2、uO3(稀) (NO3)2H2O(2)列变化uO3(稀) (NO3)2H2O(3)求总数uO3(稀) (NO3)2H2O(4)定系数3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(5)查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。【方法技巧】配平的基本方法(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，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：先将得失电子数配平，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
3、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。(5)整体配平：指某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。 知识点二 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用1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，只要把物质分为始态和终态，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。2守恒法解题的思维流程(1)
4、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)。3氧化还原反应计算的常用方法得失电子守恒法得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。(1)应用电子守恒解题的一般步骤“一、二、三”。“一
5、找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算：对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。【典型题分析】高频考点一 氧化还
6、原反应的相关计算例1.（2020·浙江卷）反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )A. 1:2B. 1:1C. 2:1D. 4:1【举一反三】（2019·浙江选考）反应8NH33Cl2N26NH4Cl，被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为（ ）A23 B83 C63 D32【变式探究】（2020·广东广雅中学模拟）四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe22S2OO2xOH=Fe3O4S4O2H2O。请回答下列问题：(1)水热
7、法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是_。(2)反应的离子方程式中x_。(3)每生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子为_mol，被Fe2还原的O2的物质的量为_mol。高频考点二 考查多步反应中的计算例2(2020·河北石家庄质检)取x g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8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算为标准状况下的体积)，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17.02 g。则x等于()A8.64B9.20C9.00D9.44【方法技巧】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
8、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。【变式探究】（2020·广西柳州高级中学模拟）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·L1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60mL B45mL C30mL D15mL 高频考点三
9、氧化还原反应方程式的书写和配平例3.（2020·陕西西安交大附中模拟）KMnO4与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2和CO2，写出并配平该反应的离子方程式。【变式探究】（2020·四川成都实验外国语学校模拟）高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠，然后在一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，从而使高铁酸钾析出。(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为_，推测其具有的化学性质是_。(2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。该反应的离子方程式为_。高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是_。(3)在无水条
10、件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4aNa2O2=2Na2FeO4bX2Na2SO4cO2，该反应中物质X的化学式为_，b与c的关系是_。一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾，原因是_。(4)在碱性条件下，由氯化铁、氯气可制备高铁酸钾，写出该反应的离子方程式：_。(5)某同学配制了一瓶K2FeO4溶液，但标签丢失了，测定该瓶溶液物质的量浓度的实验步骤如下。步骤1：准确量取V mL溶液加入锥形瓶中；步骤2：在强碱溶液中，用过量CrO与FeO反应生成Fe(OH)3和CrO；步骤3：加足量稀硫酸，使CrO转化为Cr2O，CrO转化为Cr3，Fe(OH)3转化为Fe3；步骤4：加入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c mol·L1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V1 mL。滴定时发生反应的离子方程式为_。原溶液中K2FeO4的物质的量浓度为_(用含字母的代数式表示)。