氧化还原反应的计算及方程式的配平导学案
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三大段 一中心 五环节 高效课堂―导学案
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课 题第二章第5讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平
学习
目标知识与技能1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。2.了解常见的氧化还原反应。
过程与方法：复习有关氧化还原反应的基本规律，判断电子的转移。
情感态度价值观：通过学习培养学生对化学学习的兴趣和总结能力
教学
重点氧化还原反应方程式的简单配平方法
教学
难点氧化还原反应方程式的简单配平方法
学法
指导探究学习，自主学习
学 习 过 程
一．自主探究――问题发现
自我检测：问题：
你存在的问题：
二．合作探究――问题生成与解决：知识点的学习
第二章第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方法
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－＋____FeO2－4＋____H2O
(2)____MnO－4＋____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】 14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(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．9.6 g B．6.4 g
C．3.2 g D．1.6 g
【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．2 B．3 C．4 D．5
【例5】 24 mL浓度为0.05 mol•L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol•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．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋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1 mol MnO2可制得________mol KMnO4。
【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2 mL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－3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－3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－3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－4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：
C2O2－4＋____MnO－4＋____H＋===____CO2↑＋____Mn2＋＋____H2O
(2)称取6.0 g含H2C2O4•2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL，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0.25 mol•L－1 NaOH溶液至20 mL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0.10 mol•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16 mL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∶4 B ．1∶5 C．2∶3 D．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、HCl B．Cl2、Al、H2
C．NO2、Na、Br2 D．O2、SO2、H2O
4．(2010•上海，24)向盛有KI溶液的试管中加入少许l4后滴加氯水，l4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，l4层会逐渐变浅，最后变成无色。
完成下列填空：
(1)写出并配平l4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)：
__ ＋__ ＋__ ?→__HIO3 ＋__
(2)整个过程中的还原剂是________________。
(3)把KI换成KBr，则l4层变成________色，继续滴加氯水，l4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20～50 mg•kg－1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，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)。