人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应优秀第4课时导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应优秀第4课时导学案，共9页。

一、正向配平氧化还原反应方程式的依据及步骤
1．氧化还原反应方程式配平的依据
(1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。
(2)质量守恒：反应前后元素的种类和原子的个数不变。
(3)电荷守恒(离子方程式)：反应前后电荷总数不变。
2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤
以H2O2＋H2CrO4——O2↑＋Cr(OH)3↓＋H2O为例
(1)标价态：标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。
H2eq \(O,\s\up6(－1))2＋H2eq \(Cr,\s\up6(＋6))O4——eq \(O,\s\up6(0))2↑＋eq \(Cr,\s\up6(＋3))(OH)3↓＋H2O
(2)列变化：标出反应前后元素化合价的变化，分析“1分子氧化剂→还原产物”化合价降低数值，“1分子还原剂→氧化产物”化合价升高数值。
(3)求总数：配出氧化剂、还原剂及氧化产物和还原产物的化学计量数。
计算化合价升高总数与降低总数的最小公倍数为6，使化合价升高和降低的总数相等，即得失电子守恒。“×”后面的数字就是反应物或生成物的化学计量数。
(4)根据原子守恒配平其他物质的化学计量数。
3H2O2＋2H2CrO4——3O2↑＋2Cr(OH)3↓＋2H2O
(5)查守恒：原子个数是否守恒，配平后，把单线改成等号，标注反应条件。
3H2O2＋2H2CrO4===3O2↑＋2Cr(OH)3↓＋2H2O
配平下列化学方程式。
(1)____Mg＋____CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))____C＋____MgO
答案 2 1 1 2
(2)____Na2SO3＋____KIO3＋____H2SO4===____Na2SO4＋____K2SO4＋____I2＋____H2O
答案 5 2 1 5 1 1 1
解析 反应中各元素化合价的变化：S元素由Na2SO3中的＋4价升高为Na2SO4中的＋6价，共升高2价，I元素由KIO3中的＋5价降低为I2中的0价，共降低10价，化合价变化值的最小公倍数为10，故Na2SO3的化学计量数为5，I2的化学计量数为1。
(3)____FeS＋____O2eq \(=====,\s\up7(高温))____Fe2O3＋____SO2
答案 4 7 2 4
解析 FeS中两元素的化合价均升高，是还原剂，“1分子FeS”共升高7价，O2是氧化剂，“1分子O2”共降低4价，化合价变化的最小公倍数为28，因而FeS化学计量数为4，O2的化学计量数为7，再根据原子守恒配Fe2O3 和SO2，化学计量数分别为2和4。
(4)____KClO3＋____HCl(浓)===____KCl＋____Cl2↑＋____H2O
答案 1 6 1 3 3
二、配平氧化还原反应方程式的常用技巧
1．逆向配平法
分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应，一般使用逆向配平的方法，即先从氧化产物和还原产物开始配平。
例1 ____S＋____KOHeq \(=====,\s\up7(△))____K2S＋____K2SO3＋____H2O
分析：硫单质既是氧化剂又是还原剂，K2S是还原产物，K2SO3是氧化产物。
(1)化合价的变化，生成“1个K2S”化合价降低2价，生成 “1个K2SO3”化合价升高4价，化合价变化的最小公倍数为4，因而K2S化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1。
(2)根据S原子守恒确定单质硫的化学计量数为3。
(3)再根据K原子守恒配出KOH 的化学计量数为6。
(4)最后定H2O的化学计量数为3。
2．离子方程式的配平
首先根据得失电子守恒和原子守恒配平氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物，根据电荷守恒，配平离子方程式两边电荷数，最后根据原子守恒配平未变价元素的原子。
例2 ____MnOeq \\al(－,4)＋____H＋＋____H2O2===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O
分析
先根据得失电子守恒确定氧化剂MnOeq \\al(－,4)、还原剂H2O2、还原产物Mn2＋、氧化产物O2的化学计量数分别是2、5、2、5；根据电荷守恒确定H＋的化学计量数为6，根据H原子守恒确定H2O的化学计量数为8，最后用O原子守恒检验。
3．缺项配平类[一般缺的为酸(H＋)、碱(OH－)、水]
(1)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＋，生成物一般加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一般加水，然后根据两边电荷数进行配平。
(2)当化学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。
例3 __MnOeq \\al(－,4)＋__I－＋__===____Mn2＋＋__I2＋__H2O
答案 2 10 16H＋ 2 5 8
配平下列氧化还原反应方程式。
(1)正向配平
①________KI＋________KIO3＋________H2SO4===________I2＋________K2SO4＋________H2O
答案 5 1 3 3 3 3
②________MnOeq \\al(－,4)＋________H＋＋________Cl－===________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O
答案 2 16 10 2 5 8
(2)逆向配平
①________P4＋________KOH＋________H2O===________K3PO4＋________PH3↑
答案 2 9 3 3 5
②________Cu＋________HNO3(稀)===________Cu(NO3)2＋____NO↑＋________H2O
答案 3 8 3 2 4
(3)缺项配平
①__ClO－＋__Fe(OH)3＋__===__Cl－＋__FeOeq \\al(2－,4)＋__H2O
②__Mn2＋＋__ClOeq \\al(－,3)＋__H2O===__MnO2↓＋__Cl2↑＋__
答案 ①3 2 4OH－ 3 2 5 ②5 2 4 5 1 8H＋
氧化还原反应方程式的配平技巧
(1)根据得失电子守恒配平氧化剂和还原剂(或还原产物和氧化产物)。
(2)根据原子守恒配平变价元素原子。
(3)根据电荷守恒和溶液的环境，常用H＋或OH－平衡电荷。
(4)根据原子守恒，配平未变价元素原子。
1．配平下列离子方程式。
(1)____Fe3＋＋____SO2＋____H2O===____Fe2＋＋____SOeq \\al(2－,4)＋____H＋
答案 2 1 2 2 1 4
(2)____C2Oeq \\al(2－,4)＋____MnOeq \\al(－,4)＋______===____CO2↑＋____Mn2＋＋____H2O
答案 5 2 16H＋ 10 2 8
2．配平下列化学方程式。
(1)____KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))____KCl＋____O2↑
答案 2 2 3
(2)____Cl2＋____NaOHeq \(=====,\s\up7(△))____NaCl＋____NaClO3＋____H2O
答案 3 6 5 1 3
(3)____Fe＋____HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))____Fe(NO3)3＋____NO2↑＋____H2O
答案 1 6 1 3 3
(4)__KMnO4＋____FeSO4＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____Fe2(SO4)3＋____H2O
答案 2 10 8 1 2 5 8
(5)____Au2O3＋____Na2S2O3＋____NaOH===____Au2O＋____Na2SO4＋____H2O
答案 2 1 2 2 2 1
题组一 配平氧化还原反应方程式的基础——判断化合价
1．NH4HP2O4可用作木材阻燃剂和森林灭火剂，其中P元素的化合价为( )
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5
答案 B
解析 NH4HP2O4由NHeq \\al(＋,4)和HP2Oeq \\al(－,4)构成，设P元素的化合价为x，则有1＋2x－8＝－1，解得x＝＋3。
2．(2022·吉林延边高一期末)“民以食为天，食以安为先”。人们如果误食工业用盐亚硝酸钠(NaNO2)，会引起食物中毒。NaNO2中氮元素的化合价为( )
A．－1 B．＋1 C．＋3 D．＋5
答案 C
解析 NaNO2中Na为＋1价，O为－2价，设N元素的化合价为x，化合物中正负化合价代数和为零，则有(＋1)＋x＋(－2)×2＝0，解得x＝＋3。
题组二 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
3．(2022·沈阳高一检测)宋代著名法医学家宋慈所著的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A．Ag是还原剂
B．H2S发生氧化反应，作还原剂
C．Ag2S既是氧化产物，也是还原产物
D．O2被氧化
答案 A
解析 Ag元素化合价升高，被氧化，作还原剂，A正确； H2S中H、 S元素化合价均没有发生变化，既没有发生氧化反应，也没有发生还原反应，既不是氧化剂，也不是还原剂，B错误；Ag元素化合价升高，被氧化为Ag2S，Ag2S是氧化产物，但不是还原产物，C错误； O元素化合价降低，O2被还原，D错误。
4．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法不正确的是( )
A．KClO3在反应中得到电子
B．反应前后Cl元素化合价降低
C．H2C2O4发生氧化反应
D．1个KClO3参加反应有2个电子转移
答案 D
解析 反应中Cl元素的化合价由＋5价降低到＋4价，则KClO3在反应中得到电子发生还原反应，A、B正确；C元素的化合价由＋3价升高到＋4价，则H2C2O4在反应中被氧化，发生氧化反应，C正确；1个KClO3参加反应转移的电子数为1×(5－4)＝1，D错误。
5．(2022·江苏常州高一期中)一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3eq \(――→,\s\up7(△))HNO3＋N2↑＋H2O，下列说法错误的是( )
A．配平后H2O的系数为6
B．NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
C．该反应既是分解反应也是氧化还原反应
D．氧化产物和还原产物的质量之比为5∶3
答案 A
解析 利用化合价升降法，配平化学方程式为5NH4NO3eq \(=====,\s\up7(△))2HNO3＋4N2↑＋9H2O。由配平后的化学方程式可知，H2O的化学计量数为9，A错误；NH4NO3中NHeq \\al(＋,4)所含N元素化合价升高，部分NOeq \\al(－,3)所含N元素化合价降低，则NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，B正确；该反应中反应物只有一种，则属于分解反应，该反应中有元素化合价改变，则属于氧化还原反应，C正确；氧化产物(eq \(5N,\s\up6(－3))Heq \\al(＋,4)→eq \f(5,2)eq \(N,\s\up6(0))2)和还原产物(eq \(3N,\s\up6(＋5))Oeq \\al(－,3)→eq \f(3,2)eq \(N,\s\up6(0))2)的质量之比为eq \f(5,2)∶eq \f(3,2)＝5∶3，D正确。
题组三 氧化还原反应方程式配平的原则及方法
6．某反应的化学方程式为aFeCl2＋bKNO3＋cHCl===dFeCl3＋eKCl＋fX＋gH2O，若b＝1，d＝3，则X的化学式为( )
A．N2 B．NO
C．NO2 D．NH4Cl
答案 B
解析 根据原子守恒：a＝d＝3、e＝b＝1，根据氯原子守恒得，c＝4，再由氢原子守恒得，g＝2，最后根据N、O原子守恒，推出X的化学式为NO。
7．已知aM2＋＋bO2＋4H＋===cM3＋＋dH2O，则化学计量数c的值为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
答案 D
8．已知2MOeq \\al(x－,y)＋5S2－＋16H＋===2M2＋＋5S↓＋8H2O。下列叙述正确的是( )
A．x＝2
B．y＝3
C．MOeq \\al(x－,y)中M的化合价为＋7
D．S2－在反应中得到电子
答案 C
解析 由电荷守恒可知，－2x－10＋16＝4，x＝1，故A错误；设MOeq \\al(－,y)中M的化合价为a，由化合价升降总数相等知，2×(a－2)＝5×2，a＝＋7，又化合价代数和为0可得，1＋7＝2×y，y＝4，故B错误、C正确；S2－中S元素的化合价从－2价变为0价，化合价升高被氧化，作还原剂，在反应中失去原子，故D错误。
9．(2022·呼和浩特高一检测)已知在酸性溶液中，下列物质氧化KI时，自身发生如下变化：Fe3＋→Fe2＋，Cl2→Cl－，MnOeq \\al(－,4)→Mn2＋，HNO3→NO，如果分别用相同数目的这些微粒氧化足量的KI，得到I2最多的是( )
A．Fe3＋ B．Cl2
C．MnOeq \\al(－,4) D．HNO3
答案 C
解析 设各微粒数目均为2个，A项，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，得到1个I2；B项，Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，得到2个I2；C项，16H＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋10I－===2Mn2＋＋5I2＋8H2O，得到5个I2；D项，8H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋6I－===2NO↑＋3I2＋4H2O，得到3个I2；由上述分析可知，高锰酸根离子氧化足量碘化钾得到的碘单质最多。
10．在焊接铜器时可用NH4Cl溶液除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为CuO＋NH4Cleq \(――→,\s\up7(△))Cu＋CuCl2＋N2↑＋H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A．反应中被氧化和被还原的元素分别为Cu和N
B．配平后，CuO和NH4Cl的化学计量数之比为1∶2
C．反应中产生2个N2分子时，转移电子数为6
D．该反应中被还原的CuO占参与反应的CuO的eq \f(3,4)
答案 D
解析 部分Cu元素由＋2价降低到0价，N元素由－3价升高到0价，则Cu元素被还原，N元素被氧化，A错误；结合得失电子守恒和原子守恒配平可得4CuO＋2NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))3Cu＋CuCl2＋N2↑＋4H2O，则CuO和NH4Cl的化学计量数之比为2∶1，B错误；N元素由－3价升高到0价，则产生2个N2分子时，转移电子数为12，C错误；根据配平后的化学方程式可知，4个CuO参与反应时，有3个CuO被还原为Cu，故被还原的CuO占参与反应的CuO的eq \f(3,4)，D正确。
11．(2023·南昌质检)检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下，加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下：KIO3＋KI＋HCl―→I2＋KCl＋H2O(未配平)。下列有关说法正确的是( )
A．KI是氧化剂
B．KIO3被氧化
C．该反应配平后化学计量数依次为1,5,6,3,6,3
D．每生成3个I2分子，转移6个电子
答案 C
解析 反应中，KIO3中I元素的化合价从＋5价降低到0价，KI中I元素的化合价从－1价升高到0价，配平化学方程式为KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O；KI为还原剂，KIO3为氧化剂被还原，反应中每生成3个I2分子，转移5个电子。
12．对于反应O3＋I－＋H＋―→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列说法正确的是( )
A．O2和H2O是还原产物
B．该反应能说明O2的氧化性大于I2
C．氧化产物和还原产物的个数之比为1∶1
D．配平后的化学方程式为2O3＋2I－＋4H＋===I2＋2O2＋H2O
答案 C
解析 此反应中氧化剂是O3，还原剂是I－，氧化产物是I2，还原产物是H2O，故A错、C正确；由题意可知氧化性：O3>I2，不能说明氧化性：O2>I2，故B错；D中电荷不守恒，应为O3＋2I－＋2H＋===I2＋O2＋H2O，故D错。
13．(1)配平下列反应的化学方程式。
①______Cu＋______HNO3(浓)===______Cu(NO3)2＋______NO2↑＋______H2O。
②______Na＋______H2O===______NaOH＋______H2↑。
(2)补全并配平下列化学方程式，并用单线桥标出此反应中电子转移的方向和数目：
______H2O2＋______Cr2(SO4)3＋______KOH===____K2CrO4＋______K2SO4＋______
反应中氧化剂是________，被氧化的元素是______。
答案 (1)①1 4 1 2 2 ②2 2 2 1
(2)3 1 10 2 3 8H2O
＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋
8H2O H2O2 Cr
14．FeCl2、FeCl3和K2FeO4(高铁酸钾)都是铁的重要化合物。回答下列问题：
(1)K2FeO4所含铁元素的化合价是__________。
(2)FeCl2、FeCl3和K2FeO4的氧化性强弱顺序是______＞________＞________。
(3)在酸性溶液中，Fe2＋和FeOeq \\al(2－,4)发生反应生成Fe3＋，该反应的离子方程式是_______________。
答案 (1)＋6 (2)K2FeO4 FeCl3 FeCl2
(3)3Fe2＋＋FeOeq \\al(2－,4)＋8H＋===4Fe3＋＋4H2O
解析 (1)K2FeO4中K和O的化合价分别是＋1和－2，设Fe的化合价是x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和等于零，得2×(＋1)＋x＋4×(－2)＝0，x＝＋6。(2)FeCl2、FeCl3和K2FeO4所含铁元素的化合价依次升高，则氧化性强弱的顺序是K2FeO4＞FeCl3＞FeCl2。(3)Fe2＋＋FeOeq \\al(2－,4)―→Fe3＋是在酸性溶液中发生的氧化还原反应，也是离子反应。根据铁元素化合价升降守恒，得3Fe2＋＋FeOeq \\al(2－,4)―→4Fe3＋；根据电荷守恒和原子守恒，得3Fe2＋＋FeOeq \\al(2－,4)＋8H＋===4Fe3＋＋4H2O。
15．二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
已知：①Se＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))2SO2↑＋SeO2＋2H2O
②SO2＋SeO2＋H2O―→Se＋SOeq \\al(2－,4)＋H＋
(1)根据Se与浓H2SO4的反应，写出Se和浓HNO3(还原产物为NO2)反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Se与浓HNO3的反应中被还原的元素是_____________________________________。
(3)配平反应②，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目：______________________。
答案 (1)Se＋4HNO3(浓)===SeO2＋4NO2↑＋2H2O
(2)N (3)
解析 (1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应，Se被氧化为＋4价的SeO2，反应中Se元素化合价升高4，浓HNO3被还原为NO2，反应中化合价降低1，化合价升降最小公倍数为4，由化合价升降法配平反应的化学方程式为Se＋4HNO3(浓)===SeO2＋4NO2↑＋2H2O。(2)反应中N元素化合价降低，被还原。(3)反应②中，SO2被氧化为H2SO4，S元素化合价升高2，SeO2被还原为单质Se，Se元素化合价降低4，化合价升降最小公倍数为4，由化合价升降法配平反应的离子方程式为2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SOeq \\al(2－,4)＋4H＋，用双线桥法标出电子转移的方向和数目：。