高中化学信息型氧化还原方程式的书写和计算

信息型氧化还原方程式的书写

(1)书写步骤

(2)书写示例

写出Fe(OH)3与KClO在强碱条件下制取K2FeO4的离子方程式：________________________________________________________________________。

第一步：根据题给信息和所学知识列出反应式：

氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物；

ClO－＋Fe(OH)3―→Cl－＋FeO42－。

第二步：根据电子守恒确定上述式子“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”中各物质的化学计量数；

3ClO－＋2Fe(OH)3―→3Cl－＋2FeO42－。

第三步：根据电荷守恒，结合介质的酸碱性，在反应方程式两端添加H＋、OH－，使之满足电荷守恒的要求；

3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－―→3Cl－＋2FeO42－。

第四步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒；

配平后的反应：3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－===3Cl－＋2FeO42－＋5H2O。

利用电子守恒进行计算的解题流程

题组一　氧化还原方程式的配平与书写

1．(·信阳模拟)(1)MnO2可以与KOH和KClO3在高温下反应生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应，在酸性条件下，H2S和KMnO4反应，反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)完成在酸性条件下NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：

ClO3－＋Fe2＋＋________===Cl－＋Fe3＋＋________。

解析：(1)反应中MnO2作还原剂，氧化产物是K2MnO4，KClO3作氧化剂，还原产物是KCl，利用化合价升降法配平化学方程式为3MnO2＋KClO3＋6KOH高温=====3K2MnO4＋KCl＋3H2O。

(2)H2S中S元素化合价升高2，KMnO4中Mn元素化合价降低5，则H2S前配5，KMnO4前配2，利用原子守恒配平其他物质，得化学方程式为5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O。

(3)根据题意，NaClO3氧化酸性的FeCl2，反应物中有H＋参加，则有H2O生成，Cl元素的化合价从＋5价降低到－1价，而Fe元素的化合价从＋2价升高到＋3价，则ClO3－的计量数是1，Fe2＋的计量数是6，Fe3＋的计量数也是6，Cl－的计量数是1，由电荷守恒，H＋的计量数是6，H2O的计量数是3。

答案：(1)3MnO2＋KClO3＋6KOH高温=====3K2MnO4＋KCl＋3H2O

(2)5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O

(3)H＋H2O

2．(·襄阳模拟)氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和“另一物质”在40～50℃时反应可生成它。CuH具有的性质有：不稳定，易分解，在氯气中能燃烧；与稀盐酸反应能生成气体，Cu＋在酸性条件下发生的反应是2Cu＋===Cu2＋＋Cu。根据以上信息，结合自己所掌握的化学知识，回答下列问题：

(1)在CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中，用氧化还原观点分析，这“另一物质”在反应中所起到的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是________(填化学式)。

(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO，请写出该反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

解析：(1)CuSO4反应后生成CuH，铜元素化合价由＋2变为＋1，CuSO4作氧化剂，另一物质作还原剂。(2)CuH在Cl2中燃烧，Cl2作氧化剂，CuH作还原剂，反应生成CuCl2、HCl，化学方程式为2CuH＋3Cl2点燃=====2CuCl2＋2HCl。(3)CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H－失电子，盐酸中H＋得电子，所以得到的气体是H2。(4)稀硝酸具有强氧化性，CuH具有还原性，二者反应生成Cu2＋、NO、H2O。

答案：(1)还原剂

(2)2CuH＋3Cl2点燃=====2CuCl2＋2HCl

(3)H2

(4)CuH＋3H＋＋NO3－===Cu2＋＋2H2O＋NO↑

题组二　氧化还原方程式的计算

3．(·大同模拟)我国锑(Sb)的蕴藏量为世界第一，从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物，再用碳还原：①2Sb2S3＋3O2＋6Fe高温=====Sb4O6＋6FeS；②Sb4O6＋6C高温=====4Sb＋6CO↑。关于反应①、②的说法正确的是()

A．每生成4molSb时，反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为4∶3

B．反应①中每生成3molFeS时，共转移6mol电子

C．反应①、②中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6

D．反应②说明Sb的还原性比C强

解析：选B　反应①、②中的还原剂分别是Fe、C，每生成4molSb时，反应①、②中还原剂的物质的量之比为1∶1，故A错误；FeS～2e－，反应①中每生成3molFeS时，共转移6mol电子，故B正确；反应①、②中的氧化剂分别是O2、Sb4O6，故C错误；同一反应中，还原性：还原剂还原产物，反应②说明C的还原性比Sb强，故D错误。

4．重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)，是重要的化工产品和强氧化剂，工业上通过煅烧铬铁矿制取，其反应如下：

反应Ⅰ：4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O2―→2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2；

反应Ⅱ：2CrO42－＋2H＋―→Cr2O72－＋H2O；

反应Ⅲ：3CrO42－＋4H＋―→Cr3O－＋2H2O(副反应)。

(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有________个。已知Fe(CrO2)2中铬元素是＋3价，关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是________(填标号)。

a．被氧化的元素只有＋3价的Cr，被还原的元素只有0价的O

b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶7

c．每生成1molCO2，转移3.5mol电子

d．1mol＋3价的Cr能还原0.75mol氧气

(2)＋6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72－可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目：_________________________________________________________。

(3)某厂废水中含1.00×10－3mol·L－1的Cr2O72－，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Cr的化合价为＋3价，Fe的化合价依次为＋3、＋2价)。欲使1L该废水中的Cr2O72－完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入________gFeSO4·7H2O。

解析：(1)反应Ⅱ、反应Ⅲ中元素的化合价没有变化，不属于氧化还原反应。反应Ⅰ中Fe元素化合价由Fe(CrO2)2中的＋2价升高为Fe2O3中的＋3价，Cr元素化合价由Fe(CrO2)2的＋3价升高为Na2CrO4中的＋6价，O元素化合价由O2中的0价降低为－2价，反应Ⅰ中被氧化的元素有＋3价的Cr和＋2价的Fe，a错误；

O2是氧化剂，Fe(CrO2)2是还原剂，n(O2)∶n[Fe(CrO2)2]＝7∶4，b错误；

每生成1molCO2，需要氧气为87×1mol＝87mol，转移电子为87mol×4＝3.5mol，故c正确；

Cr元素化合价由Fe(CrO2)2中的＋3价升高为Na2CrO4中的＋6价，1mol＋3价的Cr能还原氧气的物质的量为41×6－3mol＝0.75mol，d正确。

(2)Cr元素由Cr2O72－中的＋6价降低为Cr3＋中的＋3价，共降低6价，Fe元素化合价由Fe2＋中的＋2价升高为Fe3＋中的＋3价，共升高1价，化合价最小公倍数为6，故Cr2O72－计量数为1，Fe2＋的计量数为6，由原子守恒可知，Cr3＋的计量数为2，Fe3＋的计量数为6，

根据电荷守恒可知，H＋为反应物，计量数为14，由H元素守恒可知，H2O为生成物，计量数为7。(3)1L废水中含n(Cr2O72－)＝1.00×10－3mol，根据Cr原子、Fe原子守恒，可得关系式：Cr2O72－～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O，n(FeSO4·7H2O)＝10n(Cr2O72－)＝10×1.00×10－3mol＝0.01mol,m(FeSO4·7H2O)＝0.01mol×g·mol－1＝2.78g。

答案：(1)2cd

(2)

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