课时5 氧化还原反应的配平与计算(应用课)

式为2NaVO3＋(NH4)2SO4===2NH4VO3↓＋Na2SO4。
(4)空气中煅烧偏钒酸铵发生的反应为
△ NH4VO3===== NH3↑＋HVO3
117
17
100
△ 2HVO3===== H2O＋V2O5
200
18 182
结合图像质量变化可知，加热到100～200 ℃时，产生的一
种气体是NH3，300～350 ℃，HVO3失去H2O，生成五氧化二 △
答案：(1)1 6 6H＋ 1 6 3H2O (2)2 5 6H＋ 2 5 8 (3)2 5 6H＋ 2 5 3
考点二 氧化还原反应的计算 ——电子守恒
【提素能·归纳】 1．计算依据 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，可以抛开多步的反应过 程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分 为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思考，便 可迅速获得正确结果。
()
A．＋2
B．＋3
C．＋4
D．＋5
[解析] 题目中指出被还原的是铬元素，则得电子的物质 是K2Cr2O7，失电子的物质是Na2SO3，其中硫元素的化合价从 ＋4→＋6，而铬元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为n)。 根据得失电子守恒可得，0.05 mol·L－1×0.024 L×(6－4)＝ 0.02 mol·L－1×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。
－
3
＋
________===________VO
＋
2
＋________Cl－＋________，
NaClO和NaClO3均可作氧化剂，该工序中不选择NaClO作氧
化剂的理由是____________________。
(2)浓缩工序中，加入NaOH的作用是___________________。
(3)沉钒工序的化学方程式为____________________。
[答案] B
[名师点拨] 求算氧化还原反应中未知量的解题方法 (1)寻找起始物与目标物之间存在的确定的量的关系。 (2)利用已知量列计算式求解。
角度二 多步反应得失电子守恒的计算
[典题示例3] 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(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢
[名师点拨] 配平氧化还原反应方程式的技巧 (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，然后将两边电荷数配平。
(3)5 2 3 1 2 5 8
2．逆向配平类 (1)________I2 ＋ ________NaOH===________NaI ＋ ________NaIO3＋________H2O (2)________S ＋ ________KOH===________K2S ＋ ________K2SO3＋________H2O (3)________(NH4)2Cr2O7===________N2 ＋ ________Cr2O3 ＋________H2O 答案：(1)3 6 5 1 3 (2)3 6 2 1 3 (3)1 1 1 4
化剂，不选择NaClO的理由是等质量的NaClO在反应过程中转移
的电子少。(2)＋5价钒在溶液中存在如下平衡：VO＋ 2 ＋H2O
VO
－
3
＋2H＋，加入的NaOH和氢离子反应可促进平衡正向
移动。(3)由已知可知，NH4VO3难溶于水，沉钒工序中向NaVO3
溶液中加入硫酸铵生成NH4VO3沉淀和硫酸钠，反应的化学方程
钒，反应的化学方程式为2HVO3===== H2O＋V2O5。
[答案] (1)2 1 H2O 2 1 2H＋ 等质量的NaClO在 反应过程中转移的电子少
(2)使平衡VO＋ 2 ＋H2O
VO－ 3 ＋2H＋右移
(3)2NaVO3＋(NH4)2SO4===Na2SO4＋2NH4VO3↓
△ (4)NH3 2HVO3===== V2O5＋H2O
子化合价降低为7个Cu2S中的14个＋1价Cu；5个FeS2中10个－1
价的S有7个化合价降低得到7个Cu2S中的－2价S，有3个化合价
升高得到3个SO
2－ 4
中的＋6价S(生成物中有17个SO
2－ 4
，其中有
14来自于反应物中的CuSO4中)。所以反应中FeS2中S的化合价有
升高有降低，FeS2既是氧化剂又是还原剂，A项正确；CuSO4的
C．30 mL
D．15 mL
解析：由题意可知，HNO3
Cu O2
NO2 N2O4 ，则 Cu 失去的电子数 NO
与 O2 得到的电子数相等。即 n(Cu)＝2n(O2)＝2×22.41L.6·8 mL ol－1
＝0.15 mol。根据质量守恒及 NaOH 和 Cu(NO3)2 的反应可得关
系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则 V(NaOH) ＝50m.3oml·Lo－l 1 ＝0.06 L＝60 mL。
3．缺项配平类 (1)________ClO－ 3 ＋________Fe2＋＋________=== ________Cl－＋________Fe3＋＋________ (2)________MnO－ 4 ＋________H2O2＋________ ===________Mn2＋＋________O2↑＋________H2O (3)________MnO－ 4 ＋________NO－ 2 ＋________ ===________Mn2＋＋________NO－ 3 ＋________H2O
去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即n(OH－) ＝22.48L.9·6 mL ol－1 ×1＋22.40.L6·72mLol－1 ×2×1＝0.46 mol，所以 x g＝17.02 g－0.46 mol×17 g·mol－1＝9.20 g。
[答案] B
[名师点拨] 有些试题涉及的氧化还原反应较多，数量关 系较为复杂，若用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的得电子数 目和失电子数目，即可迅速求解。
已知：a.＋5价钒在溶液中存在如下平衡：VO2＋ ＋H2O VO－ 3 ＋2H＋。
b．部分含钒物质在水中的溶解性见下表：
物质 溶解性
VOSO4 可溶
NH4VO3 难溶
(VO2)2SO4 易溶
(1)氧化工序中，其他价态的钒全部氧化成VO
＋
2
，完成V2＋氧
化的离子方程式：________V2＋＋____________ClO
(4)煅烧偏钒酸铵时，固体(取2.340 g NH4VO3)质量的减少量随温 度变化的曲线如图所示：
100～200 ℃时产生的一种气体的化学式为_______，300～350 ℃ 时发生反应的化学方程式为________________________________ ____________________________________________________。
[解析] (1)氧化工序中，其他价态的钒全部氧化成VO＋ 2 ，氯 酸根离子被还原为氯离子，钒元素的化合价由＋2价变为＋5价，
转移3e－，氯酸根离子中氯元素的化合价由＋5价变为－1价，转
移6e－，结合电子守恒和原子守恒，2V2＋＋ClO－ 3 ＋H2O===
2VO
＋
2
＋Cl－＋2H＋；氧化工序中，NaClO与NaClO3均可用作氧
2．守恒法解题思维流程
角度一 原子间得失电子守恒的计算
[典题示例2] 24 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰
好与20 mL浓度为0.02Cr2O7氧化为Na2SO4，则铬(Cr)元素在还原产物
中的化合价为
【练能力·突破】
1．在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Pb2＋和Cr2O
2－ 7
，
则与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为
()
A．3.0 mol
B．1.5 mol
C．1.0 mol
D．0.75 mol
解析： 1 mol Cr3＋反应可生成0.5 mol Cr2O72－ ，失去3 mol 电子，1 mol PbO2得到2 mol电子生成Pb2＋，根据得失电子 守恒可知，1 mol Cr3＋反应失去3 mol电子需1.5 mol PbO2。 答案：B
关键能力 归纳与论证 课时5 氧化还原反应的配平与计算（应用课）
考点一 氧化还原方程式 的配平
【提素能·归纳】 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
[典题示例1] (2021·洛阳模拟)钒电池是一种新型酸性硫酸 盐二次电池，钒电池失效后，废电解液回收利用的一种工艺如 下：
氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于 ( )
A．8.64
B．9.20
C．9.00
D．9.44
[解析] 反应流程为
Mg
浓―HN―O→3
Cu
Mg2＋、Cu2＋― Na―O→HMCug（（OOHH））22 NO2、N2O4
x g＝17.02 g－m(OH－)，而OH－的物质的量等于镁、铜失
3．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1.68 L O2(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5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完
全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是
()
A．60 mL
B．45 mL
2．有关反应14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋
12H2SO4的下列说法中错误的是
()
A．FeS2既是氧化剂也是还原剂
B．CuSO4在反应中被还原
C．被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7
D．14 mol CuSO4氧化了1 mol FeS2
解析：反应中元素化合价的变化为14个CuSO4中＋2价的铜得电
(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)当某反应物或生成物中同时有两种元素的化合价升高 或降低时，以有两种元素化合价升高或降低的物质为着手点， 将化合价升降总数作为一个整体，再用一般方法进行配平。
【练能力·突破】 1．正向配平类
(1)________NaBO2＋________SiO2＋________Na＋ ________H2===________NaBH4＋________Na2SiO3 (2)________KI＋________KIO3＋ ________H2SO4===________I2＋________K2SO4＋ ________H2O (3)________H2S＋________KMnO4＋ ________H2SO4===________K2SO4＋________MnSO4＋ ________S↓＋________H2O 答案：(1)1 2 4 2 1 2 (2)5 1 3 3 3 3
答案：A
【新情境·素养】 过氧化氢(H2O2，氧显－1 价)俗名双氧水，过氧化氢是应用 广泛的“绿色”氧化剂，酸性条件下稳定，中性或弱碱性条件 下易分解。医疗上利用它能杀菌消毒的作用来清洗伤口。
已知过氧化氢可以发生下列反应： A．Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O B．2H2O2===2H2O＋O2↑ C．3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O
化合价都降低，所以CuSO4只是氧化剂，B项正确；10个－1价
的S有7个化合价降低，有3个化合价升高，所以被还原的S和被
氧化的S的质量之比为7∶3，C项错误；14 mol CuSO4在反应中
得电子中14 mol。FeS2被氧化时，应该是－1价的S被氧化为＋6
价，所以1个FeS2会失去14个电子，根据得失电子守恒，14 mol CuSO4应该氧化1 mol FeS2，D项正确。 答案：C