高考化学一轮复习基础知识讲义专题三 化学基本概念考点三 氧还原方程式的配平与书写（2份，原卷版+解析版）

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【知识储备】
一、元素的常见价态
氢H
氧O
碳C
硫S
氮N
氯Cl
碘I
铜Cu
铁Fe
铬Cr
锰Mn
过渡元素一般为变价元素，在习题中要注意有没有化合价变化。
二、配平和书写技巧
1、配平三大守恒
电子守恒、原子守恒、电荷守恒
2、书写一般步骤
①标价态：找出变价元素，利用得失电子守恒确定变价元素物质的化学计量。
②配电荷：根据电荷守恒，酸性环境补H+，碱性环境补OH-。
③配原子：根据原子守恒，将物质如H2O补齐。
④检查
例、完成下列方程式配平
1、正向配平
(1)______HCl(浓)＋______MnO2eq \(=====,\s\up7(△))______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O
(2)______Cu＋______HNO3(稀)===______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O
(3)______KI＋______KIO3＋______H2SO4===______I2＋______K2SO4＋______H2O
(4)______MnOeq \\al(－,4)＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O
【答案】 (1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4 (3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8
2、逆向配平
(1)____S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O
(2)______P4＋______KOH＋______H2O===______K3PO4＋______PH3↑
【答案】 (1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5
3、含有未知数的配平
(1)______FexS＋____HCl===______S＋______FeCl2＋______H2S
(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH===______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O
【答案】 (1)eq \f(1,x) 2 (eq \f(1,x)－1) 1 1 (2)1 (3x＋1) (2x－2) x (3x＋1) (x－1)
4、有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
(1)____KClO3＋______H2C2O4＋______H2SO4===______ClO2↑＋______CO2↑＋______KHSO4＋______H2O
(2)_____C2H6O＋______KMnO4＋______H2SO4===______K2SO4＋______MnSO4＋______CO2↑＋______H2O
【答案】 (1)2 1 2 2 2 2 2 (2)5 12 18 6 12 10 33
5、缺项配平
(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeOeq \\al(2－,4)＋______H2O
(2)______MnOeq \\al(－,4)＋______H2O2＋________===______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O
(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有：Al2O3、C、N2、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。
eq \x( )＋eq \x( )＋eq \x( )eq \(=====,\s\up7(高温))eq \x( )AlN＋eq \x( )
(4)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：
eq \x( )NaBiO3＋eq \x( )Mn2＋＋eq \x( )____===eq \x( )Na＋＋eq \x( )Bi3＋＋eq \x( )____＋eq \x( )____
【答案】 (1)3 2 4OH－ 3 2 5(2)2 5 6H＋ 2 5 8
(3)Al2O3 3C N2 2 3CO (4)5 2 14 H＋ 5 5 2 MnOeq \\al(－,4) 7 H2O
【题型练习】
一、依据陈述信息书写方程式
1、[2021·全国甲卷，26(2)]以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
【答案】 2IOeq \\al(－,3)＋5HSOeq \\al(－,3)===I2＋5SOeq \\al(2－,4)＋3H＋＋H2O
2、工业上可由天然二氧化锰粉和硫化锰矿用硫酸溶浸得硫单质和硫酸锰，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
【答案】 MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
3、KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________。
【答案】 2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋16H＋eq \(=====,\s\up7(△))2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
二、依据流程信息书写方程式
1、[2023·北京卷，19节选]以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl-、H+的作用：____________________。
(2)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有______________________________。
【答案】 (1) 2Fe2+ Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，使平衡正向移动，提高Ag2S的浸出率；H+是为了抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀
(2)、
2、[2020·全国卷Ⅰ，26(2)]钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq \\al(＋,2)，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VOeq \\al(＋,2)反应的离子方程式：____________________________________。
【答案】 Fe2＋ VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O
【解析】 Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，“酸浸氧化”过程中，Fe2＋具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe3＋。VO＋被氧化为VOeq \\al(＋,2)，MnO2则被还原为Mn2＋，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O。
三、依据反应机理图书写方程式
1、在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式：
①反应Ⅰ：______________________________________________________________。
②反应Ⅱ：______________________________________________________________。
【答案】 (1)①4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋4NO＋2H2O
②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋16H＋
2、某催化转化过程如图所示：
过程1：Ni2O3＋ClO－===2NiO2＋Cl－，
过程2的离子方程式：__________________________________________。
【答案】 2NiO2＋ClO－===Ni2O3＋Cl－＋2O
3、NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)：
NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为__________________________________________。
【答案】 2NH3 ＋3NaClO===N2＋3H2O＋3NaCl
【跟踪练习】
1、根据信息完成下列方程式。
(1)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为________________________________。
(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为____________________________________。
(3)在酸性条件下，NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。
(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为______________________。
(5)在45～50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气，得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
(6)(2018·全国卷Ⅰ节选)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 ml·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_________________________________。
(7)(2018·江苏卷节选)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：___________________________________。
(8)(2017·江苏卷节选)①45～50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O，该反应的化学方程式为______________________________________。
②NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_______________________。
(9)(2016·上海卷节选)NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，已知HCN、HOCN中N元素的化合价相同。写出发生反应的离子方程式：____________________________________。
【答案】 (1)2MnOeq \\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ (2)NaAlH4＋4H2O===Na[Al(OH)4]＋4H2↑
(3)4H＋＋5ClOeq \\al(－,2)===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O (4)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－
(5)4CuCl＋O2＋8H2Oeq \(=======,\s\up7(45～50 ℃))2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
(6)S2Oeq \\al(2－,5)＋2I2＋3H2O===2SOeq \\al(2－,4)＋4I－＋6H＋ (7)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
(8)①4CuCl＋O2＋8H2Oeq \(=====,\s\up17(45～50 ℃))2Cu2(OH)2Cl2·3H2O ②4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
(9)2OCN－＋3ClO－===COeq \\al(2－,3)＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑
2、[2020·全国卷Ⅱ，26节选]化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为___________________________________。
(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为____________ml；产生“气泡”的化学方程式为___________________________________。
【答案】 (1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O (2)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
【解析】 (1)由新制的HgO和Cl2反应制备Cl2O，由于该反应为歧化反应，所以只有氯元素的化合价发生变化，由0价变为＋1价和－1价，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。
(2)由题意知，在NaClO2生成ClO2的过程中，发生歧化反应，NaClO2既是氧化剂，又是还原剂，4Naeq \(Cl,\s\up6(＋3))O2eq \(――→,\s\up7(失e－×4))4eq \(Cl,\s\up6(＋4))O2，Naeq \(Cl,\s\up6(＋3))O2eq \(――→,\s\up7(得4e－))Naeq \(Cl,\s\up6(－1))，每生成4 ml ClO2，需消耗5 ml NaClO2，所以每生成1 ml ClO2，需消耗eq \f(5,4) ml(即1.25 ml)NaClO2。产生的气泡的成分为CO2，反应的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O。
3、[2022·全国甲卷，26节选]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______________________________________。
(2)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为__________________________________________。
【答案】 (1)ZnCO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑ (2)3Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋
【解析】 (1)焙烧时，生成ZnO的反应为ZnCO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑。
(2)向80～90 ℃的滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2＋，得到含Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋。
4、[2023·辽宁卷，16节选]某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（Ni2+、C2+、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)。实现镍、钴、镁元素的回收。
回答下列问题：
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸H2SO5，1 ml H2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为_____________________( H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(5)“沉钴镍”中得到的MnO2(Ⅱ)在空气中可被氧化成CO(OH)，该反应的化学方程式为__________________。
【答案】 (1)NA (3) Fe(OH)3 (5)
5、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图所示：
(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：__________________________________。
(2)“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式：___________________________________________________。
【答案】 (1)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4
(2)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2＋2H2O
6、锰广泛存在于自然界中，工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。
资料：①MnCO3难溶于水，可溶于稀酸。
②在Mn2＋催化下，SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。
(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式：_______________________________。
(2)工业上制备锰时，会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气，可用以下方法处理。
①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰，从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式：______________________________________________________。
②研究表明，用Fe2＋/Fe3＋可强化脱硫效果，其过程如图所示：
过程Ⅰ：……
过程Ⅱ：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
过程Ⅰ的离子方程式是_________________________________________________________。
【答案】 (1)4Al＋3MnO2eq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3
(2)①MnO2＋SO2eq \(======,\s\up7(一定条件))MnSO4 ②2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
【解析】 (1)铝热法还原MnO2制备锰即高温条件下铝单质和MnO2反应得到氧化铝和Mn单质，化学方程式为4Al＋3MnO2eq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3。
(2)①根据题意可知MnO2会将SO2氧化得到MnSO4，化学方程式应为MnO2＋SO2eq \(======,\s\up7(一定条件))MnSO4。②据图可知过程Ⅰ中MnO2被Fe2＋还原生成Mn2＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。
价态
-1
0
+1
物质
金属氢化物、NaBH4
H2
H2O
价态
-2
-1
0
+2
物质
H2O
H2O2、Na2O2等
O2
OF2
价态
-4
-1
0
+2
+3
+4
物质
CH4
C2H2
C
CO、HCN
H2C2O4
CO2、CO32-
价态
-2
-1
0
+2
+4
+6
物质
H2S
FeS2
S
S2O32-
SO2、SO32-
SO3、SO42-、S2Oeq \\al(2－,8)
价态
-3
-2
0
+1
+2
+3
+4
+5
物质
NH3、Li2NH、HCN
N2H4
N2
HNO
NO
HNO2
NO2
HNO3
价态
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+7
物质
Cl-
Cl2
HClO
ClO
HClO2
ClO2
HClO3
HClO4
价态
-1
0
+1
+3
+5
+7
物质
I-
I2
HIO
HIO2
HIO3
HIO4
价态
0
+1
+2
物质
Cu
Cu2O、Cu2S
Cu2O、Cu2+
价态
0
+2
+3
+6
物质
Fe
FeO、Fe2+
Fe2O3、Fe3+、CuFeS2
K2FeO4
价态
0
+3
+6
物质
Cr
Cr3+
K2CrO4、K2Cr2O7
价态
0
+2
+3
+4
+6
+7
物质
Mn
Mn2+、MnO
MnO(OH)
MnO2
K2MnO4
KMnO4