化学备考学案

31种解题方法让你考试无忧(25)

较难氧化还原方程式的配平

氧化还原方程式的配平,技巧若不掌握,就会觉得很难;掌握了其配平技巧,就会觉得较易。

●难点磁场

请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。

将红磷放在稀硝酸中加热,发生如下反应,所列方程式中还缺少一种反应物(或生成物,只添其一),请完成下列化学方程式:

______P+______HNO3+__ ____________H3PO4+______NO↑

●案例探究

[例题]配平下列化学方程式:

___PbN6+___Cr(MnO4)2___Cr2O3+___MnO2+___Pb3O4+___NO↑

命题意图:考查学生对氧化还原方程式的配平能力。属化学教学中要求掌握的内容。

知识依托:氧化还原方程式的配平。

错解分析:不能正确辨认PbN6和Cr(MnO4)2中各元素的化合价,可造成本题错解、难解,甚至不会解。

解题思路:本题有以下两种解法:

方法1(0价配平法):对分子中含有难以确定元素化合价的物质,可选其为配平标准,并设该分子中各元素的化合价都为0(或在满足化合物内各元素化合价代数和为0的前提下设为其他数值),对配平结果无影响:

①题给反应中PbN6和Cr(MnO4)2中Pb、N、Cr、Mn四元素的化合价难以确定,可选PbN6和Cr(MnO4)2为配平标准:

      ↑                 ↓

44/3               5

②5PbN6+44/3Cr(MnO4)2­   Cr2O3   MnO2    Pb3O4   NO↑

↑                  ↓

          44/3×5                 5×44/3

③15 PbN6+44 Cr(MnO4)2____Cr2O3+____MnO2+____Pb3O4+____NO↑

④15 PbN6+44 Cr(MnO4)2====22Cr2O3+88 MnO2+5 Pb3O4+90 NO↑

方法2(万能配平法):先设出化学方程式中某些物质的化学计量数,一般是方程式一边的化学计量数,即反应物(或生成物)的化学计量数,通常用1,xyz等数字和字母表示,然后根据原子个数守恒可求出xyz等未知数,这种方法几乎对所有化学方程式都是适合的,所以叫做万能配平法。

①1 PbN6x Cr(MnO4)2______Cr2O3+______MnO2+______Pb3O3+______NO↑

②先根据Cr、Mn、Pb、N原子个数守恒,得出生成物的暂定计量数:

PbN6x Cr(MnO4)2x/2 Cr2O3+2x MnO2+1/3 Pb3O4+6 NO↑

6 PbN6+6x Cr(MnO4)23x Cr2O3+12x MnO2+2 Pb3O4+36 NO↑

再根据O原子守恒得到下列等式,并求出x

48x=9x+24x+8+36

x=44/15

③15  PbN6+44 Cr(MnO4)2====22 Cr2O3+88 MnO2+5 Pb3O4+90 NO↑

答案:15  44  22  88  5  90

●锦囊妙计

较难氧化还原方程式的配平,经常用到以下方法:

1.0价配平法

当化学方程式中某些元素的化合价较难确定时,通常采用0价配平法,所选配平标准可以是反应物,也可以是生成物。

2.万能配平法

万能配平法所配平的化学方程式只是原子个数守恒,化合价的升降总值不一定相等,因而不一定正确,虽然中学阶段很少遇到这样的化学方程式,但在最后进行化合价升降总值是否相等的验证,还是必要的。

3.合并配平法

关键是找出发生氧化还原反应的两种物质间的某种数量关系,常用方法有:

(1)通过某种物质的分子中原子间的数量关系,确定其他两种(或多种)物质的数量关系。

(2)通过电荷守恒等方法确定其他两种(或多种)物质的数量关系。

4.拆分配平法

适合氧化剂和还原剂是同一种物质,且氧化产物和还原产物也是同一种物质的化学方程式的配平,其配平技巧是将氧化还原剂(或氧化还原产物)根据需要进行合理拆分。

●歼灭难点训练

1.(★★★)配平下列化学方程式

(1)______Ca(ClO)2+______HCl______CaCl2+______Cl2↑+______H2O

(2)______H2S+______H2SO4______S↓+______SO2↑+______H2O

2.(★★★★)配平下列氧化还原方程式

(1)_____H2PO+_____Ag_____H2OH3PO4+______Ag↓+______H2

(2)____P4+____CuSO4+___________Cu3P↓+_____H3PO4+_____H2SO4

(3)____Na2Sx+____NaClO+_____NaOH_____Na2SO4+____NaCl+____H2O

(4)____PH4ClO4____PCl5+____P2O5+____H2O

3.(★★★★)在热的稀硫酸中溶解了11.4 g硫酸铁,当加入50 mL 0.50 mol?L1硝酸钾溶液时,其中的亚铁离子完全转化为铁离子,并有氮氧化物逸出:

____FeSO4+___KNO3     ________K2SO4+___Fe2(SO4)3+___NxOy↑+___H2O

(1)配平该化学方程式(将含xy的计量数和所缺物质填在横线上)

(2)反应中起氧化作用的物质是________(写化学式)

(3)推算出xy的数值:x=________,y=________。

4.(★★★★★)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的氮氧化物(如NO2)。当加热至一定温度时,它发生如下分解:

C3N3(OH)33HNCO

产物HNCO(异氰酸,其结构H―N==C==O)能与NO2反应生成N2、CO2和H2O。

(1)写出HNCO与NO2反应的化学方程式:________。

(2)写出氧化产物与还原产物的质量之比________。

(3)要消除1.0 kg NO2需三聚氰酸[C3N3(OH)3]多少千克?

难点磁场

1.3   5     2     H2O        3     5

歼灭难点训练

1. (1)1    4     1     2     2     (2) 1  1  1     1     2

2.(1)合并配平法:由于生成物中无离子,根据电荷守恒的原则可知,反应物H2PO和Ag的化学计量数应相等,所以,可将H2PO和Ag合并为一个整体“H2PO+Ag”,再进行配平。

   

③11/4P4+15CuSO4        5Cu3P↓+6H3PO4+15H2SO4

④11P4+60CuSO4        20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4

⑤11P4+60CuSO4+96H2O====20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4

    

②Na2Sx+(3x+1)NaClO+   NaOH    Na2SO4    NaCl+   H2O

↑                    ↓

              (6x+2)×1         2×(3x+1)

③Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOH====xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O

(4)将PH4ClO4拆分为PH和ClO,然后进行配平。

答案:(1)2     2     4     2     2     3

(2)11   60    96H2O    20    24    60

(3)1  3x+1       2x-2      x      3x+1      x-1

(4)5     1    2     10

3.提示:

(1)由于反应在硫酸溶液中进行,因此可知所缺物质为H2SO4或H2O;由题给反应知H2O为生成物,故所缺物质为H2SO4

n(FeSO4)=0.0750 mol,n(KNO3)=0.025 mol

n(FeSO4)∶n(KNO3)=3∶1,(FeSO4)∶(KNO3)=3∶1

①3FeSO4+1KNO3   H2SO4   K2SO4   Fe2(SO4)3   NxOy↑+   H2O

②6FeSO4+2KNO3+4H2SO4====K2SO4+3Fe2(SO4)3+2/xNxOy↑+4H2O

(3)方法1:由方程式②,根据氧原子守恒得:24+6+16=4+36+2y/x+4

解得:y=x,则:NxOy为NO,即:x=1,y=1

方法2:设生成物NxOy中N元素的化合价为a,由上面方程式②得:

6×1=2×(5-a)    a=2

则:NxOy为NO,即:x=1,y=1

方法3:设生成物NxOy中N元素的化合价为a,由题意得:

11.4 g÷152 g?mol1×1=0.050 L×0.05 mol?L1×(5-a)(化合价升降总值相等)

余略。

答案:(1)6     2     4H2SO4      1     3     2/x   4

(2)HNO3(答NO或KNO3亦可)

(3)1     1

4.提示:(1)根据异氰酸的结构式,先标出异氰酸中各元素的价态:

再分析生成物质:异氰酸(HNCO)中N元素-3价,NO2中N元素+4价,二者将发生歧化反应生成N2,HNCO和NO2中C、H、O三元素反应前都呈稳定价态,故不参加氧化还原反应,反应后仍呈稳定价态,他们可组成的稳定化合物只能是CO2和H2O:

配平可得答案。

答案:(1)8HNCO+6NO2====7N2+8CO2+4H2O   (2)4∶3   (3)1.2 kg

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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