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氧化还原反应方程式的配平

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更新时间：2021-03-25

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化学社的同学查阅资料发现，工业上曾经通过反应 “ 3Fe+4NaOH Fe ₃ O ₄ ↑ +2H ₂ ↑ +4Na ”生产金属钠。下列说法正确的是 ( )

A ．还原产物是钠 Na 和

B ．用磁铁可以将 Fe 与分离

C ．将生成的气体在空气中冷却可获得钠

D ．每生成 1molH ₂ ，该反应转移的电子数约为

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知识点：氧化还原反应方程式的配平

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【答案】

【详解】

A ．反应中钠元素和氢元素均由 +1 价降至 0 价，生成单质，所以单质钠和氢气是还原产物；铁元素由 0 价升高，所以 Fe ₃ O ₄ 是氧化产物，不符合题意；

B ．铁单质有顺磁性，可被磁铁吸引， Fe ₃ O ₄ 本身就是磁铁主要成分，也可被磁铁吸引，所以无法分离，不符合题意；

C ．单质钠相当活泼，能与空气中的氧气反应，所以冷却应隔绝空气，不符合题意；

D ． H 由 +1 价还原至 0 价，每生成 1mol H ₂ 得电子 2mol ，按照方程式可知同时还有 2molNa 被还原，也得电子 2mol ，所以生成 1molH ₂ 时，反应中整体转移 4mol 电子。按照阿伏伽德罗常数近似等于 6.02 × 10 ²³ mol ^-1 ，代入 N=n • N _A ，得 N=4 × 6.02 × 10 ²³ =2.408 × 10 ²⁴ ，符合题意；

综上，本题选 D 。

考点梳理:

根据可圈可点权威老师分析，试题“ ”主要考查你对氧化还原反应的配平等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下：

◎ 氧化还原反应的配平的定义

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

◎ 氧化还原反应的配平的知识扩展

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x 0→-2 降2×2
S₂ 0→+4 升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

◎ 氧化还原反应的配平的知识导图

◎ 氧化还原反应的配平的特性

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等

配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒

配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

◎ 氧化还原反应的配平的知识点拨

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

一般方法：从左向右配。
步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

标出元素化合价变化的始态和终态
求升价元素或降价元素化合价的变化数
求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
配平变价元素
用观察法配平其他元素
检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
如：

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

◎ 氧化还原反应的配平的考试要求

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NaIO₃+ NaHSO₃→ NaHSO₄+ Na₂SO₄+ I₂+ H₂O

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Fe³⁺→Fe²⁺；MnO₄^－→Mn²⁺；Cl₂→2Cl^－；HNO₃→NO。

如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I₂最多的是（）

A．Fe³⁺ B．MnO₄^－ C．Cl₂ D．HNO₂

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（2）投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目：

KOCN＋ KOH＋ Cl₂ → CO₂ ＋ N₂ ＋ KCl ＋ H₂O

（3）若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯 g。

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（1）请写出并配平上述反应的化学方程式。

（2）此反应的还原剂是，它的氧化产物是。

（3）此反应的离子反应方程式可表示为：

。

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