《2025年优化探究同步导学案高中化学必修第一册人教版》

1.已知$X_2O_7^{2-}$能将$SO_3^{2-}$氧化，当溶液中$X_2O_7^{2-}$与$SO_3^{2-}$物质的量之比为 1:3时，$SO_3^{2-}$恰好被氧化为$SO_4^{2-}$，计算X在还原产物中的化合价。“找物质”:$X₂O₇²⁻$在反应中是氧化剂，$SO₃²⁻$是还原剂，$SO₄²⁻$是氧化产物。
“定得失”:假设X在还原产物中的化合价为+n价，则1个$X₂O₇²⁻$在反应中得到2×(6−n)个电子，一个$SO₃²⁻→SO₄²⁻$过程中失去2个电子。
“列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N (还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。根据上述分析列出得失电子守恒等式:1×2×(6−n)=3×2，解得n=3。
即X在还原产物中的化合价为+3。

答案： 1.提示:“找物质”:$X₂O₇²⁻$在反应中是氧化剂，$SO₃²⁻$是还原剂，$SO₄²⁻$是氧化产物。
“定得失”:假设X在还原产物中的化合价为+n价，则1个$X₂O₇²⁻$在反应中得到2×(6−n)个电子，一个$SO₃²⁻→SO₄²⁻$过程中失去2个电子。
“列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N (还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。根据上述分析列出得失电子守恒等式:1×2×(6−n)=3×2，解得n=3。
即X在还原产物中的化合价为+3。

2.配平$C + HNO_3(浓)\longrightarrow NO_2\uparrow + CO_2\uparrow +H_2O$。
配平一般步骤
①标价态:写出反应物和生成物的化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。
$C⁰+HNO₃⁺⁵(浓)→NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
②列变化:标出反应前后元素化合价的变化。

$C⁰+HNO₃⁺⁵(浓)→NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
化合价升高4
化合价降低1
③求总数:依据得失电子守恒，使化合价升高和降低的总数相等。

$C⁰+4HNO₃⁺⁵(浓)→4NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
化合价升高，失去4e⁻×1
化合价降低，得到1e⁻×4
④配系数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
$C+4HNO₃(浓)→4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O$
⑤查守恒:检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒。
$C+4HNO₃(浓)\triangle→4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O$。

答案：
2.提示:配平一般步骤
①标价态:写出反应物和生成物的化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。
$C⁰+HNO₃⁺⁵(浓)→NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
②列变化:标出反应前后元素化合价的变化。

$C⁰+HNO₃⁺⁵(浓)→NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
化合价升高4
化合价降低1
③求总数:依据得失电子守恒，使化合价升高和降低的总数相等。

$C⁰+4HNO₃⁺⁵(浓)→4NO₂⁺⁴↑+CO₂⁺⁴↑+H₂O$
化合价升高，失去4e⁻×1
化合价降低，得到1e⁻×4
④配系数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
$C+4HNO₃(浓)→4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O$
⑤查守恒:检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒。
$C+4HNO₃(浓)\triangle→4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O$

1.(2024·石家庄一中高一期末)一定条件下，当溶液中$XO_4^-$与$H_2O_2$分子个数比恰好为 2:5时，溶液中$XO_4^-$被还原为较低价态，则X元素的化合价为 (A)

A.+2
B.+3
C.+4
D.+5

答案： 1.A　$XO₄⁻$中X元素的化合价为+7，一定条件下，当溶液中$XO₄⁻$与$H₂O₂$分子个数比恰好为2:5时，溶液中$XO₄⁻$被还原为较低价态，$H₂O₂$被氧化为$O₂$，设还原产物中X元素的化合价为a，根据得失电子守恒(7−a)×2=2×5，a=+2。

2.(2024·福建南平高一期末)$Cl_2$与强碱溶液反应时，它的产物取决于强碱溶液的温度。一定条件下足量$Cl_2$与$NaOH$溶液完全反应，测得溶液中$ClO^-$、$ClO_3^-$物质的量之比为 6:1，则溶液中$Cl^-$和$ClO^-$物质的量之比为 (D)

A.2:1
B.5:1
C.8:3
D.11:6

答案： 2.D　　$ClO⁻$、$ClO₃⁻$物质的量之比为6:1，则不妨设$n(ClO⁻)=6mol$，$n(ClO₃⁻)=1mol$，根据得失电子守恒可得:$n(Cl⁻)=n(ClO⁻)+5n(ClO₃⁻)=6mol + 5mol = 11mol$，则溶液中$Cl⁻$和$ClO⁻$物质的量之比为11:6。

3.(2024·浙江杭州高一期末)把图 b的碎纸片补充到图 a中，可得到一个完整的氧化还原型离子方程式，下列有关该方程式的说法正确的是 (C)


A.配平后的化学计量数依次为 3、1、2、6、3
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2
C.每生成 3 分子$H_2O$，转移电子数为 4个
D.$SO_3^{2-}$是还原产物

答案： 3.C　由图可知，硫是反应物，则题给反应为硫与溶液中的氢氧根离子反应生成硫离子、亚硫酸根离子和水，反应的离子方程式为$3S + 6OH⁻ = 2S²⁻ + SO₃²⁻ + 3H₂O$，反应中硫元素的化合价既升高被氧化又降低被还原，硫既是反应的氧化剂也是还原剂，硫离子是反应的还原产物、亚硫酸根离子是氧化产物。A.配平后的化学计量数依次为3、6、2、1、3，故A 错误;B.硫既是反应的氧化剂也是还原剂，硫离子是反应的还原产物、亚硫酸根离子是氧化产物，则由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1，故B错误;C.由方程式可知，反应生成3个水分子，转移电子数为4个，故C正确;D.亚硫酸根离子是氧化产物，故D错误。