氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法

1、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法四川宣漢縣南壩中學(xué) 雅龍氧化還原方程式的配平一直是中學(xué)化學(xué)的難點之一，化合價升降法是配平氧化還原方程式基本方法，但學(xué)生在運用此方法進(jìn)行配平時容易出錯，原因在于氧化還原反應(yīng)繁雜多樣，各有其特點。但是只要我們掌握一些方法技巧，結(jié)合練習(xí)進(jìn)行鞏固，就可以做到對氧化還原反應(yīng)的配平得心應(yīng)手。一、配平原則 氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，因而反應(yīng)中元素的化合價必然有升有降，故可根據(jù)電子得失總數(shù)相等即化合價升降總數(shù)相等將氧化還原方程式配平。二、氧化還原反應(yīng)配平的步驟一般步驟：標(biāo)變價、列變化、求相等、觀察配平。例1.以CHNO3(濃) CO2NO2H2O為例說明化學(xué)方程

2、式配平的一般步驟(1)標(biāo)變價：正確標(biāo)出有化合價變化元素化合價的始態(tài)和終態(tài)；0 5 4 4CHNO3(濃)CO2NO2H2O(2)求升價元素或降價元素變化數(shù)：反應(yīng)中C從0價升高到4，升高了4價；N從5降低到4，降低了1價，表示如下：0 5 4 4CHNO3(濃)CO2NO2H2O14 (3)求相等：根據(jù)元素化合價升降總數(shù)相等，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。根據(jù)反應(yīng)中化合價升降總數(shù)必然相等，應(yīng)在C前面乘以1(1省略)，HNO3前面乘以4(相當(dāng)于升降變化數(shù)相互交叉即得對方的化學(xué)計量數(shù))，再據(jù)此根據(jù)C、N質(zhì)量守恒定律確定CO2和NO2的化學(xué)計量數(shù)分別為1和4，表示如下：0 5 4

3、 4C4HNO3(濃)CO24NO2H2O14(4)觀察配平:用觀察法配平其它元素。根據(jù)H元素質(zhì)量守恒，H2O的化學(xué)計量數(shù)為2，配平后將“”改為“=”，配平后的化學(xué)方程式為：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O若反應(yīng)中化合價升降變化有公約數(shù)，可同時除以公約數(shù)再交叉。例2.配平化學(xué)方程式：CH2SO4(濃) CO2SO2H2O解析： 0 6 2 4C2H2SO4(濃) CO22SO22H2O2/24/2用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)時除熟練掌握上述基本方法外，還應(yīng)掌握一些技巧才能快速準(zhǔn)確配平氧化還原反應(yīng)方程式。1.若同一物質(zhì)中有多種或多個原子得失電子，可把該物質(zhì)中化合價升降總數(shù)作為整體進(jìn)行配

4、平。例3.配平化學(xué)方程式FeS2O2 高溫 Fe2O3SO2 解析：FeS2中Fe和S化合價均升高，可把兩元素化合價升高總數(shù)之和作為整體進(jìn)行配平，O2同樣處理。2 -1 0 3 -2 4-24FeS2 11O22Fe2O38SO22×2=415×2=114FeS2 11O2高溫2Fe2O38SO22.化合價升降法配合氧化還原反應(yīng)時一般把先確定氧化劑、還原劑的化學(xué)計量數(shù)叫做正向配平，很多氧化還原反應(yīng)若正向配平比較困難，則可考慮先確定氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)即逆向配平。例4. 0 5 -1Cl2KOH(濃、熱) KClO35KClH2O15據(jù)此確定Cl2的化學(xué)計量數(shù)，再根

5、據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定KOH、H2O的化學(xué)計量數(shù)數(shù)。3Cl26KOH(濃、熱)=KClO35KCl3H2O除歧化反應(yīng)外，部分氧化還原反應(yīng)、自身氧化還原反應(yīng)等也適合逆向配平。例5.(1)CuHNO3(稀) Cu(NO3)2NOH2O(2)KMnO4HCl(濃)KClMnCl2Cl2H2O(3)(NH4)2PtCl6 PtN2NH4ClHCl解析：(1)反應(yīng)中HNO3發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)，若先確定NO的化學(xué)計量數(shù)即逆向配平，再根據(jù)NO和Cu(NO3)2 確定HNO3的化學(xué)計量數(shù)，會使配平變得簡單。0 5 2 2CuHNO3(稀)3Cu(NO3)22NOH2O32據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定Cu、H

6、NO3、H2O的化學(xué)計量數(shù)，其中HNO3的化學(xué)計量數(shù)3×22=8。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)HCl發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)也適合逆向配平，同時Cl2又適合整體配平。7 -1 2 0KMnO4HCl(濃)KCl2MnCl25Cl2H2O25據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定KMnO4、KCl、HCl、H2O的化學(xué)計量數(shù)。其中HCl的化學(xué)計量數(shù)為2×25×22=16。2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(3)該反應(yīng)適合整體配平結(jié)合逆向配平。 -3 4 0 0(NH4)2PtCl6 3Pt2N2NH4ClHCl6/

7、24/2據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定(NH4)2PtCl6、NH4Cl、HCl的化學(xué)計量數(shù)。3(NH4)2PtCl63Pt2N22NH4Cl16HCl綜上所述，可將氧化還原反應(yīng)方程式的配平概括為如下步驟：(1)標(biāo)變價：標(biāo)出有化合價變化元素的化合價。(2)找配平起點：確定某物質(zhì)或元素最適合的配平方向，即正向配平還或逆向配平。某物質(zhì)不管是反應(yīng)物還是生成物，若有多種元素或多個原子得失電子適合整體配平，并以該物質(zhì)所在的一邊作為配平的起點；歧化反應(yīng)、自身氧化還原反應(yīng)、部分氧化還原反應(yīng)等適合逆向配平。(3)求相等: 根據(jù)元素化合價升降總數(shù)相等，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。(4)觀察

8、配平。例6.配平下列化學(xué)方程式：(1)As2S3HNO3H3AsO4H2SO4NO2H2O(2)PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(3)Cu2SHNO3Cu(NO3)2NOH2SO4H2O(4)FeSH2SO4(濃) Fe2(SO4)3SO2SH2O解析：(1)反應(yīng)中As2S3適合整體正向配平32 5 5 6 4As2S328HNO3H3AsO4H2SO4NO2H2O12×23×8=28據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定H3AsO4、H2SO4、NO2、H2O化學(xué)計量數(shù)。As2S328HNO3=2H3AsO43H2SO428NO28H2O(2)P發(fā)生歧化反應(yīng)適合逆向配

9、平，Cu3P 適合整體配平。0 2 1 -3 5(2)PCuSO4H2O5Cu3P6H3PO4H2SO453×13=6據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定P、CuSO4、H2SO4、H2O的化學(xué)計量數(shù)。11P15CuSO424H2O=5Cu3P6H3PO415H2SO4(3)反應(yīng)中有化合價變化的元素有Cu、S、N, Cu、S 適合整體正向配平，先確定Cu2S的化學(xué)計量數(shù)；HNO3發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)，N適合逆向配平，先確定NO的化學(xué)計量數(shù)，故該反應(yīng)可用雙向配平法進(jìn)行配平。1 -2 5 2 3 6 3Cu2SHNO3Cu(NO3)210NOH2SO4H2O32×18=10據(jù)此根據(jù)質(zhì)量

10、守恒定律依次確定H2SO4、Cu(NO3)2、HNO3、H2O的化學(xué)計量數(shù)。3Cu2S22HNO3=6Cu(NO3)210NO3H2SO48H2O(4)該反應(yīng)，F(xiàn)eS中Fe、S的化合價均升高，適合正向整體配平，先確定FeS的化學(xué)計量數(shù)，H2SO4中S發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)適合逆向配平，先確定SO2的化學(xué)計量數(shù)。故同(3)一樣用雙向配平會使配平變得簡單。2-2 6 3 4 02FeSH2SO4(濃) Fe2(SO4)33SO2SH2O212=3據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定S、Fe2(SO4)3、H2SO4、H2O的化學(xué)計量數(shù),其中H2SO4中S的物質(zhì)的量等于生成物中Fe2(SO4)3和SO2中S的

11、物質(zhì)的量的總和。2FeS6H2SO4(濃)= Fe2(SO4)33SO22S6H2O特別強(qiáng)調(diào)：計算化合價變化總數(shù)時管前不管后，管后不管前。如例3中計算FeS2化合價升高總數(shù)時應(yīng)為12×5=11(管前)，而不是2×15=8(不管后)，O2 化合價降低總數(shù)應(yīng)為2×2=4(管前)，而不是3×22×2=10(不管后)；例6(2)中計算Cu3P化合價降低總數(shù)時應(yīng)為3×13=6（管后)，而不是13=4（不管前)。三、有離子參加的氧化還原反應(yīng)方程式的配平配平步驟：1. 根據(jù)元素化合價升降總數(shù)相等，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)；

12、2.根據(jù)電荷守恒確定不參加氧化還原反應(yīng)的離子的化學(xué)計量數(shù)；3.觀察配平其他物質(zhì)或元素。例7.配平下列離子方程式：(1)MnO4ClHMn2Cl2H2O(2)BH4Au3OH=AuBO2H2O (3)Sx2BrO3OHSO42BrH2O解析：部分離子方程式配平時略去標(biāo)出化合價步驟(1) 2MnO410ClH=2Mn25Cl2H2O25設(shè)H的化學(xué)計量數(shù)為y,由電荷守恒得2×(1)10×(1)y=2×(2)，解得y=16,由此確定H2O的化學(xué)計量數(shù)8。2MnO410Cl16H=2Mn25Cl28H2O(2) 3BH48Au3OH=3Au8BO2H2O38根據(jù)電荷守恒可知

13、OH的化學(xué)計量數(shù)為24，由此確定H2O的化學(xué)計量數(shù)18。3BH48Au324OH=3Au8BO218H2O(3) -2/x 5 6 -13Sx2(3x1)BrO3OH3xSO42(3x1)BrH2O6/2(6x2)/2根據(jù)電荷守恒得OH的化學(xué)計量數(shù)為(6X6)，再根據(jù)H質(zhì)量守恒確定H2O的化學(xué)計量數(shù)。3Sx2(3x1)BrO3(6x-6)OH=3xSO42(3x1)Br(3x-3)H2O四、缺項配平缺項部分一般不參與氧化還原反應(yīng)，常為酸、堿、水等，若為離子方程式，也可能為H、OH等。配平前若能根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變及電荷守恒目測出缺項部分，則可先確定出缺項部分，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法和

14、步驟進(jìn)行配平；否則應(yīng)先確定氧化劑、還原劑及其產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)，再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒確定缺項部分，最后觀察配平。例8.完成并配平下列化學(xué)方程式(1)KMnO4KNO2_MnSO4K2SO4KNO3H2O(2) H2O2Cr2(SO4)3 K2SO4K2CrO4H2O解析：(1)根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變可知，缺項部分為H2SO4,7 3 2 52KMnO45KNO2 H2SO42MnSO4K2SO45KNO3H2O25據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定K2SO4、H2SO4、H2O的化學(xué)計量數(shù)。2KMnO45KNO2 3H2SO4=2MnSO4K2SO45KNO33H2O(2) 根據(jù)反應(yīng)前后元素種類

15、不變可知，缺項部分為KOH。3H2O2Cr2(SO4)3KOH3K2SO42K2CrO4H2O6/22/2據(jù)此根據(jù)質(zhì)量守恒定律依次確定KOH、H2O的化學(xué)計量數(shù)。3H2O2Cr2(SO4)310KOH=3K2SO42K2CrO48H2O例9.人體內(nèi)O2離子對健康有害，使人過早衰老。但在催化劑SOD存在下可發(fā)生如下反應(yīng)，請完成該反應(yīng)的離子方程式：O2H2OSODH2O2O2 (1)在些反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是 ，還原產(chǎn)物是 ；(2)反應(yīng)中每產(chǎn)生1molO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量 。-2 -1 -1/2 0H2O(OH) H2O2 O2 O2 解析：根據(jù)電荷守恒可知缺項為OH，又根據(jù)化合價鄰價原則(即同種元

16、素間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時化合價只靠攏不相交)可知：O2發(fā)生了歧化反應(yīng)。112O2H2OSODH2O2O2OH根據(jù)電荷守恒確定OH的化學(xué)計量數(shù)，再根據(jù)H守恒確定H2O的化學(xué)計量數(shù)。2O2H2OSODH2O2O22OH答案：(1)O2、H2O2；(2)1mol筆者在多年的教學(xué)實踐中體味到：只要掌握一般的標(biāo)價原則，確定好配平的起點，靈活運用好“化合價升降法”這一基本方法，便能解決中學(xué)化學(xué)中絕大多數(shù)的氧化還原反應(yīng)方程式的配平問題。練習(xí)：完成并配平下列化學(xué)方程式(1)FeSO4KNO3H2SO4Fe2(SO4)3NOK2SO4H2O(2)KMnO4H2SH2SO4K2SO4MnSO4SH2O(3)AsH3

17、AgNO3H2OAs2O3AgHNO3(4) NF3H2OHFNOHNO3(5)PHNO3H2OH3PO4NO (6)ZnHNO3NH4NO3Zn(NO3)2H2O(7)K2MnF6SbF5KSbF6MnF3F2(8)Na2SxNaClONaOHNa2SO4NaClH2O(9)Ag3AsO4ZnH2SO4AgAsH3ZnSO4H2O(10)SCa(OH)2CaS5CaS2O3H2O(11)PtHNO3HClH2PtCl6NOH2O(12)Cl2NH3NH4ClN2(13)KMnO4H2C2O4H2SO4=CO2MnSO4K2SO4H2O(14)Fe(OH)3NaOHCl2Na2FeO4NaCl

18、H2O(15)SCa(OH)2CaSCaS2O33H2O(16)AsH3KBrO3H2SO4HAsO4Br2K2SO4H2O(17)K2Cr2O7FeSO4H2SO4Cr2(SO4)3Fe2(SO4)3K2SO4H2O(19)PtHNO3HClH2PtCl6NO (20) Mn2BiO3 MnO4Bi3H2O (21)MnO4C2O42HMn2CO2H2O(22)AnBy-Ax-Bm(23)S52BrO3OHSO42BrH2O附答案：(1)6FeSO42KNO34H2SO4=3Fe2(SO4)32NOK2SO44H2O(2)2KMnO45H2S3H2SO4K2SO42MnSO45S8H2O(3)2AsH312AgNO33H2O=As2O312Ag12HNO3(4) 3NF35H2O=9HF2NOHNO3(5)3P5HNO32H2O=3H3PO45NO (6)4Zn10HNO3=NH4NO34Zn(NO3)23H2O(7)K2MnF6SbF5KSbF6MnF3F2(8)Na2S