内容正文:
微专题2 氧化还原方程式的配平
一、氧化还原反应方程式的配平方法
1.基本原则
(1)得失电子守恒
①特征:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
②本质:在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
(2)质量守恒
反应前后原子的种类和数目不变。
(3)电荷守恒
对于离子反应,方程式两端阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.一般步骤
[典型例题1] 配平下列化学方程式:
H2S+HNO3S↓+NO↑+H2O
解析:配平步骤如下
第一步:标变价,H2+↓+O↑+H2O
第二步:列得失,
H2 +
失去2e-↓ ↓得到(5-2)e-
第三步:求总数,从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。
H2 +
失去
2e-×3↓ ↓得到3e-×2
O
故H2S的化学计量数为3,HNO3的化学计量数为2。
第四步:配系数,先配平变价元素,再利用原子守恒配平其他元素。即:
3H2S+2HNO33S↓+2NO↑+4H2O
第五步:查守恒,其他原子的数目在反应前后相等,最后利用O原子守恒来进行验证。
答案:3H2S+2HNO33S↓+2NO↑+4H2O
[跟踪训练1] 配平下面方程式:
Fe2++ Cr2+ H+ Fe3++ Cr3++ H2O
解析:Fe2+ ~ Cr2
失去e- 得到6e-
所以根据得失电子守恒,可知Fe2+的化学计量数为6,Cr2的化学计量数为1;根据原子守恒确定其余计量数。
答案:6 1 14 6 2 7
二、常见氧化还原反应方程式配平的类型
1.正向配平类
氧化剂和还原剂是不同的物质,从方程式左端,确定氧化剂、还原剂的化学计量数。
2.逆向配平类
氧化剂与还原剂是同一种物质,氧化产物和还原产物是不同的物质,可从方程式右端,确定氧化产物、还原产物的化学计量数。进而确定各物质的化学计量数。
3.缺项配平类
给出的方程式,缺少一种或几种反应物(生成物),一般是H+或OH-或H2O,需要溶液环境判断。
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
4.整体配平类
一种物质中有两种或两种以上元素化合价发生变化。
如: FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2
此时需要把FeS2作为一个整体确定失11个电子,然后按一般方程式进行配平,化学计量数分别为4、11、2、8。
[典型例题2] 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+呈无色)。配平该反应的离子方程式:
NaBiO3+ Mn2++ Na++ Bi3++ Mn+ 。
解析:(1)先根据得失电子守恒,确定NaBiO3和Mn2+的化学计量数为5、2;Bi3+和Mn的化学计量数为5、2。
(2)原子守恒,确定Na+的化学计量数为5。
(3)补项,根据酸性环境,以及方程式右端少氧原子,确定方程式左端是H+,右端是H2O,根据原子守恒配平其他物质的化学计量数。
答案:5 2 14H+ 5 5 2 7H2O
[跟踪训练2] KMnO4与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,写出并配平该反应的离子方程式。
解析:第一步:根据化合价变化判断,KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原产物;Na2C2O4(碳元素的化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
第二步:按“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”把离子方程式初步写成以下形式:
Mn+C2Mn2++CO2↑,根据化合价升降守恒确定:
2Mn+5C22Mn2++10CO2↑
第三步:反应在硫酸中进行,故在左边补充H+,右边补充H2O。
2Mn+5C2+ H+2Mn2++10CO2↑+ H2O
第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平并检查。2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案:2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
氧化还原反应方程式的配平技巧
1.全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素的化合价全发生变化的,一般从左边反应物着手配平。
2.自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化),一般从右边生成物着手配平。
3.缺项配平:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷,一般加H+,右边生成物加水;若左边反应物缺负电荷,一般加OH-,右边生成物加水;然后进行两边电荷数的配平。
4.当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
5.整体配平:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种。
(以下选择题有1~2个选项符合题意)