氧化还原反应方程式配平方法归纳
氧化还原反应方程式配平方法归纳
四川省巴中中学 杨启林
一、 左配法
对于被氧化、被还原的元素在不同物质中的氧化还原反应,一般从左边反应物着手配平。 例1:配平Ag 3AsO 4+Zn+H2SO 4-Ag+AsH3+ZnSO 4+H2O
解析:根据化合价升、降总数相等,先配平化学方程式左边化合价有变化的物质的化学计量数。
2Ag 3AsO 4+11Zn+H2SO 4-Ag+AsH3+ZnSO4+H2O
再根据质量守恒,用观察法即可配平其他物质的化学计量数。配平后的化学方程式为:
2Ag 3AsO 4+11Zn+11H2SO 4=6Ag+2AsH3↑+11ZnSO4+8H2O
二、 右配法
如果化合价有升降的元素是同一物质中的同一元素,或者氧化剂、还原剂是同一物质时,一般先从化学方程式右边着手配平。
例2:配平P+CuSO4+H2O---Cu 3P+H3PO 4+H2SO 4
解析:因为反应物P 的化合价同时有升降,若先配平化学方程式左边的化学计量数,较为繁琐,采用右配法。根据化合价升、降总数相等,先配平化学方程式右边化合价有变化的 物质的化学计量数。
P+CuSO4+H2O5-Cu 3P+6H3PO 4+H2SO 4
再根据质量守恒,用观察法即可配平其他物质的化学计量数。配平后的化学方程式为:
11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO 4+15H2SO 4
三、 奇数配偶法
如果一个氧化还原反应方程式的一边某元素的原子数位偶数,而另一边为奇数时,可将该元素的原子先配成偶数,使该元素原子数在等式两边相等,然后再配平其他元素。
例3:配平S+C+KNO3-CO 2+N2+K2S
解析:反应物KNO 3中三种元素的原子均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可先将KNO 3的系数配成2得:S+C+2KNO3-CO 2+N2+K2S ,再用观察法配平其他物质的化学计量数。配平后的化学方程式为:S+3C+2KNO3=3CO 2↑+N2↑+K2S
四、 零价配平法
若遇到用常规方法无法确定化合价的物质,可假设物质中各元素的化合价均为0,再计算出各元素的化合价的升、降值,并使元素的化合价的升、降总数相等,配平化合价有变化的元素,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例4:Fe 3C+HNO3-Fe(NO3) 3+NO2+CO2+H2O
解析:复杂的Fe 3C 按常规方法无法确定其中Fe 和C 的具体化合价,此时可以假设组成该物质的各元素的化合价均为0,再根据化合价升、降法配平。
先配平Fe 3C 和NO 2的化学计量数:1Fe 3C+HNO3-Fe(NO3) 3+13NO2+CO2+H2O ,再根据质量守恒,用观察法即可配平其他物质的化学计量数。配平后的化学方程式为:
Fe 3C+22HNO3=3Fe(NO3) 3+13NO2↑+CO2↑+11H2O
五、 整体标价法
当某一元素的原子在某化合物中有多个时,为方便配平操作,可以将它们作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价。
例5:配平S +Ca(OH)2-CaS x +CaS2O 3+H2O
解析:根据化学方程式的特点,上述反应采用右配法。分析化合价升降时,把S x 、S 2作为一个整体对待。
S +Ca(OH)2-2CaS x +1CaS2O 3+H2O
再根据质量守恒,用观察法即可配平其他物质的化学计量数。配平后的化学方程式为:
2(x+1)S +3Ca(OH)2=2CaSx +CaS2O 3+3H2O
六、 离子电子法
氧化还原反应是由失电子的氧化反应和得电子的还原反应这两个“半反应”组成的化学反应,表示这种半反应的式子称为“离子电子式”。将一个氧化还原反应拆分成两个“半反应”,将半反应式配平后,乘以适当系数,相加消去得、失电子数而配平氧化还原反应的方法,称为“离子电子法”。
2+例6:配平MnO 4-+H++C2O 42--Mn +H2O+CO2
解析:(1)把起氧化作用(或还原作用)的离子及其产物分别写成半反应。
2+ MnO 4--Mn C 2O 42--CO 2
(2)根据介质情况添加缺项原子(离子)并配平原子数。
2+MnO 4-+8H+-Mn +4H2O C 2O 42--2CO 2
(3)检查两边电荷数,若式子两边电荷数不等,可以在反应式左边加或减若干电子。
2+MnO 4-+8H++5e--Mn +4H2O C 2O 42—2e --2CO 2
(4) 将两个离子电子式各乘以适当的系数,使得、失电子数相等,然后将两式子相加,消去电子及重复项即得配平的离子方程式。上述两个“半反应”分别乘以2、5,然后将两式
2+相加,即得配平后的离子方程式:2MnO 4-+16H++5C2O 42-=2Mn+8H2O+10CO2↑
七、 待定系数(化学计量数)法
在化学反应中原子的种类和数目是不变的,即原子守恒。由此我们可以设反应中各物质的化学计量数为某些待定的字母,然后利用原子守恒列出这些待定字母之间的关系,最后通过讨论确定最简比,从而配平化学方程式。
例7:配平KMnO 4+FeS+H2SO 4-K 2SO 4+MnSO4+Fe2(SO4) 3+S+H2O
解析:假设反应物的化学计量数分别为:
aKMnO 4+bFeS+cH2SO 4-dK 2SO 4+eMnSO4+fFe2(SO4) 3+gS+hH2O
K守恒有:a=2d ; Mn 守恒有:a=e ; Fe 守恒有:b=2f
H守恒有:c=h ; S 守恒有:b+c=d+e+3f+g; O守恒有:4a+4c=4d+4e+12f+h
解方程组时,为了便于求解可设最小计量数(此题中为d )为1。解得a=2;b=
c=8;d=1;e=2;f=10; 3510;g=;h=8.将分数化为整数,得到配平的化学方程式为:33
6KMnO 4+10FeS+24H2SO 4-3K 2SO 4+6MnSO4+5Fe2(SO4) 3+10S↓+24H2O
八、 拆项配平法
如果反应中氧化剂和还原剂是同种物质可以拆分成单原子,并将氧化剂和还原剂分别表示;如果生成物中氧化产物和还原产物是同一种物质,也可以拆分成单原子并将氧化产物和还原产物分别表示。然后运用化合价升降法配平,再对同一原子系数进行整理、合并,重新表示成原物质,配平过程分成拆、配、并三个步骤。
例8:配平P 4+CuSO4+H2O---Cu 3P+H3PO 4+H2SO 4
解析:
并; 11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO 4+60H2SO 4
九、 电子转移最少法
有两种以上元素(价态发生变化值在两种以上)发生电子转移的氧化还原反应,若从不同角度出发配平的化学计量数不同,这时应以电子转移数最少为原则配平化学方程式。
例9; 配平XeF 4+H2O -XeO 3+Xe+HF+O2
解析:若确定化合价升高总数为6,这利用化合价升降的最小公倍数12(电子转移数12)。配平化学方程式为:5XeF 4+10H2O =2XeO3+3Xe+20HF+2O2
若考虑升降化合价的最小公倍数为降低的化合价4的倍数为8(电子转移数8),
这时得到配平的化学方程式为:4XeF 4+8H2O =2XeO3+2Xe+16HF+2O2
显然,化合价升降的最小公倍数为8(电子转移数8)时,电子转移数最少。故配平后的化学方程式为:4XeF 4+8H2O =2XeO3+2Xe+16HF+2O2