辅导配平氧化还原反应

 

 

氧化还原反应的配平是正确书写氧化还原反应方程式的重要步骤，它是高中化学教学中要培养学生的一项基本技能，同时氧化还原反应的配平也一直是高考考查的热点。考查氧化还原反应配平的试题，一般其难度都不低，因此，掌握较好的解题方法，快速、准确地进行配平是解决这类问题的关键。下面介绍两种简单、通用、快速、准确的配平方法。   一、电子守恒法 1、配平原理发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。   2、方法和步骤 ①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。  在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则：自身氧化还原反应→ 先配平生成物的计量数；部分氧化还原反应 → 先配平生成物的计量数； 一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。   ②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。 ③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。 ④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。 3、实战演练      7     -1            0  2 ⑴ KMnO₄＋HCl ___________ Cl₂＋MnCl₂＋KCl＋H₂O    标出化合价，因该反应是部分氧化还原反应，故确定先配平生成物Cl₂和MnCl₂，同时列出化合价升降情况，配平化合价变化的物质Cl₂和MnCl₂的计量数。 7                   2      降低Mn   →               Mn    5e    ×     －1                   0 升高Cl    →             Cl₂    2e    ×  5   所以先配平为  KMnO₄＋HCl     5Cl₂＋2MnCl₂＋KCl＋H₂O   再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为   2KMnO₄＋16HCl ＝5Cl₂＋2MnCl₂＋2KCl＋8H₂O      -3    6                     0   4 ⑵ (NH₄)₂SO₄  __________   NH₃＋N₂＋SO₂＋H₂O   标出化合价，因该反应是自身氧化还原反应，故确定先配平生成物N₂和SO₂ ，同时列出化合价升降的情况，配平化合价变化的物质N₂和SO₂的计量数。   6            　　 4     降低S   →             S       2e    ×  3 －3                0 升高N                N₂      6e    ×  1 所以方程式先配平为 (NH₄)₂SO₄ ___________  NH₃＋1N₂＋3SO₂＋H₂O   再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为 3(NH₄)₂SO₄ =4NH₃＋1N₂＋3SO₂＋6H₂O   1－2  5                   2         6  2 ⑶ Cu₂S＋HNO₃   　  Cu(NO₃)₂＋H₂SO₄＋NO＋H₂O    标出化合价，因该反应是部分氧化还原反应，故确定先配平生成物Cu(NO₃)₂ 、H₂SO₄和NO，同时列出化合价升降的情况，配平化合价变化的物质Cu(NO₃)₂ 、H₂SO₄和NO的计量数。（因为Cu和S的化合价均升高，且它们来自于反应物Cu₂S ，Cu和S的原子个数比为2：1，按此比例叠加化合价变化数目）   5              　 2     　降低N                　N       3e    ×  10     －2            6        升高S                S              1               2       10e  ×  3     2Cu     2Cu   所以方程式先配平为Cu₂S＋HNO₃  　6Cu(NO₃)₂＋3H₂SO₄＋10NO＋H₂O   再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为   3Cu₂S＋22HNO₃ ＝6Cu(NO₃)₂＋3H₂SO₄＋10NO＋8H₂O   〔练一练〕配平下列氧化还原反应方程式。   1.  FeS₂＋O₂  SO₂＋Fe₂O₃   2.  FeS＋H₂SO₄     Fe ₂ (SO₄)₃＋SO₂＋H₂O＋S   3.  Ag NO₃         Ag＋NO₂＋O₂   二、待定系数法   1、配平原理     质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。   2、方法和步骤对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。   3、实战演练（将以上所列出的方程式一一利用待定系数法配平） ⑴ KMnO₄＋HCl           Cl₂＋MnCl₂＋KCl＋H₂O 因为锰元素和氯元素的化合价变化，故将Cl₂和MnCl₂的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为 yKMnO₄＋（3y＋2x）HCl＝xCl₂＋yMnCl₂＋yKCl＋4yH₂O ，最后根据氢元素守恒，列出x和y的关系式：3y＋2x＝8y，得出2.5y＝x ，把方程式中的x都换成y ，即 yKMnO₄＋8yHCl＝2.5yCl₂＋yMnCl₂＋yKCl＋4yH₂O ，将x约掉，并将计量数变为整数，故最终的配平结果为 2KMnO₄＋16HCl ＝5Cl₂＋2MnCl₂＋2KCl＋8H₂O。 ⑵ (NH₄)₂SO₄         NH₃＋N₂＋SO₂＋H₂O   因为氮元素和硫元素的化合价变化，故将N₂和SO₂的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为y(NH₄)₂SO₄ ＝（2y－2x）NH₃＋xN₂＋ySO₂＋（y＋3x）H₂O ，最后根据氧元素守恒，列出x和y的关系式： 4y＝2y＋y＋3x，得出3x＝y ，把方程式中的y都换成x ，即3x(NH₄)₂SO₄ ＝4xNH₃＋xN₂＋3xSO₂＋6xH₂O ，将x约掉，故最终的配平结果为 3(NH₄)₂SO₄ ＝4NH₃＋1N₂＋3SO₂＋6H₂O。 ⑶ Cu₂S＋HNO₃ __________  Cu(NO₃)₂＋H₂SO₄＋NO＋H₂O 因为氮元素和铜元素、硫元素的化合价变化，故将Cu₂S和HNO₃的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为 xCu₂S＋yHNO₃ ＝2xCu(NO₃)₂＋xH₂SO₄＋（y－4x）NO＋（2y－12x）H₂O ，最后根据氢元素守恒，列出x和y的关系式：y＝2x＋4y－24x，得出x＝y ，把方程式中的y都换成x ，即xCu₂S＋xHNO₃ ＝2xCu(NO₃)₂＋xH₂SO₄＋xNO＋xH₂O，将x约掉，并将计量数变为整数，故最终的配平结果为3Cu₂S＋22HNO₃ ＝6Cu(NO₃)₂＋3H₂SO₄＋10NO＋8H₂O。

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