化合价升降法配平氧化还原反应的根本方法与常用技巧[1].

化合价升降法配平氧化还原反应的根本方法与常用技巧一、基本步骤以 Cu +HNO 3 - Cu (N O 3 2 + NO2 + H2O 为例 :1、 标变价 :根据化合价升降规律标出变价元素的化合价 ,不变价的元素不必标出。 0+5+2+5+4Cu +HNO 3-C u (N O 3 2 + NO2 + H2O2、 求转移电子数 :通常选用 1mol 的氧化剂和 1mol 的还原剂作标准 ,根据元素的变价求 出 1mol 的氧化剂和 1mol 的还原剂中所有变价元素得失电子数。0 +2C u C u :化合价升高 2+5 +4N N :化合价降低 1说明 :该步是化合价升降法配平氧化还原的关键 ,所谓的配平技巧主要就是不同情况下 求取得失电子数的方法 , 例如 , 当氧化剂和还原剂是同一各物质 , 而氧化产物和还原产物是 两种物质的氧化还原反应 , 如配平 KClO 3 - KCl + O2 时 , 初学者易以 KClO 3 为标准计 算得失电子数 ,从而出现反应物系数不好确定的困难 ,此时若以产物 KCl 和 O 2 为标准计 算得失电子数则容易确定系数 ,这即所谓的逆向配平技巧。3、 根据得失电子数的最小公倍数求标准物的系数0 +2C u C u化:合价升高1+5 +4N N :化合价降低 124、 将所求得系数添加在标准物前 ,然后据此确定含有变价元素的产物系数 ,使变价元素 的原子个数相等并满足得失电子守恒关系。Cu +2HNO 3-C u (N O 3 2 +2 NO2 + H2O说明 :系数是 1 时通常省略不写 ,但在题目中有时是填空式的方框 ,那么 , 1 也要填写。 5、 利用观察法配平未参加反应的元素原子个数 ,使反应方程式满足质量守恒规律Cu +4HNO 3-C u (N O 3 2 +2 NO2 +2 H2O说明 :该反应中有 2mol 硝酸起了酸的作用 ,所以硝酸前的系数成了 4 ;通常在配平 未变价的原子时 ,先配平原子团 (如该例中起酸作用的硝酸根 ,再配 H ,然后配 O 。 6、 检查所配方程式将短线改为等号Cu +4HNO 3=C u (N O 3 2 +2 NO2 +2 H2O说明 :从理论上讲 , 检查所配方程式是否平衡要检查是否满足得失电子守恒、质量守 恒和电荷守恒 , 一般说来 ,一个守恒成立其它大多也能成立 , 不必样样检查 ,若是离子反应 检查电荷守恒最方便。二、常用技巧1、添加系数法 反应物和产物中变价原子数不同时,可以先添加系数 ,这是经常 用的一个技巧 ;例如 :NH 3+O 2 -N 2+H 2O该反应配平时 , 若以 1mol NH3 和 1molO 2 作标准求得失电子数 , 则配平后 , 出现分数 系数 , 还需要调整系数为整数 , 比较方便的方法是先在 NH 3 前添加系数 2(因产物 N2 为双 原子分子 ,所以 NH 3 的系数至少也是 2 ,然后以 2 mol NH3 和 1mol O2 作标准求系数更方 便。答案 :43262、整体配平法 一种物质中有两种或多种元素变价时,将其作为一个整体看待 , 求 1mol 该物质得失电子的总数即可 ,即所谓的整体配平法 ;例如 :Cu 2S + HNO3-C u (N O 3 2 + NO + H2SO 4 + H2O该反应的反应物Cu 2S 中两种元素的化合价均升高,所以把 Cu 2S 看作一个整体 ,求 得 1mol Cu2S 所失电子的总数为 10e -。答案 :322610383、逆向配平法 当氧化剂或还原剂是多种物质 ,或者氧化剂和还原剂是同一种物 质 , 而氧化产物和还原产物是两种独立的物质时 , 选用氧化产物和还原产物为标准来计算得 失电子数将更方便 ,此即是所谓的逆向配平技巧 ;例如 :P +CuSO 4+H 2O -C U3P +H 3PO 4+H 2SO 4该反应的氧化剂是 P 、 CuSO 4,还原剂是 P ,以反应物作标准求得失电子数比较困难 , 但是氧化产物只 H 3PO 4、还原产物只 C U3P ,所以以 1mol H 3PO 4 和 1mol C U3P 作标准物容 易求得失电子数。答案 :11152456154、拟价法 对无法用常规方法确定化合价的物质 ,可以用拟价法 ,即可以随便假 定元素的化合价 , 只要整个化合物的价态满足代数和为零原则就可以 , 因为这样对该反应的 电子得失数没有影响 ;例如 :Fe 3C +HNO 3-F e (N O 3 3 + NO2 + CO2 + H2O该反应的反应物中的Fe 3C 的价态不好确定, 我们不防假设其中Fe 的价态为+3 价 , 那么 C 的价态就应是 -9 价 , 如此则成了一个普通氧化还原方程式的配平, 选取 1mol 的 Fe 3C 和 1mol 的 HNO 3 为标准 , 即可求的得失电子数。如果假设 Fe 3C 中 Fe 为 0 价, 那么 C 为 0 价 , 再将 Fe 3C 看作一个整体 , 同样能配平。答案:1223131116、 一定系数关系的氧化还原方程式的配平法:例如 :S +KNO 3+C -K 2S +N 2+CO 2虽然该反应中得电子的一方不止一种物质 ,而是有 S 和 KNO 3 两种物质 ,但由于两 者的还原产物 K 2S 的制约 ,实际上限制了 S 与 KNO 3 的物质的量比为 1 :2,所以我们可以 把 1mol S 和 2mol KNO3 作为 一个整体来看 ,从而求得氧化剂得电子总数 , 进而配平整个 反应。答案 :1231137、 不定系数的氧化还原反应方程式的配平法:例如 :FeS 2 +C +O 2 -Fe 3O 4+CO +S在该反应中 ,氧化剂 O 2 是夺取电子的一方 ; 而另一方除 C 失去电子外 , FeS 2 作为整 体也表现为失去电子 ,象这种特殊类型的氧化还原反应 ,可看成为 FeS 2 ,C 分别与 O2 的 两个彼此独立反应的加和。假设题目没有给出 FeS 2与 C 的物质的量之比这个限制条件 , 那么这种方程式的配平将是不确定的。换言之 ,其系数可能有无数套 : 2C+O2=2CO 3FeS 2 + 2 O2=Fe 3O 4 +6S即X + y ,得:3y FeS2 +2xC +(2y+xO2 = y Fe3O 4+2xCO +6y S (其中 x,y 均为自然数 8、 有机反应的配平法 有机物参入的氧化还原反应,通常首先规定有机物中H 为+1 价, O为 -2 价,并以此确定碳元素的平均化合价。再根据还原剂化合价升高总数与 氧化剂化合价降低总数相等原则 ,结合观察法配平。例如 :H 2C 2O 4+KMnO 4+H 2SO 4-CO 2+K 2SO 4+MnSO 4+H 2O解析 :H 2C 2O 4中, 令 H 为+1 价, O 为-2 价, 则 C 的平均化合价为 +3 价。 1 个 H 2C 2O 4 化合价升高数为 2, 1 个 KMnO 4 化合价降低数为 5,最小公倍数为 10,故 H 2C 2O 4 的 系数为 5, KMnO 4 的系数为 2。配平的方程式为 :5 H2C 2O 4+2KMnO 4+3H 2SO 4=10CO 2+K 2SO 4+2MnSO 4+8 H2O9、 缺项方程式的配平 :如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来 , 在配平时 , 如果所空缺的物质不发生电子的得失 ,仅仅是提供一种发生反应的酸、 碱、 中性的环境 ,可 先把有化合价升降的元素配平 ,再确定出所缺的物质 ,把系数填上即可。例如 :BiO 3-+Mn 2+-Bi 3+MnO 4-+H 2O解析 :首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质:5BiO 3-+2 Mn2+-5 Bi3+2 MnO4-+H 2O根据氧原子守恒 ,可以确定 H 2O 的系数为 7,根据质量守恒和电荷守恒规律 可以确定反应物所缺的是氢离子 H +。答案 :5214H+527三、考题今昔1、 (92 年上海配平下列氧化还原反应的化学方程式:( Fe (OH 3+( NaOH +( Cl 2=( Na 2FeO 4+( NaCl +( H 2O 电子转移的总数为答案 2 10 3 2 6 8 6e -2、 (03 年上海实验室为监测空气中汞蒸气的含量,往往悬挂涂有 CuI 的滤纸 ,根据滤纸 是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量, 其反应为 :4CuI+Hg Cu 2HgI 4+2Cu(1 上述反应产物 Cu 2HgI 4 中 , Cu 元素显 价。(2 以上 反应 中的 氧化 剂为 ,当 有 1molCuI 参 与 反应时 ,转 移电子 mol 。(3 CuI 可由 Cu 2+与 I - 直接反应制得 ,请配平下列反应的离子方程式。答案 (1 +1 (2 CuI 0.5 (3 2 5 2 13、 (2007 年上海 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的 反应式 :NO 3-+4H +3e -= NO+2H 2OKMnO 4 、 Na 2CO 3、 Cu 2O 、 Fe 2(SO4 3四种物质中的一种物质(甲 能使上述还原过程发生。(1 写出并配平该氧化还原反应的方程式 :。(2 反应中硝酸体现了、(3 反应中若产生 0.2 mol 气体 ,则转移电子的物质的量是mol 。(4 若 1 mol 甲与某浓度硝酸反应时 ,被还原硝酸的物质的量增加,原因是 :答案 (114HNO3+3Cu 2O = 6Cu(NO3 2+2NO +7H 2O。 (2 酸性 ; 氧化性。(30.6 mol(4 使用了较浓的硝酸 ,产物中有部分二氧化氮生成。 评析 以上三题均考察了氧化还原方程式的配平 ,是三道不同时期具有代表性的题目 ,题 目紧紧围绕着氧化还原方程式的配平 , 考察内容逐渐由单纯考察氧化还原方程式的配平到兼 顾考察氧化还原反应的概念 , 再到同时考察氧化还原反应的规律及计算等 , 考察的内容加大 了, 考察的知识面和深度都有增加 ; 考察的形式也由直接的氧化还原方程式的配平 , 到间接 应用氧化还原反应的理论和规律来判断氧化还原反应 , 然后书写并配平的形式 , 体现出了由 考察知识到考察能力的变化 ,题目新颖灵活 , 定性与定量结合 ,适合不同层次的学生 , 区分 度明显。近年来各地对此知识的考察一直是热而不衰 ,值得注意。