淺談氧化還原方程式的配平和書寫

袁文權(quán)

氧化還原反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中占有極大的比例，是高中化學(xué)的重點和難點，而且氧化還原反應(yīng)知識直接影響著其他化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。氧化還原方程式的配平和書寫是氧化還原反應(yīng)知識的重要內(nèi)容，這里介紹幾種基本但很重要的配平和書寫方法。

一、氧化還原方程式的配平

1.一般方法（從左向右配平法）

例1、C + HNO3（濃）- NO2 + CO2 + H2O

分析：（1）標(biāo)變價

C + HNO3（濃）- NO2↑ + CO2 ↑+ H2O

（2）找變化

始態(tài) 終態(tài) 變化的總價數(shù) = 變化 × 系數(shù)

還原劑C C 0 → +4 升4 4 × 1

氧化劑HNO3 N +5 → +4 降1 1 × 4

（3）求總數(shù) 1 × 4 = 4

（4）配系數(shù)

C 的系數(shù)為 1 HNO3的系數(shù)為 4 ，用觀察法將其它系數(shù)配平后，經(jīng)檢查滿足質(zhì)量守恒定律。配平后的化學(xué)方程式為：

C + 4 HNO3（濃）= 4 NO2↑ + CO2 ↑+ 2 H2O

2.從右向左配平法

例2、Cu + HNO3（濃）- Cu（NO3）2 + NO2 ↑+ H2O

分析：由于HNO3中氮元素化合價只有部分變化，因此如按照一般的方法從左向右配平比較麻煩，但如采用從右向左配平法的方法，這個問題就顯得很簡單。

始態(tài) 終態(tài) 變化的總價數(shù) = 變化 × 系數(shù)

氧化產(chǎn)物（Cu2+ ）Cu 0 → +2 升2 2 × 1

還原產(chǎn)物（NO2 ） N +5 → +4 降 1 1 × 2

再通過觀察可得：

Cu + 4 HNO3（濃）= Cu（NO3）2 +2 NO2 ↑+ 2H2O

小結(jié)：此法最適用于某些物質(zhì)（如硝酸、濃硫酸、鹽酸的反應(yīng)）部分參加氧化還原反應(yīng)的類型。

二、氧化還原方程式的書寫

1.缺項氧化還原方程式書寫

方法：通常先找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，并根據(jù)化合價升降配平其系數(shù)，再根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒即可推出所缺物質(zhì)的化學(xué)式及其系數(shù)

例3、KMnO4 + KNO2 + — MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O

分析：經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物分別是KMnO4 ， KNO2，KNO3， MnSO4。根據(jù)化合價升降容易得出系數(shù)分別是2，5，5，2

2KMnO4 + 5KNO2 + = 2MnSO4 + K2SO4 +5KNO3 + H2O

根據(jù)質(zhì)量守恒可得所缺物質(zhì)為H2SO4，且系數(shù)為3，觀察可得H2O的系數(shù)為3。配平和結(jié)果：

2KMnO4 + 5KNO2 + 3 H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O

2.陌生情景中化學(xué)方程式的書寫

方法：在一定情景下，同樣要先判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，并根據(jù)化合價升降配出其系數(shù)，再根據(jù)反應(yīng)環(huán)境（如酸、堿性）添加其他物質(zhì)（如H+，OH-或H2O），完成方程式.

例4、向性高錳酸鉀溶液中通SO2，溶液褪色，寫出反應(yīng)離子方程式

分析：根據(jù)題意可得氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物分別為MnO4-、SO2、Mn2+、SO42-（ MnO4-在溶液中被還原一般生成Mn2+，SO2在溶液中被氧化通常生成SO42-）。根據(jù)化合價升降可配平四者系數(shù)：

2MnO4- + 5SO2 —— 2Mn2++ 5SO42-由電荷守恒可知左邊缺4個負(fù)電荷（或右邊缺4個正電荷）；由于溶液是酸性，所以應(yīng)該在右邊補(bǔ)充4個H+.補(bǔ)充后得到

2MnO4- + 5SO2 —— 2Mn2+ +5SO42- +4 H+ 再根據(jù)質(zhì)量守恒可知左邊應(yīng)補(bǔ)充2個H2O。于是正確的離子方程式為：

2MnO4- + 5SO2 + 2H2O =2Mn2+ + 5SO42- + 4 H+

例5、某反應(yīng)體系中有以下物質(zhì)：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。 試將Au2O3之外的物質(zhì)，合理地填入以下空格內(nèi)。

Au2O3 + + —— + + .

分析：由題可知Au2O3和Au2O分別是氧化劑和還原產(chǎn)物，Na2S4O6、Na2S2O3中硫的化合價分別為+2.5和+2，所以，Na2S4O6、Na2S2O3分別為氧化產(chǎn)物和還原劑，根據(jù)化合價升降規(guī)律初步得出四者關(guān)系為：

Au2O3 +4Na2S2O3 —— Au2O+2Na2S4O6 ，根據(jù)鈉和氫守恒可知右邊應(yīng)補(bǔ)充4個NaOH，左邊應(yīng)補(bǔ)充2H2O.所以正確方程式為：

Au2O3 +4 Na2S2O3 +2H2O=Au2O + 2 Na2S4O6+4NaOH

小結(jié)：不管是缺項還是陌生環(huán)境氧化還原方程式書寫，核心都是要找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物并由化合價升降法對其配平，所缺的物質(zhì)可以通過電荷和質(zhì)量守恒輕松得出，值得注意的是，這類方程式書寫一定要根據(jù)反應(yīng)環(huán)境來補(bǔ)充物質(zhì)，萬不可想當(dāng)然補(bǔ)充。

3.與量有關(guān)的氧化還原方程式書寫

這類反應(yīng)通常存在競爭關(guān)系，多種還原劑競爭一種氧化劑（或多種氧化劑競爭一種還原劑），這種情況下，氧化劑（或還原劑）的量的多少直接影響到產(chǎn)物的種類和多少。關(guān)鍵是需要判斷反應(yīng)的先后順序（多種還原劑（或氧化劑）還原性（或氧化性）強(qiáng)弱順序）。常見氧化劑（還原劑）氧化性（還原性）相對強(qiáng)弱順序為：

例6、向含1mol FeBr2的溶液中分別通少量，足量和1mol Cl2，寫出三種情況下的離子方程式。

分析：還原性Fe2+>Br-：若通少量氯氣，則只有Fe2+與氯氣反應(yīng)（氯氣不足，Br- 沒機(jī)會參與）

所以，離子方程式為2 Fe2+ + Cl2 == 2 Fe3+ +2Cl-

若通足量氯氣，則Fe2+和Br- 均會被反應(yīng)完，離子方程式為：

2 Fe2+ + 4Br- + 3Cl2 == 2 Fe3+ + 6Cl- + 2Br2

若通氯氣1mol，先發(fā)生反應(yīng)：2 Fe2+ + Cl2 == 2 Fe3+ +2Cl- 消耗完1mol Fe2+反應(yīng)完后尚剩余0.5mol Cl2，繼續(xù)發(fā)生2Br- + Cl2 ==2Cl- +Br2

整個過程中消耗的Fe2+和Br-的物質(zhì)的量之比為1：1，所以，總反應(yīng)式為：

2Fe2+ + 2Br- + 2Cl2 == 2Fe3+ + Br2 + 4Cl-

小結(jié)：與量有關(guān)的氧化還原方程式書寫的關(guān)鍵要掌握好反應(yīng)先后順序，只要掌握了反應(yīng)先后順序，問題就很好解決了。