巧選“化合價升降法”配平氧化還原反應(yīng)的突破點

摘要：氧化還原反應(yīng)方程式的配平，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的一個重點，也是高考中的一個?？键c。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能掌握一定的配平技巧尤為重要。氧化還原反應(yīng)配平的方法有很多種，其中，最基本、使用最廣泛的方法是“化合價升降法”。本文著重介紹如何快速的選出“化合價升降法”配平氧化還原反應(yīng)的突破點，從而正確地配平方程式。

關(guān)鍵詞：氧化還原反應(yīng)配平；化合價升降；基準(zhǔn)物質(zhì)

氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法雖然較多，但是利用化合價升降法進行氧化還原反應(yīng)配平，是一種最基本、使用最廣泛的方法。因此該方法在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中是一個重點內(nèi)容。同時又是高考的一個熱點，學(xué)生學(xué)習(xí)的一個難點。遇到方程式配平時，部分學(xué)生費時太多且正確率低下。若巧妙選出變價原子的基準(zhǔn)物質(zhì)，能快速算出最小公倍數(shù)，進而準(zhǔn)確配平。

一、 化合價升降法——氧化還原反應(yīng)配平的“三部曲”

1. 得失電子守恒

化合價升降法的關(guān)鍵是找到變價的原子，標(biāo)出化合價的升將，得到最小公倍數(shù)，從而配出得失電子的守恒。突破點就是：以含變價原子（原子化合價要么下降要么上升）多的物質(zhì)為基準(zhǔn)，不用區(qū)分正向配平和逆向配平，也不用區(qū)分氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，減少學(xué)生的配平任務(wù)，起到事半功倍的效果。

【例1】Cr2O2-7+Cl-+H+—Cr3++Cl2↑+H2O

降價原子：CrCr2O2-7和Cr3+都含有降價原子鉻，Cr2O2-7中含有兩個變價原子，Cr3+中是只含有一個變價原子，就把Cr2O2-7作為化合價下降的基準(zhǔn)物質(zhì)。

升價原子：ClCl-和 Cl2都含有升價原子氯，Cl2中含有兩個變價原子，Cl-中是只含有一個變價原子，就把Cl2作為化合價上升的基準(zhǔn)物質(zhì)。

列式：

Cr+62O2-7+Cl-1-+H+—Cr+33++Cl02↑+H2O

3×2=61×2=2

從上述列式中可以得到最小公倍數(shù)是6，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)。

1Cr2O2-7+6Cl-+H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

3×2=6×11×2=2×3

2. 電荷守恒

對于離子反應(yīng)方程式中，第二步關(guān)鍵是電荷守恒；根據(jù)第一步得失電子守恒，得到已經(jīng)配平物質(zhì)的電荷，然后再根據(jù)電荷守恒，配出其他離子的系數(shù)。

Cr2O2-7+6Cl-+H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

左邊電荷：-8右邊電荷：+6

注意：水分子雖然沒配平，H2O所帶電荷為0，所以方程右邊整體所帶電荷為+6；

左邊電荷=右邊電荷-8+（）H+=+6H+離子的系數(shù)為14

Cr2O2-7+6Cl-+14H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

3. 原子守恒

根據(jù)原子守恒定律，用觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，把短線改變成等號。

Cr2O2-7+6Cl-+14H+2Cr3++3Cl2↑+7H2O

二、 高中常見氧化還原反應(yīng)配平

1. 氧化還原——化學(xué)方程式的配平

對于這類化學(xué)方程式的配平只需要：根據(jù)化合價升降法配平變價物質(zhì)的系數(shù)和根據(jù)原子守恒配平其他物質(zhì)這兩步。

【例2】部分氧化反應(yīng)

Cu+HNO3（?。狢u（NO3）2+NO↑+H2O

升價原子：CuCu和Cu（NO3）2都含有一個升價銅原子，把哪個物質(zhì)作為化合價上升的基準(zhǔn)物質(zhì)都是可以的。

降價原子：NHNO3和Cu（NO3）2以及NO中都含有N 原子，Cu（NO3）2中雖然含有兩個N原子，但是化合價沒有發(fā)生變化，因此不可以作為降價原子的基準(zhǔn)物質(zhì)。HNO3在此反應(yīng)中有兩個作用：首先是作為氧化劑對應(yīng)產(chǎn)物NO，其次是作為酸的性質(zhì)，對應(yīng)產(chǎn)物中會含有相應(yīng)的酸根（NO-3）；即反應(yīng)時HNO3中的N原子的化合價有沒變價的。所以只能以NO作為降價物質(zhì)的基準(zhǔn)。

Cu+HNO3（?。狢u（NO3）2+NO↑+H2O

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從上述列式中可以得到最小公倍數(shù)是6，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)。

3Cu+HNO3（稀）—3Cu（NO3）2+2NO↑+H2O

2×33×2

通過觀察硝酸前面配8（硝酸的作用比例為——氧化劑∶酸=2∶6），再根據(jù)氫原子（或者氧原子）的守恒，水前面配4。

3Cu+8HNO3（?。?Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

【例3】歧化反應(yīng)和歸中反應(yīng)

Cl2+NaOH—NaCl+NaClO3+H2O

變價原子：ClCl2和NaCl及NaClO3都含有變價的原子Cl，雖然Cl2中含有兩個變價原子，但是Cl2中化合價有上升有下降，所以不能作為變價原子的基準(zhǔn)物質(zhì)。NaCl和 NaClO3 分別作為降價物質(zhì)和升價物質(zhì)。

Cl2+NaOH—NaCl+NaClO3+H2O

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從上述列式中可以得到最小公倍數(shù)是5，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的系數(shù)。

3Cl2+NaOH—5NaCl+1NaClO3+H2O

1×55×1

根據(jù)原子（鈉原子和氫原子）的守恒，氫氧化鈉前面配6，水前面配3。

3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

歸中反應(yīng)找基準(zhǔn)物質(zhì)的方法和歧化反應(yīng)相同。

【例4】多個原子化合價發(fā)生變化

Cu2S+HNO3（濃）—H2SO4+Cu（NO3）2+NO2↑+H2Oendprint

降價原子：N參考例2，NO2作為化合價下降的基準(zhǔn)物質(zhì)。

升價原子：Cu和S以含變價原子多的物質(zhì)為基準(zhǔn)，所以Cu2S作為化合價上升的基準(zhǔn)物質(zhì)。

Cu2S+HNO3（濃）—H2SO4+Cu（NO3）2+NO2↑+H2O

1×2 8）共上升=2+8=101

從上述列式中可以得到最小公倍數(shù)是10，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)。

1Cu2S+14HNO3（濃）—1H2SO4+2Cu（NO3）2+10NO2↑

10×11×10

+H2O

根據(jù)原子（氧原子和氫原子）的守恒，水前面配7。

Cu2S+14HNO3（濃）H2SO4+2Cu（NO3）2+10NO2↑+7H2O

【例5】FeS2+O2 —Fe2O3+SO2

降價原子：OO2、Fe2O3和SO2都含變價的O原子，但是Fe2O3和SO2物質(zhì)里面化合價有升有降，所以不能作為基準(zhǔn)物質(zhì)。因此降價物質(zhì)只能以O(shè)2作為化合價下降的基準(zhǔn)物質(zhì)。

升價原子：Fe和SFeS2、Fe2O3和SO2都含有升價元素，F(xiàn)eS2中一個鐵原子和兩個硫原子，F(xiàn)e2O3中含有兩個鐵原子，SO2有一個升價的硫原子，很難確定升價元素的基準(zhǔn)物質(zhì)。但是，F(xiàn)eS2中鐵原子和硫原子的比為1∶2，所以產(chǎn)物中鐵原子和硫原子的比為1∶2，所以FeS2+O2—Fe2O3+4SO2，即Fe2O3比4SO2為1∶4，因此把（Fe2O3+4SO2）看做整體作為升價的基準(zhǔn)物質(zhì)。

FeS2+O2—Fe2O3+4SO2

41×25×4）共上升=1×2+5×4=22

從上述列式中可以得到最小公倍數(shù)是44，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)。

所以4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

2. 缺項配平

這類方程式一般是某些反應(yīng)物或生成物在方程式中未寫出，在配平化學(xué)計量數(shù)時，也要把這些缺失的物質(zhì)補齊。一般在酸性條件下，是水和酸；堿性條件下是水和堿。所以，在這類方程式配平時的突破點是判斷反應(yīng)條件的酸堿性。

【例6】Cr2O2-7+Fe2++（）—Cr3++Fe3++（）

得失電子守恒：降價的基準(zhǔn)物質(zhì)是含變價原子多的Cr2O2-7，化合價共下降6；升價的基準(zhǔn)物質(zhì)是Fe2+（或者Fe3+），共上升1，所以Cr2O2-7前配1，F(xiàn)e2+前配6；

Cr2O2-7+6Fe2++（）—2Cr3++6Fe3++（）

電荷守恒和原子守恒：對于離子方程式的缺項配平關(guān)鍵是電荷守恒。產(chǎn)物是含有Cr3+ 和Fe3+，因此，反應(yīng)條件是酸性環(huán)境。所以缺失的物質(zhì)是H+和H2O。反應(yīng)物的電荷是+10，生成物的電荷是+24，所以反應(yīng)物應(yīng)該還有14H+，根據(jù)原子守恒生成物應(yīng)該是7H2O。

Cr2O2-7+6Fe2++14（H+）2Cr3++6Fe3++7（H2O）

綜上所述，在配平氧化還原反應(yīng)時，只要能找到突破點，問題就會迎刃而解。

參考文獻：

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[3]靳衛(wèi).氧化還原反應(yīng)方程式配平技巧的研究[J].硅谷，2012：95-96.

作者簡介：

郭淑艷，廣東省汕尾市，陸豐市龍山中學(xué)。endprint