氧化還原反應方程式配平和書寫技巧

陸鼎昌 林倩楠

【考情分析】

氧化還原反應是高中化學的重要模塊，也是高考必考知識點之一。分析近幾年來的高考化學試題，主要體現(xiàn)在氧化還原反應方程式的配平和書寫等，同時結(jié)合離子方程式的相關(guān)知識，書寫氧化還原型的離子方程式。高考主要涉及的知識點包括：氧化還原反應基本概念的判斷；質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子守恒的應用；結(jié)合生產(chǎn)、生活、高科技背景、實驗現(xiàn)象，書寫陌生的氧化還原反應方程式等。常見的題型如下：①定項方程式配平，②缺項方程式配平，③已知體系中所有物質(zhì)的書寫配平，④信息型方程式的書寫配平。本文將對氧化還原反應方程式配平和書寫的幾種常見題型分類介紹其解題方法。

【典例分析】

不管是哪類題型，我們都必須掌握得失電子守恒法配平方程式的基本步驟：“一標，二找，三算，四定，五平?！本唧w如下：

1.標變價，標出元素的化合價，找到價態(tài)變化的元素。

2.找物質(zhì)，化合價升高和降低的兩條線各找出一種物質(zhì)(找該元素前后價態(tài)全部變化的物質(zhì))。

3.算得失，計算上述找到的物質(zhì)得失電子數(shù)(元素的化合價的變化)。

4.定系數(shù)，根據(jù)最小公倍數(shù)，使得失電子總數(shù)(化合價的升高和降低)相等。

5.配其他，利用觀察法，配平其他物質(zhì)的系數(shù)，把單線改成等號。

一、定項方程式的配平

此類題型是最直接的，也是書寫其他類型題目的基礎(chǔ)，只要掌握配平的五大步驟，就可以輕松解決問題。

例1 配平方程式：Cu+HNO3(稀)——Cu(NO3)2+NO↑+H2O

答案：3S+6NaOH ══2Na2S+Na2SO3+3H2O

二、缺項方程式的配平

①配氧化劑、還原劑及還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物。

②根據(jù)溶液的酸堿性，結(jié)合質(zhì)量守恒、電荷守恒確定所缺的物質(zhì)(H+、OH-或H2O)，其中酸性環(huán)境不能出現(xiàn)OH-，堿性環(huán)境不能出現(xiàn)H+。

③根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒觀察配平其他物質(zhì)系數(shù)。

例2 酸性條件下，請完成該離子方程式：

第一步，先標出已知項各元素價態(tài)，并配平，通過標元素的價態(tài)可知：Cr2O2-7變?yōu)镃r3+，Cr元素價態(tài)由+6變?yōu)?3，1 個Cr2O2-7得到6e-；Fe2+變?yōu)镕e3+，F(xiàn)e元素的價態(tài)由+2 升到+3，1 個Fe2+失去1個e-，根據(jù)得失電子守恒，已知項的系數(shù)配平如下：Cr2O27-+6Fe2++____——6Fe3++2Cr3++_____。

第二步，根據(jù)電荷守恒，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)電荷不守恒，再根據(jù)溶液為酸性環(huán)境，因此用H+平衡電荷，另一側(cè)補H2O。

第三步，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒觀察配平其系數(shù)，左側(cè)應該補14個H+，根據(jù)質(zhì)量守恒，右側(cè)還缺少14個H，7個O，因此應該是7個H2O。

答 案：Cr2O2-7+ 6Fe2++ 14H+══6Fe3++2Cr3++7H2O

三、已知體系所有物質(zhì)的書寫配平

這一類題目，會把體系中所有的反應物生成物一起給出，需要自己判斷哪些是反應物，哪些是生成物，有時候可能會給一些信息提示轉(zhuǎn)化方向，有的題目沒有任何提示，這就要求我們對常見的氧化劑和還原劑有一定的積累，自己判斷反應的方向。

例3 某反應體系的物質(zhì)有NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。

請將Au2O3之外的反應物與生成物分別填入以下空格內(nèi)并配平。

第一步，標出體系給出的所有物質(zhì)的元素化合價，找出價態(tài)變化的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

分析發(fā)現(xiàn)是Au 和S 兩種元素價態(tài)變化，題目中已經(jīng)把Au2O3寫在反應物了，說明Au2O 在生成物中，根據(jù)Au的價態(tài)由+3降到+1，說明S 的價態(tài)應該升高，從而確定Na2S2O3轉(zhuǎn)化為Na2S4O6。

第二步，根據(jù)得失電子守恒，對Au2O3、Au2O、Na2S2O3、Na2S4O6配平系數(shù)：

1Au2O3+ 4Na2S2O3——1Au2O +2Na2S4O6

堅持服務生產(chǎn)經(jīng)營不偏離，把提高企業(yè)效益、增強企業(yè)競爭實力、實現(xiàn)國有資產(chǎn)保值增值作為企業(yè)黨組織工作的出發(fā)點和落腳點，以企業(yè)改革發(fā)展成果檢驗黨組織的工作成效。

第三步，根據(jù)質(zhì)量守恒，后面還缺少Na，因此NaOH 在生成物中，系數(shù)為4，前面缺少H，H2O 在反應物中，系數(shù)為2。

答案：Au2O3+4Na2S2O3+2H2O ══Au2O+2Na2S4O6+4NaOH

變式3：請將5 種物質(zhì)：N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分別填入下面對應的橫線上，并配平化學方程式。

答 案：24FeSO4+ 30HNO3══8Fe(NO3)3+8Fe2(SO4)3+3N2O↑+15H2O

四、信息型方程式的書寫配平

信息型方程式的書寫是近幾年全國卷考查的主要題型，又經(jīng)常以離子方程式的形式來體現(xiàn)，這種題型綜合性較強，而此類題目的解題難點就在于找出氧化劑和還原劑，以及它們對應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物，因此，具體解題步驟如下。

1.掌握常見的氧化劑和還原劑，以及它們對應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物(見表1)。

表1

__續(xù)表

2.根據(jù)信息找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，根據(jù)得失電子守恒將這四個配平。

3.結(jié)合溶液的酸堿性，以及電荷守恒、質(zhì)量守恒，按照缺項配平的方法補齊缺項(一般為H+、OH-或H2O)。

例4將 K2SO3溶液逐滴加入到KMnO4溶液(硫酸酸化)中，溶液褪為無色。寫出反應的離子方程式：___。

從題干中挖掘有用信息，根據(jù)信息中描述溶液褪為無色，證明MnO-4發(fā)生了反應，因此屬于氧化還原型反應，又要求寫離子方程式，因此同時還要兼顧拆寫的問題。

第一步，找出氧化劑、還原劑及其對應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。根據(jù)積累得知SO2-3具有還原性，氧化產(chǎn)物為SO2-4，MnO-4具有強氧化性，氧化產(chǎn)物為Mn2+，根據(jù)得失電子守 恒 將 其 配 平：5SO2-3+ 2MnO-4——5SO2-4+2Mn2+

第二步，結(jié)合溶液的酸堿性，以及電荷守恒，質(zhì)量守恒，按照缺項配平的方法補齊缺項。根據(jù)信息顯示，溶液用硫酸酸化，因此溶液呈酸性，結(jié)合電荷守恒和質(zhì)量守恒，左側(cè)應該補6個H+，右側(cè)補3個H2O。

答 案：5SO2-3+ 2MnO-4+ 6H+══5SO2-4+2Mn2++3H2O

變式4：亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)中。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。

答案：2ClO2+H2O2+2OH-══2ClO-2+O2↑+2H2O