四步法快速配平氧化還原反應(yīng)方程式

馬曉萍

(甘肅省天水市天水長(zhǎng)城中學(xué) 741000)

思維模型配平氧化還原反應(yīng)的步驟：

第一步，確定變價(jià)元素：找變價(jià)，標(biāo)變價(jià)，看升降.即走好第一步.

第二步，選出配平的起點(diǎn)物質(zhì).從變價(jià)的兩劑和兩產(chǎn)物中選出一升一降物質(zhì)作為配平的起點(diǎn)物質(zhì).

第三步：先配平起點(diǎn)物質(zhì)：計(jì)算出物質(zhì)化合價(jià)的升降值，對(duì)這兩個(gè)數(shù)值求最小公倍數(shù)，如m×n，其中m是價(jià)的升高或者價(jià)的降低值，則擴(kuò)大的倍數(shù)n就是該物質(zhì)的系數(shù).

第四步，觀察配平其它物質(zhì)：按順序觀察，依次配平所有物質(zhì).

這4個(gè)步驟中最關(guān)鍵的是確定配平的2個(gè)起點(diǎn)物質(zhì)，應(yīng)該選擇哪些物質(zhì)作為起點(diǎn)？不同類型的反應(yīng)，確定起點(diǎn)物質(zhì)的方法不同，現(xiàn)以反應(yīng)類型來說明.

1 一般型的反應(yīng)(兩劑和兩產(chǎn)物是不同物質(zhì))

選擇變價(jià)原子數(shù)較多的物質(zhì)為配平的起點(diǎn)物質(zhì).

例1配平下列氧化還原方程式：

(1)KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O

(2)SiO2+C+N2——SI3N4+CO

解析(1)第一步，從左到右掃描一遍每個(gè)元素，確定變價(jià)元素，并標(biāo)出變價(jià)值：

第二步，2種錳數(shù)目一樣，可隨便選，本題選反應(yīng)物KMnO4，2種鐵原子數(shù)不同，必須選擇變價(jià)原子數(shù)多的氧化產(chǎn)物Fe2(SO4)3，即選出KMnO4和Fe2(SO4)3作為配平的起點(diǎn).

第三步，Mn降低值是(7-2)=5,Fe升高值是(3-2)×2=2，5和2求最小公倍數(shù).

5×2

2×5即KMnO4配2，F(xiàn)e2(SO4)3配5.

2KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+5Fe2(SO4)3+H2O

第四步，按下列次序觀察配平其它物質(zhì)：由左邊2Mn，配平MnSO4系數(shù)為2，右邊Fe10配平FeSO4的系數(shù)為10，由左邊2K配平K2SO4的系數(shù)為1(1不寫)，由右邊總硫酸根是18，配平H2SO4的系數(shù)為8(18-10),最后由左邊的16個(gè)H，配平水的系數(shù)為8：

K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O

(2)第一步，標(biāo)變價(jià)：

12×1 2×6

第二步，選CO和SI3N4為起點(diǎn)物質(zhì).

第三步，求最小公倍數(shù)：SI3N4系數(shù)是1，CO系數(shù)是6.

SiO2+C+N2——SI3N4+6CO

第四步,按順序觀察配平其它物質(zhì)：

2 部分氧化還原反應(yīng)

部分變價(jià)者選產(chǎn)物，全變價(jià)者選原子數(shù)較多者為配平的起點(diǎn)物.

例2配平下列氧化還原方程式：

Fe3O4+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+H2O

第一步，標(biāo)變價(jià)：

第二步，確定配平起點(diǎn)物質(zhì)為Fe3O4和NO.

第三步，升降值求最小公倍數(shù)：

1×3 3×1

3Fe3O4+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+H2O

第四步，按Fe(NO3)3、HNO3和H2O的順序觀察配平這幾種物質(zhì)：

3 分解反應(yīng)

選氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物為配平起點(diǎn)物質(zhì).

例3配平下列氧化還原方程式:

(NH4)2PtCl6——NH3↑+N2↑+HCl↑+Pt

解析第一步，標(biāo)變價(jià)：

第二步，選起點(diǎn)物，就是氧化產(chǎn)物N2和還原產(chǎn)物Pt.

第三步,用N價(jià)的升高值6和Pt價(jià)的降低值4求最小公倍數(shù)，并確定這兩物質(zhì)的系數(shù).

6×2 4×3

(NH4)2PtCl6——NH3↑+2N2↑+HCl↑+3Pt

第四步,按(NH4)2PtCl6、NH3和HCl順序觀察配平這幾種物質(zhì).

2NH3↑+2N2↑+18HCl↑+3Pt

4 中價(jià)物既是氧化劑也是還原劑型的歧化反應(yīng)

選氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物作為配平的起點(diǎn).而兩種中價(jià)反應(yīng)物的歧化反應(yīng)配平方法與一般反應(yīng)相同.

例4配平下列氧化還原方程式:

S+Ca(OH)2——CaS5+CaS2O3+H2O

解析第一步，標(biāo)變價(jià):

第三步：求最小公倍數(shù)：

S+Ca(OH)2——CaS5+CaS2O3+H2O

2×2 4×1

2和1就是這2種物質(zhì)的系數(shù)：

S+Ca(OH)2——2CaS5+CaS2O3+H2O

第四步，按S+Ca(OH)2和H2O的順序配平這些物質(zhì).

5 生成一種中價(jià)產(chǎn)物的歸中反應(yīng)

選氧化劑和還原劑作為配平的起點(diǎn)物，而生成2種中價(jià)的反應(yīng)，配平方法與一般反應(yīng)相同.

例5配平下列氧化還原方程式：

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

解析標(biāo)價(jià)：

選2種劑作為配平起點(diǎn)，2個(gè)升降值求最小公倍數(shù)，定系數(shù).

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

5×1 1×5

KIO3+5KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

按順序觀察依次配平I2、K2SO4、H2SO4和H2O：

6 有機(jī)氧化還原反應(yīng)

有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式屬于一般型的反應(yīng)，其特點(diǎn)在于對(duì)有機(jī)物中元素化合價(jià)的處理上，有2種方法：

(1)所有碳或多數(shù)碳原子都變化，把氫看作+1價(jià)，氧看作-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零計(jì)算碳元素的化合價(jià)；

(2)只是部分基團(tuán)或官能團(tuán)變化時(shí)，按每加上1個(gè)氧原子或每去掉2個(gè)氫原子化合價(jià)升高2來解決.

例6配平檢測(cè)汽車司機(jī)是否酒駕的化學(xué)方程式：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

解析橙色的K2Cr2O7被乙醇還原為綠色的Cr2(SO4)3，用方法①可計(jì)算出C的化合價(jià)為-2，第一步：

第二步：選原子數(shù)多的物質(zhì)，2種劑為起點(diǎn).

第三步：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

12×1 6×2

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

C2H5OH+2K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

第四步：按CO2、Cr2(SO4)3、K2SO4、H2SO4和H2O的順序，觀察配平這幾種物質(zhì).

2Cr2(SO4)3+2K2SO4+2CO2↑+11H2O

7 含字母的化學(xué)方程式配平

把字母看作數(shù)字，計(jì)算化合價(jià)，再按照前述的6種方法配平.

例7配平下列氧化還原方程式：

Na2Sx+NaClO+H2SO4——Na2SO4+NaCl+H2O

第二、第三步：選兩劑為起點(diǎn)物，兩個(gè)升降值(6x+2)和2求最小公倍數(shù)：

(6x+2)×1 2×(3x+1)

1Na2Sx+(3x+1)NaClO+ NaOH——

Na2SO4+NaCl+H2O

第四步：按Na2SO4、NaCl、NaOH和H2O順序觀察配平.

xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O

8 生成兩種同價(jià)態(tài)的同一元素的產(chǎn)物

一種劑生成同種化合價(jià)的兩種產(chǎn)物，這種反應(yīng)只對(duì)兩種劑(配平的起點(diǎn)物質(zhì))求最小公倍數(shù)，不管其它，對(duì)最小比例結(jié)合觀察法擴(kuò)大倍數(shù)，直到能配平為止.

例8硫酸亞鐵固體在空氣中變?yōu)榧t褐色，完成并配平硫酸亞鐵變質(zhì)的氧化還原方程式.

解析發(fā)生的反應(yīng)為：

FeSO4+O2+H2O——Fe2(SO4)3+Fe(OH)3

生成兩種氧化產(chǎn)物Fe2(SO4)3和Fe(OH)3.這種情況，只要對(duì)FeSO4價(jià)的升高值1和O2價(jià)的降低值4的求最小公倍數(shù)，得到最小系數(shù)比為4∶1，結(jié)合觀察法使兩邊的硫酸根相等，該比例要擴(kuò)大3倍，即可快速配平：

4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3

9 三種變價(jià)反應(yīng)的配平

這是指被氧化和被還原的元素有三種，包括歧化型和歸中型的變價(jià)，配平的基本方法就是把三種化合價(jià)的升降值變?yōu)橐簧唤祪煞N數(shù)值，即三變二，怎么變？

思維模型：固定比例者，合二為一.即3種變價(jià)中，哪兩種元素的原子個(gè)數(shù)比是固定的，就把這兩種變價(jià)的升降值合為一種，如為兩升和兩降就相加，如為一升一降就相減，與第三個(gè)數(shù)值的變化值求最小公倍數(shù)，而配平的起點(diǎn)物質(zhì)也必然是要合二為一的物質(zhì).

例9 配平下列氧化還原方程式：

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

解析標(biāo)變價(jià)：

其中As、S和N 3種元素的化合價(jià)都有變化，可以看到，As和S的原子個(gè)數(shù)比為2∶3是固定的，根據(jù)2∶3的比例關(guān)系把As和S的升降值合為一個(gè)值，兩種元素均為升高，升高值相加，即：

2×(5-3)+3×(6-(-2))=28

由于右邊N原子數(shù)多，要選N2O為配平起點(diǎn)物質(zhì).

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

28×2 8×7

2As2S3+HNO3+H2O——

H3AsO4+H2SO4+7N2O↑

再按H3AsO4+H2SO4、HNO3和H2O的順序觀察配平.

4H3AsO4+6H2SO4+7N2O↑