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].doc

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 X+5 +4N f N :化合价降低1区4、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ImolO 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 02 作标准求系数更方 便。答案 :4 3 2 62、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 + HN03-C u (N 0 3 2 + N0 + H2S0 4 + H20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 :3 22 6 10 3 83、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 +CuS0 4+H 20 -C U3P +H 3P0 4+H 2S0 4该反应的氧化剂是 P 、 CuS0 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 3P0 4、还原产物只 C U3P ,所以以 1mol H 3P0 4和 1mol C U3P 作标准物容 易求得失电子数。答案 :11 15 24 5 6 154、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 +HN0 3-F e (N 0 3 3 + N02 + C02 + H20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 :1 22 3 13 1 116、 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 :1 2 3 1 1 37、 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02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 +0 2 = 2C0 3FeS 2 + 2 02=Fe 30 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 :5 2 14H +5 2 7三、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 32 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:4Cul+Hg Cu 2Hgl 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ImolCul参与反应时，转移电子mol。(3 Cui可由Cu 2+与l -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 T +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。