氧化還原反應(yīng)方程式的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的一個(gè)重要步驟,是中學(xué)化學(xué)教學(xué)要求培養(yǎng)的一項(xiàng)基本技能.
氧化還原反應(yīng)配平原則
反應(yīng)中還原劑化合劑升高總數(shù)（失去電子總數(shù)）和氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)（得到電子總數(shù)）相等,
反應(yīng)前后各種原子個(gè)數(shù)相等.
下面介紹氧化-還原反應(yīng)的常用配平方法
觀察法
觀察法適用于簡(jiǎn)單的氧化-還原方程式配平.配平關(guān)鍵是觀察反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)變化,找出關(guān)鍵是觀察反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)相等.
例1：Fe3O4+CO ¾ Fe+CO2
分析：找出關(guān)鍵元素氧,觀察到每一分子Fe3O4反應(yīng)生成鐵,至少需4個(gè)氧原子,故此4個(gè)氧原子必與CO反應(yīng)至少生成4個(gè)CO2分子.
Fe3O4+4CO¾ ® 3Fe+4CO2
有的氧化-還原方程看似復(fù)雜,也可根據(jù)原子數(shù)和守恒的思想利用觀察法配平.
例2：P4+P2I4+H2O ¾ PH4I+H3PO4
分析：經(jīng)觀察,由出現(xiàn)次數(shù)少的元素原子數(shù)先配平.再依次按元素原子守恒依次配平出現(xiàn)次數(shù)較多元素.
第一步,按氧出現(xiàn)次數(shù)少先配平使守恒
P4+P2I4+4H2O ¾ PH4I+H3PO4
第二步：使氫守恒,但仍維持氧守恒
P4+P2I4+4H2O¾ ® PH4I+H3PO4
第三步：使碘守恒,但仍保持以前調(diào)平的O、H
P4+5/16P2I4+4H2O ¾ 5/4PH4I+H3PO4
第四步：使磷元素守恒
13/32P4+5/16P2I4+4H2O ¾ ® 5/4PH4I+H3PO4
去分母得
13P4+10P2I4+128H2O¾ ® 40PH4I+32H3PO4
2、最小公倍數(shù)法
最小公倍數(shù)法也是一種較常用的方法.配平關(guān)鍵是找出前后出現(xiàn)“個(gè)數(shù)”最多的原子,并求出它們的最小公倍數(shù)
例3：Al+Fe3O4 ¾ Al2O3+Fe
分析：出現(xiàn)個(gè)數(shù)最多的原子是氧.它們反應(yīng)前后最小公倍數(shù)為“3´ 4”,由此把Fe3O4系數(shù)乘以3,Al2O3系數(shù)乘以4,最后配平其它原子個(gè)數(shù).
8Al+3Fe3O4¾ ® 4Al2O3+9Fe
3：奇數(shù)偶配法
奇數(shù)法配平關(guān)鍵是找出反應(yīng)前后出現(xiàn)次數(shù)最多的原子,并使其單（奇）數(shù)變雙（偶）數(shù),最后配平其它原子的個(gè)數(shù).
例4：FeS2+O2 ¾ Fe2O3+SO2
分析：由反應(yīng)找出出現(xiàn)次數(shù)最多的原子,是具有單數(shù)氧原子的FeS2變雙（即乘2）,然后配平其它原子個(gè)數(shù).
4FeS2+11O2¾ ® 2Fe2O3+8SO2
4、電子得失總數(shù)守恒法
這種方法是最普通的一方法,其基本配平步驟課本上已有介紹.這里介紹該配平時(shí)的一些技巧.
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對(duì)某些較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng),如一種物質(zhì)中有多個(gè)元素的化合價(jià)發(fā)生變化,可以把這種物質(zhì)當(dāng)作一個(gè)整體來考慮.
例5：
FeS+H2SO4(濃) ¾ ® Fe2(SO4)3+S+SO2+H2O
分析：先標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系
FeS+H2SO4¾ ® 1/2Fe2(SO4)3+S+SO2+H2O
該反應(yīng)中FeS中的Fe,S化合價(jià)均發(fā)生變化,可將式中FeS作為一個(gè)“整體”,其中硫和鐵兩元素均失去電子,用一個(gè)式子表示失電子總數(shù)為3e.
2FeS+3H2SO4¾ ® Fe2(SO4)3+2S+3SO2+H2O
然后調(diào)整未參加氧化還原各項(xiàng)系數(shù),把H2SO4調(diào)平為6H2SO4,把H2O調(diào)平為6H2O.
2FeS+6H2SO4¾ ® Fe2(SO4)3+2S+3SO2+6H2O
（二）零價(jià)法
對(duì)于Fe3C,Fe3P等化合物來說,某些元素化合價(jià)難以確定,此時(shí)可將Fe3C,Fe3P中各元素視為零價(jià).零價(jià)法思想還是把Fe3C,Fe3P等物質(zhì)視為一整價(jià).
例7：
Fe3C+HNO3 ¾ Fe(NO3)3+CO2+NO2+H2O
Fe3C+HNO3 ¾ ® Fe(NO3)3+CO2+NO2+H2O
再將下邊線橋上乘13,使得失電子數(shù)相等再配平.

Fe3C+22HNO3（濃）¾ ® 3Fe(NO3)3+CO2+13NO2+11H2O
練習(xí)：
Fe3P+HNO3 ¾ ® Fe(NO3)3+NO+H3PO4+H20
得3Fe3P+41HNO39Fe(NO3)3+14NO+3H3PO4+16H2O
（三）歧化反應(yīng)的配平
同一物質(zhì)內(nèi)同一元素間發(fā)生氧化-還原反應(yīng)稱為歧化反應(yīng).配平時(shí)將該物質(zhì)分子式寫兩遍,一份作氧化劑,一份作還原劑.接下來按配平一般氧化-還原方程式配平原則配平,配平后只需將該物質(zhì)前兩個(gè)系數(shù)相加就可以了.
例8：
Cl2+KOH（熱）¾ KClO3+KCl+H2O
分析：將Cl2寫兩遍,再標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系
3Cl2+6KOH ¾ ® KClO3+5KCl+3H2O
第二個(gè)Cl2前面添系數(shù)5,則KCl前需添系數(shù)10；給KClO3前添系數(shù)2,將右邊鉀原子數(shù)相加,得12,添在KOH前面,最后將Cl2合并,發(fā)現(xiàn)可以用2進(jìn)行約分,得最簡(jiǎn)整數(shù)比.

3Cl2+6KOH ¾ ® KClO3+5KCl+3H2O
（四）逆向配平法
當(dāng)配平反應(yīng)物（氧化劑或還原劑）中的一種元素出現(xiàn)幾種變價(jià)的氧化—還原方程式時(shí),如從反應(yīng)物開始配平則有一定的難度,若從生成物開始配平,則問題迎刃而解.
例9：
P+CuSO4+H2O ¾ ® Cu3P+H3PO4+H2SO4
分析：這一反應(yīng)特點(diǎn)是反應(yīng)前后化合價(jià)變化較多,在配平時(shí)可選擇變化元素較多的一側(cè)首先加系數(shù).本題生成物一側(cè)變價(jià)元素較多,故選右側(cè),采取從右向左配平方法（逆向配平法）.應(yīng)注意,下列配平時(shí)電子轉(zhuǎn)移都是逆向的.
P+CuSO4+H2O ¾ ® Cu3P+H3PO4+H2SO4
所以,Cu3P的系數(shù)為5,H3PO4的系數(shù)為6,其余觀察配平.

11P+15CuSO4+24H2O ¾ ® 5Cu3P+6H3PO4+15 H2SO4
5、原子個(gè)數(shù)守恒法（待定系數(shù)法）
任何化學(xué)方程式配平后,方程式兩邊各種原子個(gè)數(shù)相等,由此我們可以設(shè)反應(yīng)物和生成物的系數(shù)分別是a、b、c¼ ¼ .
然后根據(jù)方程式兩邊系數(shù)關(guān)系,列方程組,從而求出a、b、c¼ ¼ 最簡(jiǎn)數(shù)比.
例10：KMnO4+FeS+H2SO4¾ K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O
分析：此方程式甚為復(fù)雜,不妨用原子個(gè)數(shù)守恒法.設(shè)方程式為：
aKMnO4+bFeS+cH2SO4¾ ® d K2SO4+eMnSO4+fFe2(SO4)3+gS+hH2O
根據(jù)各原子守恒,可列出方程組：
a=2d （鉀守恒）
a=e（錳守恒）
b=2f（鐵守恒）
b+c=d+e+3f+g（硫守恒）
4a+4c=4d+4e+12f+h（氧守恒）
c=h（氫守恒）
解方程組時(shí),可設(shè)最小系數(shù)（此題中為d）為1,則便于計(jì)算：得a=6,b=10,d=3,
e=6,f=5,g=10,h=24.
6KMnO4+10FeS+24H2SO4¾ ® 3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O
例11：Fe3C+HNO3 ¾ CO2+Fe(NO3)3+NO+H2O
分析：運(yùn)用待定系數(shù)法時(shí),也可以不設(shè)出所有系數(shù),如將反應(yīng)物或生成物之一加上系數(shù),然后找出各項(xiàng)與該系數(shù)的關(guān)系以簡(jiǎn)化計(jì)算.給Fe3C前加系數(shù)a,并找出各項(xiàng)與a的關(guān)系,得
aFe3C+HNO3 ¾ ® aCO2+3aFe(NO3)3+(1-9a)NO+1/2H2O
依據(jù)氧原子數(shù)前后相等列出
3=2a+3´ 3´ 3a+2´ (1-9a)+1/2 a=1/22
代入方程式
1/22 Fe3C+HNO3¾ ® 1/22CO2+3/22Fe(NO3)3+13/22NO+1/2H2O
化為更簡(jiǎn)整數(shù)即得答案：
Fe3C+22HNO3¾ ® CO2+3Fe(NO3)3+13NO+11H2O
6、離子電子法
配平某些溶液中的氧化還原離子方程式常用離子電子法.其要點(diǎn)是將氧化劑得電子的“半反應(yīng)”式寫出,再把還原劑失電子的“半反應(yīng)”式寫出,再根據(jù)電子得失總數(shù)相等配平.
例11、KMnO4+SO2+H2O ¾ K2SO4+MnSO4+H2SO4
分析：先列出兩個(gè)半反應(yīng)式
KMnO4- +8H+ +5e ¾ ® Mn2+ + 4H2O ¬
SO2 + 2H2O - 2e ¾ ® SO42- + 4H+ ­
將¬ ´ 2,­ ´ 5,兩式相加而得離子方程式.
2KMnO4+5SO2+2H2O ¾ ® K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
下面給出一些常用的半反應(yīng).
1）氧化劑得電子的半反應(yīng)式
稀硝酸：NO3- +4H+ + 3e ¾ ® NO + 2H2O
濃硝酸：NO3- +2H+ + e ¾ ® NO2 + H2O
稀冷硝酸：2NO3- +10H+ + 8e ¾ ® N2O + H2O
酸性KMnO4 溶液：MnO4- + 8H+ + 5e ¾ ® Mn2+ + 4H2O
酸性MnO2：MnO2 +4H+ + 2e ¾ ® Mn2+ + 2H2O
酸性K2Cr2O7溶液：Cr2O72- +14H+ + 6e ¾ ® 2Cr3+ + 7H2O
中性或弱堿性KMnO4 溶液：MnO4- + 2H2O + 3e ¾ ® MnO2¯ + 4OH-
2)還原劑失電子的半反應(yīng)式：
SO2 + 2H2O - 2e ¾ ® SO42- + 4H+
SO32- + 2OH- - 2e ¾ ® SO42- + H2O
H2C2O4 - 2e ¾ ® 2CO2­ +2H+
7、分步配平法
此方法在濃硫酸、硝酸等為氧化劑的反應(yīng)中常用,配平較快,有時(shí)可觀察心算配平.先列出“O”的設(shè)想式.
H2SO4（濃）¾ ® SO2 + 2H2O +[O]
HNO3（?。?frac34; ® 2 NO+H2O +3[O]
2HNO3（濃）¾ ® 2 NO2+H2O + [O]
2KMnO4+ 3H2SO4 ¾ ® K2SO4+2MnSO4+ 3H2O+5[O]
K2Cr2O7+ 14H2SO4 ¾ ® K2SO4+Cr2(SO4)3+ 3 [O]
此法以酸作介質(zhì),并有水生成.此時(shí)作為介質(zhì)的酸分子的系數(shù)和生成的水分子的系數(shù)可從氧化劑中氧原子數(shù)目求得.
例12： KMnO4+ H2S + H2SO4 ¾ K2SO4+2MnSO4+ S + H2O
分析：H2SO4為酸性介質(zhì),在反應(yīng)中化合價(jià)不變.
KMnO4為氧化劑化合價(jià)降低“5”, H2S化合價(jià)升高“2”.它們的最小公倍數(shù)為“10”.由此可知,KMnO4中氧全部轉(zhuǎn)化為水,共8個(gè)氧原子,生成8個(gè)水分子,需16個(gè)氫原子,所以H2SO4系數(shù)為“3”.