快速配平氧化還原反應(yīng)
氧化還原反應(yīng)的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的重要步驟,它是高中化學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的一項(xiàng)基本技能,同時(shí)氧化還原反應(yīng)的配平也一直是高考考查的熱點(diǎn).考查氧化還原反應(yīng)配平的試題,一般其難度都不低,因此,掌握較好的解題方法,快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行配平是解決這類問題的關(guān)鍵.下面介紹兩種簡單、通用、快速、準(zhǔn)確的配平方法.
　　
　　一、電子守恒法
　　
　　1、配平原理
　　
　　發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),還原劑失去電子、氧化劑得到電子.因?yàn)檎麄€(gè)過程的本質(zhì)好比是還原劑把電子給了氧化劑,在這一失一得之間,電子守恒.故根據(jù)還原劑失去電子的數(shù)目和氧化劑得到電子的數(shù)目相等,結(jié)合二者化合價(jià)的改變情況,可以分別把氧化劑、還原劑的計(jì)量數(shù)計(jì)算出來,這樣整個(gè)氧化還原反應(yīng)就順利配平了.
　　
　　2、方法和步驟
　　
　　①標(biāo)出發(fā)生變化的元素的化合價(jià),并確定氧化還原反應(yīng)的配平方向.
　　
　　在配平時(shí),需要確定先寫方程式那邊物質(zhì)的計(jì)量數(shù).有時(shí)先寫出方程式左邊反應(yīng)物的計(jì)量數(shù),有時(shí)先寫出方程式右邊生成物的計(jì)量數(shù).一般遵循這樣的原則：
　　
　　自身氧化還原反應(yīng)→ 先配平生成物的計(jì)量數(shù)；
　　
　　部分氧化還原反應(yīng) → 先配平生成物的計(jì)量數(shù)；
　　
　　一般的氧化還原反應(yīng)→既可先配平生成物的計(jì)量數(shù),也可先配平反應(yīng)物的計(jì)量數(shù).
　　
　?、诹谐龌蟽r(jià)升降的變化情況.當(dāng)升高或降低的元素不止一種時(shí),需要根據(jù)不同元素的原子個(gè)數(shù)比,將化合價(jià)變化的數(shù)值進(jìn)行疊加.
　　
　?、鄹鶕?jù)電子守恒配平化合價(jià)變化的物質(zhì)的計(jì)量數(shù).
　　
　?、芨鶕?jù)質(zhì)量守恒配平剩余物質(zhì)的計(jì)量數(shù).最終并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤.
　　
　　3、實(shí)戰(zhàn)演練
　　
　　　　+7　　 -1　　　0　　　　　+2
　　
　?、?KMnO4＋HCl ___________ Cl2＋MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　標(biāo)出化合價(jià),因該反應(yīng)是部分氧化還原反應(yīng),故確定先配平生成物Cl2和MnCl2,同時(shí)列出化合價(jià)升降情況,配平化合價(jià)變化的物質(zhì)Cl2和MnCl2的計(jì)量數(shù).
　　
　　　　　+7 +2
　　
　　降低Mn → Mn5e×
　　
　　－1 0
　　
　　升高Cl→ Cl22e×5
　　
　　所以先配平為KMnO4＋HCl －5Cl2＋2MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì),并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤.最終配平結(jié)果為
　　
　　2KMnO4＋16HCl ＝5Cl2＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O
　　
　　　　-3 +6 　　　　　　0 +4
　　
　?、?(NH4)2SO4__________ NH3＋N2＋SO2＋H2O
　　
　　標(biāo)出化合價(jià),因該反應(yīng)是自身氧化還原反應(yīng),故確定先配平生成物N2和SO2 ,同時(shí)列出化合價(jià)升降的情況,配平化合價(jià)變化的物質(zhì)N2和SO2的計(jì)量數(shù).
　　
　　　　+6　+4
　　
　　降低S → S 2e×3
　　
　　　?。?0
　　
　　升高NN26e×1
　　
　　所以方程式先配平為 (NH4)2SO4 ___________NH3＋1N2＋3SO2＋H2O
　　
　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì),并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤.最終配平結(jié)果為
　　
　　3(NH4)2SO4 =4NH3＋1N2＋3SO2＋6H2O
　　
　　　+1－2　+5+2　　　+6　+2
　　
　?、?Cu2S＋HNO3 －　Cu(NO3)2＋H2SO4＋NO＋H2O
　　
　　標(biāo)出化合價(jià),因該反應(yīng)是部分氧化還原反應(yīng),故確定先配平生成物Cu(NO3)2 、H2SO4和NO,同時(shí)列出化合價(jià)升降的情況,配平化合價(jià)變化的物質(zhì)Cu(NO3)2 、H2SO4和NO的計(jì)量數(shù).（因?yàn)镃u和S的化合價(jià)均升高,且它們來自于反應(yīng)物Cu2S ,Cu和S的原子個(gè)數(shù)比為2：1,按此比例疊加化合價(jià)變化數(shù)目）
　　
　　　　+5　+2
　　
　　降低N　N 3e×10
　　
　　　?。? +6
　　
　　升高SS
　　
　　+1 +2 10e×3
　　
　　2Cu 2Cu
　　
　　所以方程式先配平為Cu2S＋HNO3　6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋H2O
　　
　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì),并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤.最終配平結(jié)果為
　　
　　3Cu2S＋22HNO3 ＝6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋8H2O
　　
　　〔練一練〕配平下列氧化還原反應(yīng)方程式.
　　
　　1.FeS2＋O2 － SO2＋Fe2O3
　　
　　2.FeS＋H2SO4－ Fe 2 (SO4)3＋SO2＋H2O＋S
　　
　　3.Ag NO3 －Ag＋NO2＋O2
　　
　　二、待定系數(shù)法
　　
　　1、配平原理
　　
　　質(zhì)量守恒定律告訴我們,在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),反應(yīng)體系的各個(gè)物質(zhì)的每一種元素的原子在反應(yīng)前后個(gè)數(shù)相等.通過設(shè)出未知數(shù)（如x、y、z等均大于零）把所有物質(zhì)的計(jì)量數(shù)配平,再根據(jù)每一種元素的原子個(gè)數(shù)前后相等列出方程式,解方程式（組）.計(jì)量數(shù)有相同的未知數(shù),可以通過約分約掉.
　　
　　2、方法和步驟
　　
　　對于氧化還原反應(yīng),先把元素化合價(jià)變化較多的物質(zhì)的計(jì)量數(shù)用未知數(shù)表示出來,再利用質(zhì)量守恒吧其他物質(zhì)的計(jì)量數(shù)也配平出來,最終每一個(gè)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)都配平出來后,根據(jù)某些元素的守恒,列方程解答.
　　
　　3、實(shí)戰(zhàn)演練（將以上所列出的方程式一一利用待定系數(shù)法配平）
　　
　?、?KMnO4＋HCl －Cl2＋MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　因?yàn)殄i元素和氯元素的化合價(jià)變化,故將Cl2和MnCl2的計(jì)量數(shù)配平,分別為x、y ,再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平,即配平為
　　
　　yKMnO4＋（3y＋2x）HCl＝xCl2＋yMnCl2＋yKCl＋4yH2O ,最后根據(jù)氫元素守恒,列出x和y的關(guān)系式：3y＋2x＝8y,得出2.5y＝x ,把方程式中的x都換成y ,即
　　
　　yKMnO4＋8yHCl＝2.5yCl2＋yMnCl2＋yKCl＋4yH2O ,將x約掉,并將計(jì)量數(shù)變?yōu)檎麛?shù),故最終的配平結(jié)果為
　　
　　2KMnO4＋16HCl ＝5Cl2＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O.
　　
　?、?(NH4)2SO4 NH3＋N2＋SO2＋H2O
　　
　　因?yàn)榈睾土蛟氐幕蟽r(jià)變化,故將N2和SO2的計(jì)量數(shù)配平,分別為x、y ,再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平,即配平為y(NH4)2SO4 ＝（2y－2x）NH3＋xN2＋ySO2＋（y＋3x）H2O ,最后根據(jù)氧元素守恒,列出x和y的關(guān)系式：
　　
　　4y＝2y＋y＋3x,得出3x＝y(tǒng) ,把方程式中的y都換成x ,即3x(NH4)2SO4 ＝4xNH3＋xN2＋3xSO2＋6xH2O ,將x約掉,故最終的配平結(jié)果為
　　
　　3(NH4)2SO4 ＝4NH3＋1N2＋3SO2＋6H2O.
　　
　?、?Cu2S＋HNO3 __________Cu(NO3)2＋H2SO4＋NO＋H2O
　　
　　因?yàn)榈睾豌~元素、硫元素的化合價(jià)變化,故將Cu2S和HNO3的計(jì)量數(shù)配平,分別為x、y ,再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平,即配平為
　　
　　xCu2S＋yHNO3 ＝2xCu(NO3)2＋xH2SO4＋（y－4x）NO＋（2y－12x）H2O ,最后根據(jù)氫元素守恒,列出x和y的關(guān)系式：y＝2x＋4y－24x,得出x＝y(tǒng) ,把方程式中的y都換成x ,即xCu2S＋xHNO3 ＝2xCu(NO3)2＋xH2SO4＋xNO＋xH2O,將x約掉,并將計(jì)量數(shù)變?yōu)檎麛?shù),故最終的配平結(jié)果為3Cu2S＋22HNO3 ＝6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋8H2O.