[氧化还原反应方程式的配平]氧化还原反应配平方法

[氧化还原反应方程式的配平]氧化还原反应配平方法汇总

氧化还原反应配平原则
　　
　　1.反应中还原剂化合剂升高总数（失去电子总数）和氧化剂化合价降低总数（得到电子总数）相等，
　　
　　2.反应前后各种原子个数相等。
　　
　　一、观察法
　　
　　观察法适用于简单的氧化-还原方程式配平。配平关键是观察反应前后原子个数变化，找出关键是观察反应前后原子个数相等。
　　
　　例1：Fe3O4+CO-Fe+CO2
　　
　　分析：找出关键元素氧，观察到每一分子Fe3O4反应生成铁，至少需4个氧原子，故此4个氧原子必与CO反应至少生成4个CO2分子。
　　
　　解：Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
　　
　　有的氧化-还原方程看似复杂，也可根据原子数和守恒的思想利用观察法配平。
　　
　　例2：P4+P2I4+H2O-PH4I+H3PO4
　　
　　分析：经观察，由出现次数少的元素原子数先配平。再依次按元素原子守恒依次配平出现次数较多元素。
　　
　　解：第一步，按氧出现次数少先配平使氧守恒
　　
　　P4+P2I4+4H2O—PH4I+H3PO4
　　
　　第二步：使氢守恒，但仍维持氧守恒
　　
　　P4+P2I4+4H2O—PH4I+H3PO4
　　
　　第三步：使碘守恒，但仍保持以前调平的O、H
　　
　　P4+5/16P2I4+4H2O—5/4PH4I+H3PO4
　　
　　第四步：使磷元素守恒
　　
　　13/32P4+5/16P2I4+4H2O=5/4PH4I+H3PO4
　　
　　去分母得
　　
　　13P4+10P2I4+128H2O=40PH4I+32H3PO4
　　
　　二、最小公倍数法
　　
　　最小公倍数法也是一种较常用的方法。配平关键是找出前后出现“个数”最多的原子，并求出它们的最小公倍数
　　
　　例3：Al+Fe3O4-Al2O3+Fe
　　
　　分析：出现个数最多的原子是氧。它们反应前后最小公倍数为“3×4”，由此把Fe3O4系数乘以3，Al2O3系数乘以4，最后配平其它原子个数。
　　
　　解：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe
　　
　　三、奇数偶配法
　　
　　奇数法配平关键是找出反应前后出现次数最多的原子，并使其单（奇）数变双（偶）数，最后配平其它原子的个数。
　　
　　例4：FeS2+O2—Fe2O3+SO2
　　
　　分析：由反应找出出现次数最多的原子，是具有单数氧原子的FeS2变双（即乘2），然后配平其它原子个数。
　　
　　解：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
　　
　　四、电子得失总数守恒法
　　
　　这种方法是最普通的一方法，其基本配平步骤课本上已有介绍。这里介绍该配平时的一些技巧。对某些较复杂的氧化还原反应，如一种物质中有多个元素的化合价发生变化，可以把这种物质当作一个整体来考虑。
　　
　　例5：FeS+H2SO4(浓)—Fe2(SO4)3+S+SO2+H2O
　　
　　分析：先标出电子转移关系
　　
　　FeS+H2SO4—1/2Fe2(SO4)3+S+SO2+H2O
　　
　　该反应中FeS中的Fe，S化合价均发生变化，可将式中FeS作为一个“整体”，其中硫和铁两元素均失去电子，用一个式子表示失电子总数为3e-。
　　
　　2FeS+3H2SO4=Fe2(SO4)3+2S+3SO2+H2O
　　
　　然后调整未参加氧化还原各项系数，把H2SO4调平为6H2SO4，把H2O调平为6H2O。
　　
　　解：2FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+2S+3SO2+6H2O
　　
　　五、原子个数守恒法（待定系数法）
　　
　　根据质量守衡任何化学方程式配平后，方程式两边各种原子个数相等，由此我们可以设反应物和生成物的系数分别是a、b、c。然后根据方程式两边系数关系，列方程组，从而求出a、b、c最简数比。
　　
　　例6：KMnO4+FeS+H2SO4--K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O
　　
　　分析：此方程式甚为复杂，不妨用原子个数守恒法。设方程式为：
　　
　　aKMnO4+bFeS+cH2SO4-dK2SO4+eMnSO4+fFe2(SO4)3+gS+hH2O
　　
　　根据各原子守恒，可列出方程组：
　　
　　a=2d（钾守恒）a=e（锰守恒）b=2f（铁守恒）
　　
　　b+c=d+e+3f+g（硫守恒）4a+4c=4d+4e+12f+h（氧守恒）
　　
　　c=h（氢守恒）
　　
　　解方程组时，可设最小系数（此题中为d）为1，则便于计算：得a=6,b=10,d=3,e=6,f=5,g=10,h=24。
　　
　　解：6KMnO4+10FeS+24H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O
　　
　　例7：Fe3C+HNO3--CO2+Fe(NO3)3+NO+H2O
　　
　　分析：运用待定系数法时，也可以不设出所有系数，如将反应物或生成物之一加上系数，然后找出各项与该系数的关系以简化计算。给Fe3C前加系数a，并找出各项与a的关系，得
　　
　　aFe3C+HNO3=aCO2+3aFe(NO3)3+(1-9a)NO+1/2H2O
　　
　　依据氧原子数前后相等列出
　　
　　3=2a+3×3a+2+(1-9a)+1/2a=1/22
　　
　　代入方程式
　　
　　1/22Fe3C+HNO3=1/22CO2+3/22Fe(NO3)3+13/22NO+1/2H2O
　　
　　化为更简整数即得答案：
　　
　　Fe3C+22HNO3=CO2+3Fe(NO3)3+13NO+11H2O
　　
　　六、离子电子法
　　
　　配平某些溶液中的氧化还原离子方程式常用离子电子法。其要点是将氧化剂得电子的“半反应”式写出，再把还原剂失电子的“半反应”式写出，再根据电子得失总数相等配平。
　　
　　例8、KMnO4+SO2+H2O-K2SO4+MnSO4+H2SO4
　　
　　分析：先列出两个半反应式分别为得电子和失电子的式子。
　　
　　KMnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O①
　　
　　SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+②
　　
　　将①×2，②×5，两式相加而得离子方程式。
　　
　　2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
　　
　　下面给出一些常用的半反应。
　　
　　1）氧化剂得电子的半反应式
　　
　　稀硝酸：NO3-+4H++3e-=NO+2H2O
　　
　　浓硝酸：NO3-+2H++e-=NO2+H2O
　　
　　稀冷硝酸：2NO3-+10H++8e-=N2O+H2O
　　
　　酸性KMnO4溶液：MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O
　　
　　酸性MnO2：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O
　　
　　酸性K2Cr2O7溶液：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O
　　
　　中性或弱碱性KMnO4溶液：MnO4-+2H2O+3e-=MnO2+4OH-
　　
　　2)还原剂失电子的半反应式：
　　
　　SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
　　
　　SO32-+2OH--2e-=SO42-+H2O
　　
　　H2C2O4-2e-=2CO2+2H+
　　

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