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怎样快速配平氧化还原反应

来源:考试吧 2019-02-14 10:31:43 要考试,上考试吧! 模拟考场
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  一、电子守恒法

  1、配平原理

  发生氧化还原反应时,还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂,在这一失一得之间,电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等,结合二者化合价的改变情况,可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来,这样整个氧化还原反应就顺利配平了。

  2、方法和步骤

  ①标出发生变化的元素的化合价,并确定氧化还原反应的配平方向。

  在配平时,需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数,有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则:

  自身氧化还原反应→先配平生成物的计量数;

  部分氧化还原反应→先配平生成物的计量数;

  一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数,也可先配平反应物的计量数。

  ②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时,需要根据不同元素的原子个数比,将化合价变化的数值进行叠加。

  ③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。

  ④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。

  3、实战演练

  +7-10+2

  ⑴KMnO4+HCl___________Cl2+MnCl2+KCl+H2O

  标出化合价,因该反应是部分氧化还原反应,故确定先配平生成物Cl2和MnCl2,同时列出化合价升降情况,配平化合价变化的物质Cl2和MnCl2的计量数。

  +7+2

  降低Mn→Mn5e×

  -10

  升高Cl→Cl22e×5

  所以先配平为KMnO4+HCl5Cl2+2MnCl2+KCl+H2O

  再根据质量守恒配平剩余的物质,并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为

  2KMnO4+16HCl=5Cl2+2MnCl2+2KCl+8H2O

  -3+60+4

  ⑵(NH4)2SO4__________NH3+N2+SO2+H2O

  标出化合价,因该反应是自身氧化还原反应,故确定先配平生成物N2和SO2,同时列出化合价升降的情况,配平化合价变化的物质N2和SO2的计量数。

  +6+4

  降低S→S2e×3

  -30

  升高NN26e×1

  所以方程式先配平为(NH4)2SO4___________NH3+1N2+3SO2+H2O

  再根据质量守恒配平剩余的物质,并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为

  3(NH4)2SO4=4NH3+1N2+3SO2+6H2O

  +1-2+5+2+6+2

  ⑶Cu2S+HNO3Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O

  标出化合价,因该反应是部分氧化还原反应,故确定先配平生成物Cu(NO3)2、H2SO4和NO,同时列出化合价升降的情况,配平化合价变化的物质Cu(NO3)2、H2SO4和NO的计量数。(因为Cu和S的化合价均升高,且它们来自于反应物Cu2S,Cu和S的原子个数比为2:1,按此比例叠加化合价变化数目)

  +5+2

  降低NN3e×10

  -2+6

  升高SS

  +1+210e×3

  2Cu2Cu

  所以方程式先配平为Cu2S+HNO36Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+H2O

  再根据质量守恒配平剩余的物质,并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为

  3Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O

  〔练一练〕配平下列氧化还原反应方程式。

  1.FeS2+O2SO2+Fe2O3

  2.FeS+H2SO4Fe2(SO4)3+SO2+H2O+S

  3.AgNO3Ag+NO2+O2

  二、待定系数法

  1、配平原理

  质量守恒定律告诉我们,在发生化学反应时,反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数(如x、y、z等均大于零)把所有物质的计量数配平,再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式,解方程式(组)。计量数有相同的未知数,可以通过约分约掉。

  2、方法和步骤

  对于氧化还原反应,先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来,再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来,最终每一个物质的计量数都配平出来后,根据某些元素的守恒,列方程解答。

  3、实战演练(将以上所列出的方程式一一利用待定系数法配平)

  ⑴KMnO4+HClCl2+MnCl2+KCl+H2O

  因为锰元素和氯元素的化合价变化,故将Cl2和MnCl2的计量数配平,分别为x、y,再根据质量守恒将其他物质配平,即配平为

  yKMnO4+(3y+2x)HCl=xCl2+yMnCl2+yKCl+4yH2O,最后根据氢元素守恒,列出x和y的关系式:3y+2x=8y,得出2.5y=x,把方程式中的x都换成y,即

  yKMnO4+8yHCl=2.5yCl2+yMnCl2+yKCl+4yH2O,将x约掉,并将计量数变为整数,故最终的配平结果为

  2KMnO4+16HCl=5Cl2+2MnCl2+2KCl+8H2O。

  ⑵(NH4)2SO4NH3+N2+SO2+H2O

  因为氮元素和硫元素的化合价变化,故将N2和SO2的计量数配平,分别为x、y,再根据质量守恒将其他物质配平,即配平为y(NH4)2SO4=(2y-2x)NH3+xN2+ySO2+(y+3x)H2O,最后根据氧元素守恒,列出x和y的关系式:

  4y=2y+y+3x,得出3x=y,把方程式中的y都换成x,即3x(NH4)2SO4=4xNH3+xN2+3xSO2+6xH2O,将x约掉,故最终的配平结果为

  3(NH4)2SO4=4NH3+1N2+3SO2+6H2O。

  ⑶Cu2S+HNO3__________Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O

  因为氮元素和铜元素、硫元素的化合价变化,故将Cu2S和HNO3的计量数配平,分别为x、y,再根据质量守恒将其他物质配平,即配平为

  xCu2S+yHNO3=2xCu(NO3)2+xH2SO4+(y-4x)NO+(2y-12x)H2O,最后根据氢元素守恒,列出x和y的关系式:y=2x+4y-24x,得出x=y,把方程式中的y都换成x,即xCu2S+xHNO3=2xCu(NO3)2+xH2SO4+xNO+xH2O,将x约掉,并将计量数变为整数,故最终的配平结果为3Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O。

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