巧用“电子得失守恒法”配平氧化还原反应方程式

2014-07-16 09:19张庆
中学教学参考·理科版 2014年5期
关键词:配平化合价氧化剂

张庆

《普通高等学校招生全国统一考试大纲(新课标版)》2010年版对与氧化还原反应有关的内容表述为:“了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。”2011年版又增加了“掌握氧化还原反应的配平与相关计算”的要求。但在2012年版(2013版与2012版相同)中又将2011版的新增内容改为“掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算”。这样的变化说明氧化还原反应方程式的配平是高考的必备基础考点,但又仅限于常见的氧化还原反应方程式配平。

氧化还原反应方程式的配平方法较多,常见的方法有:化合价升降配平法、电子得失守恒配平法、待定系数配平法、零价配平法等。电子得失守恒法是依据氧化还原反应中电子转移(得失或偏移)守恒配平氧化还原反应。本文在借鉴有关研究的基础上,结合笔者自己的教学经验,总结了电子得失守恒法在氧化还原反应方程式配平中的步骤和技巧。

一、电子得失守恒法的步骤

1.标变价

2.调整系数

反应物和产物中变价原子数不同时,可以先添加系数。

3.求转移电子数

根据得失电子数的最小公倍数确定标准物的系数。通常选用化合价变化情况单一的1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)作标准,根据元素的变价求出1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)中所有变价元素的得失电子数。该步是电子守恒法配平氧化还原方程式的关键,配平技巧就是如何确定得失电子数的方法。

4.根据得失电子数的最小公倍数求标准物的系数

5.依据元素守恒,配平方程式

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。通常在配平未变价的原子时,先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物(以下简称“四大物质”)的系数(如该反应中硝酸的系数),再确定其他物质的系数(通常先配H,然后配O)。该反应中有2mol硝酸起了酸的作用,所以硝酸前的系数为4,H2O的系数为2。

6.检查所配方程式,将短线改为等号

检查氧化还原反应方程式是否配平,要看是否满足得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒,若是离子型氧化还原反应,检查电子得失守恒最稳妥,检查电荷守恒最方便。

二、常见的氧化还原反应类型及其配平技巧

1.物质(分子)间氧化还原反应

此类氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物均为不同物质,可按基本步骤完成配平。

2.部分氧化还原反应

3.自身氧化还原反应

4.归中反应

此类反应的特点是氧化产物、还原产物为同一物质,因其所含元素化合价有升有降,即反应前后变价趋势不单一,故不能以其为标准确定电子数。配平中以氧化剂、还原剂为标准物确定电子数。

最后要强调,电子得失守恒法不适用于化合价难以确定的方程式的配平。笔者认为氧化还原反应教学的价值在于理解氧化还原反应的本质即电子的转移,因此在氧化还原反应方程式配平的教学中没有必要对学生进行太多的方法训练,更没有必要强调“一题多解”。只需利用氧化还原反应中电子得失守恒这一本质,配平常见的方程式,这样既能完成配平,又加深了学生对氧化还原反应本质的理解。对于待定系数配平法、零价配平法等方法的应用不宜在常规教学中讲解,以免加重学生的负担,建议在校本选修课或竞赛辅导课中再进行讲解。

(责任编辑 罗艳)endprint

《普通高等学校招生全国统一考试大纲(新课标版)》2010年版对与氧化还原反应有关的内容表述为:“了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。”2011年版又增加了“掌握氧化还原反应的配平与相关计算”的要求。但在2012年版(2013版与2012版相同)中又将2011版的新增内容改为“掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算”。这样的变化说明氧化还原反应方程式的配平是高考的必备基础考点,但又仅限于常见的氧化还原反应方程式配平。

氧化还原反应方程式的配平方法较多,常见的方法有:化合价升降配平法、电子得失守恒配平法、待定系数配平法、零价配平法等。电子得失守恒法是依据氧化还原反应中电子转移(得失或偏移)守恒配平氧化还原反应。本文在借鉴有关研究的基础上,结合笔者自己的教学经验,总结了电子得失守恒法在氧化还原反应方程式配平中的步骤和技巧。

一、电子得失守恒法的步骤

1.标变价

2.调整系数

反应物和产物中变价原子数不同时,可以先添加系数。

3.求转移电子数

根据得失电子数的最小公倍数确定标准物的系数。通常选用化合价变化情况单一的1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)作标准,根据元素的变价求出1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)中所有变价元素的得失电子数。该步是电子守恒法配平氧化还原方程式的关键,配平技巧就是如何确定得失电子数的方法。

4.根据得失电子数的最小公倍数求标准物的系数

5.依据元素守恒,配平方程式

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。通常在配平未变价的原子时,先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物(以下简称“四大物质”)的系数(如该反应中硝酸的系数),再确定其他物质的系数(通常先配H,然后配O)。该反应中有2mol硝酸起了酸的作用,所以硝酸前的系数为4,H2O的系数为2。

6.检查所配方程式,将短线改为等号

检查氧化还原反应方程式是否配平,要看是否满足得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒,若是离子型氧化还原反应,检查电子得失守恒最稳妥,检查电荷守恒最方便。

二、常见的氧化还原反应类型及其配平技巧

1.物质(分子)间氧化还原反应

此类氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物均为不同物质,可按基本步骤完成配平。

2.部分氧化还原反应

3.自身氧化还原反应

4.归中反应

此类反应的特点是氧化产物、还原产物为同一物质,因其所含元素化合价有升有降,即反应前后变价趋势不单一,故不能以其为标准确定电子数。配平中以氧化剂、还原剂为标准物确定电子数。

最后要强调,电子得失守恒法不适用于化合价难以确定的方程式的配平。笔者认为氧化还原反应教学的价值在于理解氧化还原反应的本质即电子的转移,因此在氧化还原反应方程式配平的教学中没有必要对学生进行太多的方法训练,更没有必要强调“一题多解”。只需利用氧化还原反应中电子得失守恒这一本质,配平常见的方程式,这样既能完成配平,又加深了学生对氧化还原反应本质的理解。对于待定系数配平法、零价配平法等方法的应用不宜在常规教学中讲解,以免加重学生的负担,建议在校本选修课或竞赛辅导课中再进行讲解。

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《普通高等学校招生全国统一考试大纲(新课标版)》2010年版对与氧化还原反应有关的内容表述为:“了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。”2011年版又增加了“掌握氧化还原反应的配平与相关计算”的要求。但在2012年版(2013版与2012版相同)中又将2011版的新增内容改为“掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算”。这样的变化说明氧化还原反应方程式的配平是高考的必备基础考点,但又仅限于常见的氧化还原反应方程式配平。

氧化还原反应方程式的配平方法较多,常见的方法有:化合价升降配平法、电子得失守恒配平法、待定系数配平法、零价配平法等。电子得失守恒法是依据氧化还原反应中电子转移(得失或偏移)守恒配平氧化还原反应。本文在借鉴有关研究的基础上,结合笔者自己的教学经验,总结了电子得失守恒法在氧化还原反应方程式配平中的步骤和技巧。

一、电子得失守恒法的步骤

1.标变价

2.调整系数

反应物和产物中变价原子数不同时,可以先添加系数。

3.求转移电子数

根据得失电子数的最小公倍数确定标准物的系数。通常选用化合价变化情况单一的1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)作标准,根据元素的变价求出1mol的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)中所有变价元素的得失电子数。该步是电子守恒法配平氧化还原方程式的关键,配平技巧就是如何确定得失电子数的方法。

4.根据得失电子数的最小公倍数求标准物的系数

5.依据元素守恒,配平方程式

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。通常在配平未变价的原子时,先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物(以下简称“四大物质”)的系数(如该反应中硝酸的系数),再确定其他物质的系数(通常先配H,然后配O)。该反应中有2mol硝酸起了酸的作用,所以硝酸前的系数为4,H2O的系数为2。

6.检查所配方程式,将短线改为等号

检查氧化还原反应方程式是否配平,要看是否满足得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒,若是离子型氧化还原反应,检查电子得失守恒最稳妥,检查电荷守恒最方便。

二、常见的氧化还原反应类型及其配平技巧

1.物质(分子)间氧化还原反应

此类氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物均为不同物质,可按基本步骤完成配平。

2.部分氧化还原反应

3.自身氧化还原反应

4.归中反应

此类反应的特点是氧化产物、还原产物为同一物质,因其所含元素化合价有升有降,即反应前后变价趋势不单一,故不能以其为标准确定电子数。配平中以氧化剂、还原剂为标准物确定电子数。

最后要强调,电子得失守恒法不适用于化合价难以确定的方程式的配平。笔者认为氧化还原反应教学的价值在于理解氧化还原反应的本质即电子的转移,因此在氧化还原反应方程式配平的教学中没有必要对学生进行太多的方法训练,更没有必要强调“一题多解”。只需利用氧化还原反应中电子得失守恒这一本质,配平常见的方程式,这样既能完成配平,又加深了学生对氧化还原反应本质的理解。对于待定系数配平法、零价配平法等方法的应用不宜在常规教学中讲解,以免加重学生的负担,建议在校本选修课或竞赛辅导课中再进行讲解。

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