浅谈氧化还原反应方程式配平

2015-04-16 12:17肖卢国
都市家教·上半月 2015年3期
关键词:氧化还原反应电子氧化剂

肖卢国

【摘 要】在氧化还原反应方程式的配平中,得失电子法是最为常用的,该方法的主要依据是在氧化还原反应中得失电子守恒。

【关键词】氧化还原反应;氧化剂;还原剂;电子

氧化还原反应是高中化学中的难点和重点,而氧化还原反应方程式配平又是其中的难点,学生对于方程式的配平一直难以理解和掌握,我就氧化还原反应方程式配平谈下我的看法:

氧化还原反应方程式配平中,得失电子法是最为常用的,该方法的主要是依据在氧化还原反应中得失电子守恒,其方法主要可分为如下五个步骤:

(1)写出反应物和产物的化学式;

(2)找出发生化合价变化的元素;

(3)计算得失电子数;

(4)乘上相应的系数使得失电子数的相等,并将所乘上的系数填在得失电子的物质的前面;

(5)用观察法配平原子数。

其中,第二步如何计算得失电子数,应以反应物作为标准还是以产物作为标准进行计算是该配平法的关键步骤,解决了这一关键步骤,氧化还原反应方程式的配平也就迎刃而解。下面就如何根据氧化还原反应类型计算得失电子数介绍四种常见规律。

第一种:氧化剂和还原剂不是同一种反应物,且发生化合价变化的不是同一种元素,我们可以以反应物为标准计算得失电子数。

例如:C+H2SO4(浓) → CO2↑+SO2↑

+H2O,C从零价到+4价失4个电子,S从+6到+4价得2个电子,最小公倍数为4,即氧失电子数为4 x 1= 4;得电子数为2 x 2 = 4,则C和CO2前配1,H2SO4(浓)和SO2前配2,H2O前根据原子守恒配2。

(1)C+ (2)H2SO4(浓) → (1)CO2↑

+(2)SO2↑+(2)H2O

S:+6→+4,得2电子 2x 2=4

C:0→+4,失4电子 4x 1=4

第二种:若氧化剂和还原剂为同一种反应物,则以产物为标准计算得失电子数。

例如KClO3→KCl+O2↑的分解反应,KClO3,既是氧化剂又是还原剂,符合本规律,因此。得失电子数的失电子值应以产物的一个2为标准计算,即氧失电子数为2 x 2 = 4;氯的得电子数应以产物的一个KCl为标准计算,即得电子数为6 x l = 6。得失电子的最小公倍数为12,因此配平时被用于计算氧失电子数的。前面应填系数3,被用于计算氯失电子数的前面应填系数2,则值KClO3和KCl前面均配2,最后用观察法配平。

(2) KClO3 → (2) KCl+ (3) O2↑

Cl:+5→-1, 得6電子 6x 2=12

O:-2→0,失2x 2=4电子 4x 3=12

又如Cl2与浓热的KOH 的反应:Cl2+KOH→KClO3 +KCl+H2O ,Cl2既是氧化剂又是还原剂,符合本规律,因此得电子数应以产物KCl的一个标准计算,即得电子数为1x l =1 ;Cl失电子数应以产物的一个KClO3为标准计算,即失电子数为5x l = 5 。得失电子数的最小公倍数为5,因此配平时KCl前面配系数5,KClO3前面配系数1。其它的根据原子守恒,Cl2前面配系数3,KOH前面配系数6,H2O前面配系数3。值得注意的是,在这类反应中,若遇到被氧化的原子和被还原的原子均是同一种反应物中同一种元素的原子,而且其它反应物中又含有该种元素的原子,但其在反应过程中化合价不变而且与被氧化后的原子的化合价或被还后的原子的化合价相同,则配平时应将既作为氧化剂又作为还原剂的反应物写成两个化学式,其中一个作为氧化剂,用于计算化合价的降低值;另一个作为还原剂,用于计算化合价的升高值,待配平后再将它们合并。

(3)Cl2+ (6) KOH→ (1) KClO3 + (5) KCl+ (3) H2O

Cl:0→+5,失5电子 5x 1=5

Cl:0→-1,得1电子 1x 5=5

第三种:若被氧化的原子和被还原的原子反应后出现在同一产物中,则以反应物作为标准计算得失电子数。如:KClO3 +HCl→Cl2↑+KCl+H2O,在这个反应中,被氧化的原子和被还原的原子都是氯,且同时出现在生成物Cl2中,则以反应物作为标准计算得失电子,在KClO3 中,氯是+5价变到Cl2中的零价,得5个电子,在HC中氯是-1价变到Cl2中的零价,失1个电子,最小公倍数为5,即得电子数为5x l = 5,失电子数为1x 5 =5,而KCl中的氯是从HCl中平移而来,没有发生化合价变化。即KClO3前配1,HCl前配5+1=6,Cl2前配3,最后用观察法配平。

(1)KClO3 + (6)HCl→ (3) Cl2↑+ (1)KCl+(3)H2O

Cl:+5→0,得5电子 5x 1=5

Cl:-1→0,失1电子 1x 5=5

第四种:若在一种反应物中有两种原子发生化合价的变化,同时另一种反应物也有原子发生化合价的变化,我们可以把有两种原子发生化合价变化的那种反应物作为一个整体来计算得失电子数,例如:Cu3P+ HNO3→ Cu(NO3)2+ H3PO4+ NO↑+ H2O ,在Cu3P中,铜元素和磷元素化合价都升高,同时HNO3中的氮元素化合价降低,我们可以以Cu3P作为一个整体来计算电子得失,铜从+1价升高到+2价,一个铜原子失1个电子,三个铜原子共失3个电子,P从-3价升高到+5价,失8个电子,一个Cu3P总共失11个电子,N从+5价降低到+2价,得3个电子,得失电子最小公倍数为33,则Cu3P前配3,NO前配11,其他的根据原子守恒配平,即Cu(NO3)2前配9, HNO3前配29,H3PO4前配3,H2O前配10。

() Cu3P+ () HNO3→ ()Cu(NO3)2+ ()H3PO4+ ()NO↑+ ()H2O

Cu:+1→+2,失1电子x 3=3

P:-3→+5,失8电子x 1=8 }3+8=11 11x3=33

N:+5→+2,得3个电子,3x11=33

氧化还原反应方程式的配平是学习氧化还原反应的难点,配平时我们还要注意的是在分析化合价升降变化时,如果同种元素发生化合价变化时要遵循“只靠近不交叉”的原则。总的来说,配平氧化还原方程式时要遵循的总的原则是:电子得失或偏移守恒。

参考文献:

[1]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书:化学.化学1(必修)[M].北京:人民教育出版社,2013

[2]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书:化学.化学1(必修)教师教学用书[M].北京:人民教育出版社,2007

[3]人民教育出版社人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学(必修)教师教学用书.[M].北京:人民教育出版社,2003

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