精简、化归、融合：氧化还原反应方程式配平的基本策略*

陈　益刘江田徐守兵

（1金陵中学　江苏南京　210005；2南京市教研室　江苏南京　210001）



精简、化归、融合：氧化还原反应方程式配平的基本策略*

陈益1**刘江田2徐守兵1

（1金陵中学江苏南京210005；2南京市教研室江苏南京210001）

摘要：通过考查多种氧化还原反应方程式的配平方法，认为精简、化归、融合，是氧化还原反应方程式配平的基本策略，变换视角、价态归一、拆分反应、物质重组、待定系数等方法的灵活应用，可使配平过程变得简便。

关键词：精简；化归；融合；氧化还原反应；配平

*江苏省中小学教研室第十一期规划课题“基于核心素养的高中化学教学评一致性研究”。

**通讯联系人：E-mai1：62chenyi@163.com

氧化还原反应是化学反应最常见和最普遍的一种类型。有关氧化还原反应方程式的配平方法一直为教学和评价所关注。针对氧化还原反应的不同类型和特征，人们概括归纳了多种配平方法。这些方法或技能的背后蕴含了怎样的策略和思想，其本质和内在联系是什么?笔者试图作一系统梳理，以博采众长、融会贯通。

一、精简——元素消元法的实质

徐珑迪［1］提出了一种配平氧化还原反应方程式的新方法——元素消元法，令人耳目一新，颇受启迪。元素消元法的一般步骤：①元素消去：逐个消去没有发生价态变化的原子、离子或原子团；②电荷守恒：根据电荷守恒配平最简的“离子方程式”；③复原补全：将各项系数代入原方程式对应物质，并用元素守恒法将方程式配平完整，加上气体、沉淀、加热等符号。因为多数氧化还原反应中存在非氧化还原反应物质，即便是氧化剂和还原剂以及氧化产物和还原产物，也伴有价态未发生变化的元素，氧化还原反应的核心是氧化剂和还原剂中变价元素之间的反应。所以，第一步“元素消去”的本质是去冗存精，留下变价的“骨干元素”；第二步“电荷守恒”的本质是“电子守恒”，确定“骨干元素”计量数之比。

元素消元法采用逐步观察、逐次消去的“元素消去”法，这种层层“剥皮”法，层次清晰，但步骤繁琐，时间不经济。其实，只要理解本质，大可不必亦步亦趋，完全可以一步“瘦身”到位。如：C6H12O6+K2Cr2O7+ H2SO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+CO2↑+H2O，

③+“4复C r原（补SO全）”+得6 C ：OC6H↑12+O26+2 4H KO2C，r即2O7先+ 1将6 H“2S骨O4干=元2424322素”与核心物质“等效代换”得：C6H12O6+4K2Cr2O7→4Cr2（SO4）3+6CO2↑，再根据元素守恒将非变价物质配平。

再如：Na2Sx+NaC1O+NaOH→Na2SO4+NaC1+H2O，

②“电子守恒”得：

③“复原补全”得：Na2Sx+（3x+1）NaC1O+（2x-2）NaOH=xNa2SO4+（3x+1）NaC1+（x-1）H2O，即先将“骨干元素”与核心物质“等效代换”得：Na2Sx+（3x+1）Na-C1O→xNa2SO4+（3x+1）NaC1，再根据元素守恒将非变价物质配平。

二、化归——不同配平方法的共谋

氧化还原反应的一般形式为：氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物，而其最简单类型就是一种物质作氧化剂，另一种物质作还原剂，且氧化剂中只有一种元素化合价降低，还原剂中只有一种元素化合价升高，如：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+ 4H2O等。

事实上，氧化还原反应类型繁多，从元素价态变化分，有分子内的氧化还原反应、自身氧化还原反应、歧化反应、归中反应等；从氧化剂和还原剂种数分，有单一氧化剂、多种还原剂的氧化还原反应，单一还原剂、多种氧化剂的氧化还原反应，多种还原剂、多种氧化剂的氧化还原反应等。与之对应的配平方法有多种，如逆向配平法、整体配平法、零价法、拆分配平法、半反应法、待定系数法等。仔细考察这些众多的配平法，其共同策略就是“化归”，采用变换视角、价态归

一、拆分反应、物质重组、待定系数等方法，从而实现化生为熟、化繁为简、化难为易。

对于Fe3C+HNO3→Fe（NO3）3+NO↑+CO2↑+H2O这类一种物质含有两种（或两种以上）价态变化元素的氧化还原反应，采用“价态归一”法，保持铁元素反应前后价态不变，将Fe3C中的铁视作+3价，则将碳视作-9价，即将物质中多价态元素变化，转化为单一元素价态变化，使问题简化。

对于I3-+IO3-+H2S+H+→I2+SO42-+H2O这类多氧化剂或多还原剂的氧化还原反应，将“复合反应”拆分为“单一反应”：I3-+IO3-+H+→I2+H2O和IO3-+H2S→I2+ SO42-+H2O+H+，分别配平为5I3-+IO3-+6H+→8I2+3H2O 和8IO3-+5H2S→4I2+5SO42-+4H2O+2H+，再叠加（按一定要求或方式）得总反应方程式：5I3-+9IO3-+5H2S+4H+=12I2+5SO42-+7H2O［2］。

三、融合——多种配平方法的变通

氧化还原反应的配平，其正确率和效率的提高，有赖于具体问题作具体分析，把握正确方向和基本策略，灵活选择适应对路的方式方法［3］。

例如：P+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4，该反应中一部分P和CuSO4作氧化剂，另一部分P作还原剂，并注意到还原产物Cu3P中的元素比，可将“P+ 3CuSO4”组合为氧化剂单元，即将反应化归为：（P+ 3CuSO4）+P+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4简单形式后，再配平为：11P +15CuSO4+24H2O=5Cu3P +6H3PO4+ 15H2SO4。本例还可以采用“价态归一”法，保持一部分磷元素反应前后价态为0价，则产物中Cu3P中的铜也视作0价，即将Cu3P中多价态元素变化，转化为单一元素价态变化，使反应简化为：P+CuSO4+H2O→Cu+ H3PO4+H2SO4，应用“元素消元法”：；③6P+ 15CuSO4→5Cu3P+6H3PO4，反应物中再加上“未变价”的“5P”，最后将H2SO4和H2O配平。

③9RuS2+4KC1O3→3RuO4+6RuC13+9H2S↑+9S+4KC1，最C1 后+9H 配S平↑为+9 ：S 9+ R4 uK SC21+。4K 如C果1 O该3+ 1反8 H应C配1=平要3 求R uO “4系+6 数Ru 取-32尽可能小的正整数”，可采用“待定系数法”：设RuC13、H2S、S系数分别为a、b、c，则有：（3+a）RuS2+4KC1O3+ 2bHC1→3RuO4+aRuC13+bH2S↑+cS+4KC1，由C1原子守恒得：2b=3a；由S原子守恒得：6+2a=b+c。取b=3，a=2，c=7，即满足要求，得配平结果：5RuS2+4KC1O3+ 6以H利C 1 用=电3子R守u O恒4+，2建R u立C 1有3+ 3关H2Sa、↑b、+c7 S的+ 4关K系C 1，式当。然本，也例可还可以采用“拆分反应”法，即拆分为：3RuS2+4KC1O3= ↑+S 3，R u再O4叠+ 6S 加+4 得KC ：5 1R和u S 2R + u4 SK2C+16OH C+ 1 6=HC1 2=R uC 3 13R+u3OH2+S2342RuC13+3H2S↑+7S+4KC1。

综上所述，电子守恒、原子守恒、电荷守恒，是氧化还原反应方程式配平的根本大法。观察分析反应特征，精简、化归、融合，是氧化还原反应方程式配平的基本策略。变换视角、价态归一、拆分反应、物质重组、待定系数等方法的灵活应用，可使配平过程变得简便。

参考文献

［1］徐珑迪.用元素消元法配平氧化还原反应方程式［J］.化学教学，2015，（10）：88-90

［2］胡列扬.复杂氧化还原反应配平技巧［J］.化学教育，1996，（8）：38

［3］张建东.氧化还原反应的类型及化学方程式配平方法［J］.数理化学习，2015，（9）：42-45

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.022

文章编号：1008-0546（2016）02-0070-02

中图分类号：G632.41

文献标识码：B