高考化学氧化还原反应的配平
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高考化学氧化还原反应的配平!
高考化学,无机化合物的知识必考书写化学方程式,且必是氧化还原反应,所以掌握氧化还原反应方程式的配平很重要!!
一、配平简介
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
二、配平原则
1.质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等。
2.化合价升降守恒原则:氧化剂化合价降低的总数值与还原剂化合价升高的总数值相等。
3.电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等。
4.电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等。
三、配平步骤
1.一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价。
2.二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等。
3.三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数。
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数
÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数。
4.四平:用观察法配平其他物质的化学计量数。
5.五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒。
四、配平技巧
(一)正向配平
此处我们使用氨的催化氧化的反应作为例子进行讲解:
①写出反应物和生成物的化学式,并标出变价元素的化合价
②列出反应前后同种元素化合价的升降变化
N的化合价由-3价变至+2价,故上升5价
O的化合价由0价降至-2价,每个O2含2个O. 故下降2×2=4价
③根据升降价求最小公倍数,使化合价升降总数相等
④观察法,根据已配平的物质将其他物质配平
⑤根据原子守恒检查无误后完成配平
【练习】(2016·天津)配平反应方程式:
MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O,其化学计量数依次为____________________。
【解析】根据化合价升降守恒,配平得MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O,故答案为:1,2,4,1,1,3;
(二)逆向配平
若氧化剂(或还原剂)中某元素化合价只有部分改变,配平宜从氧化产物、还原产物开始,即先考虑生成物,逆向配平;自身氧化还原反应方程式(歧化反应),宜从生成物开始配平,即逆向配平,原理和正向配平完全一致。
例1:P +CuSO4+H2O -C u3P +H3PO4+H2SO4
该反应的氧化剂是P、CuSO4,还原剂是P,以反应物作标准求得失电子数比较困难,但是氧化产物只H3PO4、还原产物只C u3P,所以以1mol H3PO4和1mol Cu3P作标准物容易求得失电子数。
答案:11P + 15CuSO4+ 24H2O - 5Cu3P +
6H3PO4+15H2SO4
例2:氯气和氢氧化钠的反应作为例子:
【练习】1.配平下列氧化还原反应方程式
(1) CuS+ HNO3(浓)—
Cu(NO3)2+ H2SO4+ NO↑+ H2O
(2) KMnO4+ HCl(浓) —
KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O
【答案】
(1)3CuS+ 14HNO3(浓)=
3Cu(NO3)2+ 3H2SO4+ 8NO↑+ 4H2O
(2)
2KMnO4+ 16HCl(浓) = 2KCl+ 2MnCl2+ 5Cl2↑+ 8H2O
(三)双向配平(整体配平)
当遇到一种物质中有两种元素变价时,可以进行整体配平。此处我们使用硫化亚铜和硝酸的反应作为例子:
①和正向配平一样,写出反应物和生成物的化学式,并标出变价元素的化合价;列出反应前后同种元素化合价的升降变化;根据升降价求最小公倍数,使化合价升降总数相等
②观察法,根据已配平的物质将其他物质配平
此处注意:由于产物硝酸铜的硝酸根直接来自于硝酸并未变价,故①中已配平的10个硝酸不含硝酸铜中的硝酸根。换言之,硝酸铜中的硝酸根需要额外增加硝酸来提供!于是配平如下:
③根据原子守恒检查无误后完成配平
(四)离子方程式缺项配平
如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来,在配平时,如果所空缺的物质不发生电子的得
失,仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境,一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确
定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
例:BiO3-+Mn2++- Bi3++MnO4-+H2O
【解析】首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质:
5BiO3-+2 Mn2++- 5 Bi3++2 MnO4-+H2O
根据氧原子守恒,可以确定H2O 的系数为7,根据质量守恒和电荷守恒规律可以确定反应物所缺的是氢离子H+。
答案:5BiO3-+2Mn2++14H+ = 5Bi3++2MnO4-+7H2O
【练习】(2015·浙江)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO4-+( )C2O42-+______=( )Mn2++( )CO2↑+________
【解析】MnO4-→Mn2+,Mn的化合价降低5,C2O42-→2CO2,C的化合价升高2,根据化合价升
降相等,变化可得:2MnO4-+ 5C2O42-== 2Mn2+ + 10CO2↑,该反应只能在酸性条件下进行(因为生成Mn2+),再根据原子数守恒可得完整的化学
方程式:2MnO4-+ 5C2O42-+ 16H+ == 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
(五)设“1”配平法:
设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
【解析】可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6