氧化还原反应的几种配平技巧

氧化还原反应的几种配平技巧

用化合价升降法配平氧化还原反应方程式，必须遵循两个基本原则：一是反应中还原剂各元素化合价升高的总数和氧化剂各元素化合价降低的总数必须相等，即得失电子守恒；二是反应前后各种原子个数相等，即质量守恒。在掌握一般配平方法、步骤的基础上，根据反应的不同类型和特点，选择和运用一些不同的配平方法和技巧，以提高配平的速度和准确性。下面介绍一些常用的配平技巧。

1. 逆配法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应、歧化反应等宜选用此种方法配平，即先从氧化产物和还原产物开始配平。

例1. （1）

解析：

首先确定CrCl3和Cl2的化学计量数分别是2和3，然后根据反应前后各种原子个数相等配平得：

（2）

解析：

首先确定Pt和N2的化学计量数分别是3和2，然后根据反应前后各种原子个数相等配平得：

2. 零价法：对于不易确定元素化合价的物质（如铁、砷、碳等组成的化合物）参加的氧化还原反应，根据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则，把组成该物质的各元素化合价看作零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使升降值相等。

例2.

解析：

首先确定Fe3C和NO2的化学计量数分别是1和13，然后根据反应前后各种原子个数相等配平得：

3. 变一法：假设化合物中只有一种元素的化合价在反应前后发生变化，其他元素的化合价在反应前后没有变化，依据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则，确定该元素的起始价态。计算出元素化合价的升降值，并使升降值相等。

例3.

解析：设Cu3P中Cu仍为＋2价，则P为－6价

首先确定Cu3P和H3PO4的化学计量数分别是5和6，然后根据反应前后各种原子个数相等配平得：

4. 待定系数法：一般设组成元素较多的物质的化学计量数为1，其他物质的化学计量数分别设为a、b、c……，根据原子个数守恒列等式求解，若化学计量数为分数，应化为整数。此法适用于一切氧化还原反应，主要用于变价元素在三种或三种以上的复杂氧化还原反应。

例4.

解析：设CuSO4的化学计量数为1、FeS2的化学计量数为a、H2O的化学计量数为b，根

据Cu、Fe、H的原子个数守恒，则Cu2S、FeSO4、H2SO4的化学计量数分别为、a、b，再根据S、O的原子个数守恒得：

解得

配平得：

5. 定组成法：对一个确定的化合物而言，各组成元素的原子个数之比一定，由此决定了反应物或生成物中可能有两种或两种以上的物质的比例关系一定，据此可实现配平。

例5.

解析：反应物中H：O＝1：1，则，设Na2FeO4的化学计量数为1，则H2O的化学计量数为4，根据反应前后各种原子个数相等配平得：

6. 整体标价法：当化合物中某一元素有多个（或为不定数）时，可将它作为整体，计算其整体的化合价。

例6.

解析：

首先确定CaS x和CaS2O3的化学计量数分别是2和1，然后根据反应前后各种原子个数相等配平得：

7. 缺项配平法：此类反应可先配平含变价元素物质的化学计量数，再根据质量守恒定律确定缺项物质的化学式和化学计量数。缺项物质一般为酸、碱、水，常见的有H2SO4、HCl、KOH、NaOH、H2O等。

8. 氧化还原型离子方程式的配平法：离子方程式的配平依据是得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，即首先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，在此基础上根据电荷守恒，配平两边离子所带电荷数，最后根据质量守恒配平其余物质的化学计量数。

例7.

解析：第一步，根据得失电子守恒配平

则：

第二步，根据电荷守恒，两边离子电荷相等需要6个来配平，则

第三步，根据质量守恒配平得：

氧化还原反应方程式的配平是一个基本功，虽有法，但无定法。在平时的学习过程中我们应该强化训练，多加总结，找出更多更好的配平方法，以便我们更快更准确地完成方程式的配平。

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子K +、Fe 3+、Cu 2+、Ba 2+、A1 3+和五种阴离子Cl -、OH -、NO 3-、CO 32-、X中的一种。

（1）某同学通过比较分析，认为无须检验就可判断五种物质中肯定有的两种物质是_____________和

__________。

（2）物质C中含有离子X。为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀，向该沉淀中滴入足量稀HNO 3，沉淀部分溶解，剩余白色固体。则X为__________（填字母）。

A．Br -B．SO 42- C．CH 3 COO -

D．HCO 3-

（3）将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，再滴加稀H 2 SO 4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，写出Cu溶解的离子方程式__________，若要将Cu完全溶解，至少应加入H 2 SO 4的物质的量是_____ __。

（4）若用惰性电极电解C和D的混合溶液，若溶质的物质的量均为0.1 mol，通电后，当在阴极产生气体1.12L时，阳极产生的气体体积为___________L。（气体体积均为标准状况，且不考虑气体在水中的溶解）（5）将E溶液蒸干后并将所得固体灼烧，最终得到的固体成分是（填化学式）__________。

（1）K 2 CO 3；Ba(OH) 2（2）B

（3）3Cu＋8H＋＋2NO 3-＝3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2 O；0.4mol （4）1.68 （5）Fe 2 O 3

试题分析：（1）由于Fe 3+、Cu 2+、Ba 2+、A1 3+和CO 32-均不能大量共存，所以一定含有碳酸钾。又因为Fe 3+、Cu 2+、A1 3+和OH -均不能大量共存，所以一定还含有氢氧化钡。

（2）当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀，因此C中含有铜离子，蓝色沉淀是氢氧化铜。向该沉淀中滴入足量稀HNO 3，沉淀部分溶解，剩余白色固体，因此该白色沉淀是硫酸钡。所以C是硫酸铜，则A是氢氧化钡，B是碳酸钾。X是SO 42-，答案选B。

（3）将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，这说明D中不含有铁离子。再滴加稀H 2SO 4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体是NO 2，这说明D中含有NO 3－，因此D是硝酸铝。在酸性条件下NO 3－具有强氧化性，能和金属铜反应，生成硝酸铜、NO和水。NO被氧化生成红棕色NO 2，则Cu溶解的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO 3-＝3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2 O。19.2g铜的物质的量＝

19.2g÷64g/mol＝0.3mol，根据方程式可知，消耗氢离子的物质的量是0.8mol，所以至少需要硫酸的物质的量是0.4mol。

（4）若用惰性电极电解硫酸铜和硝酸铝的混合溶液，阳极是OH－放电，阴极是铜离子放电，电极反应式分别是4OH－－4e－＝2H 2 O＋O 2↑、2Cu 2＋＋4e－＝2Cu。在阴极产生气体1.12L，这说明铜离子完全放电，溶液中的氢离子也放电生成氢气，电极反应式是2H＋＋2e－＝H 2↑，氢气的物质的量＝

1.12L÷2

2.4L/mol＝0.05mol，转移0.05mol×2＝0.1mol电子。若溶质的物质的量均为0.1 mol，则0.1mol 铜离子只能得到0.2mol电子，因此反应中共转移0.3mol，则氧气的物质的量＝0.3mol÷3＝0.075mol，标准状况下的体积＝0.075mol×22.4L/mol＝1.68L。

（5）根据以上分析可知，E是氯化铁。溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和氯化氢。由于水解是吸热的，且生成的氯化氢极易挥发，所以将E溶液蒸干后所得固体是氢氧化铁，灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁和水，因此最终得到的固体成分是Fe 2 O 3。