高一氧化还原反应配平.docx
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高一氧化还原反应配平
一、知识点热点、考点回顾
1、由于在氧化还原反应里存在着电子的转移,因此元素的化合价必然有升有降,我们把化合价能升高的元素或含该元素的物质称还原剂;反之称为氧化剂。
由氧化还原反应的知识我们不难得出配平原则:
还原剂失电子总数=氧化剂的电子总数,即还原剂(元素)化合价升高的总价数=氧化剂(元素)化合价降低的总价数。
2、氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤
(1)、一般方法:
从左向右配。
(2)、步骤:
标变价、找变化、求总数、配系数。
即
a、标出变化元素化合价的始态和终态;
b、 始态 终态 变化的总价数=变化× 系数
⑶将得到的系数,分别填在还原剂和氧化剂化学式的前面作为系数;
⑷用观察法配平其它元素;
⑸检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看是否符合电荷守恒)
3、氧化还原反应配平的特殊技巧。
(1)、从右向左配平法即所谓的逆向配平法
当配平反应物(氧化剂或还原剂)中的一种元素出现几种变价的氧化—还原方程式时,如从反应物开始配平则有一定的难度,若从生成物开始配平,则问题迎刃而解。
如:
Cu+ HNO3(浓)-Cu(NO3)2+NO2+H2O
分析:
由于HNO3在反应中有两个作用即酸性和氧化性,因此如按照一般的方法从左向右配的话比较麻烦,但如采用从右向左配平法的方法,这个问题显得很简单。
不同之处:
配系数时只需将 中的系数先写在对应产物化学式之前,其它步骤相同。
始态 终态 变化的总价数=变化× 系数
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
总结使用范围:
此法最适用于某些物质(如硝酸、浓硫酸的反应)部分参加氧化还原反应的类型。
(2)、整体总价法(零价法)
适用范围:
在氧化还原反应中,一种反应物中有两种或两种以上的元素化合价发生变化或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中。
对于Fe3C,Fe3P等化合物来说,某些元素化合价难以确定,此时可将Fe3C,Fe3P中各元素视为零价。
零价法思想还是把Fe3C,Fe3P等物质视为一整价。
技巧:
把该物质当成一个“整体”来考虑。
如:
FeS2+O2—Fe2O3+SO2
分析:
在FeS2中Fe的化合价由+2变到+3,S的化合价由-1变到+4,即同一种物质中有两种元素的化合价同时在改变,我们可以用整体总价法,把FeS2当成一个“整体”来考虑。
故 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
(3)、歧化归一法
适用范围:
同种元素之间的歧化反应或归一反应。
技巧:
第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。
如:
Cl2+KOH—KCl+KClO+H2O
分析:
在氧化还原反应中,电子转移只发生在同种元素,即氯元素之间,属于歧化反应。
0 -1 +5
Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O
Cl2的系数为6/2=3 KCl的系数为5 KClO3的系数为1
故 3Cl2+6KOH= 5KCl+KClO3+3H2O
4、判断未知物(缺项配平法)
顾名思义,在一个氧化还原反应中缺少反应物或生成物。
技巧:
一般是把反应物和生成物中的所有原子进行比较,通过观察增加或减少了哪种元素:
①若增加的元素是除H、O以外的非金属,未知物一般是相应的酸;
②若增加的元素是金属,未知物一般是相应的碱;
③若反应前后经部分配平后发现两边氢、氧原子不平衡,则未知物是水。
如:
KMnO4+KNO2+ —MnSO4+K2SO4+ KNO3+H2O
分析:
经比较发现,生成物中增加了S元素,则未知物是H2SO4,其它步骤同上略。
2KMnO4+5KNO2+3H2SO4 =2MnSO4+K2SO4+ 5KNO3+3H2O
5、单质后配法
适用范围:
反应物或生成物中有单质参加或单质生成,如有机物的燃烧
都可用此法。
技巧:
把游离态的那种元素放在最后来配。
如:
FeS2+O2—Fe2O3+SO2
分析:
反应物中有单质O2,我们可以把O元素放在最后来配。
首先假定
Fe2O3的系数为1,则FeS2的系数为2,那么SO2的系数为4,因此O2的系数为11/2,然后把每种物质前的系数都扩大2倍,即可配平。
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
6、待定系数法
技巧:
将各种物质的系数分别设为不同的未知数,然后根据质量守恒定律列方程求解最后配平。
7、加合法
技巧:
把某个复杂的反应看成是某几个反应的叠加而成。
如:
Na2O2+H2O—NaOH+O2
分析:
我们可把这个反应看成是以下两个反应的叠加:
Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 ①
2H2O2= 2H2O+O2 ②
把①×2+②,最后我们得到:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
总结:
从以上示例我们发现,对于同一氧化还原反应,有时可采用不同的方法来配平,也有时用几种方法综合应用。
总之,只要我们能掌握以上技巧,配平氧化还原反应方程式会易如反掌。
二、典型例题
例1、 C+HNO3(浓)-NO2+CO2+H2O
分析:
⑴标变价
0C+H+5NO3(浓)-+4NO2++4CO2+H2O
⑵找变化
始态 终态 变化的总价数=变化×系数
⑶求总数
1×4=4
⑷配系数
C的系数为 1 HNO3的系数为 4 ,用观察法将其它系数配平
后,经检查满足质量守恒定律。
配平后的化学方程式为:
C+4HNO3(浓)=4NO2+CO2+2H2O
1、P+Cl2—PCl3
例2:
P+CuSO4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4
分析:
这一反应特点是反应前后化合价变化较多,在配平时可选择变化元素较多的一侧首先加系数。
本题生成物一侧变价元素较多,故选右侧,采取从右向左配平方法(逆向配平法)。
应注意,下列配平时电子转移都是逆向的。
P+CuSO4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4
所以,Cu3P的系数为5,H3PO4的系数为6,其余观察配平。
解:
11P+15CuSO4+24H2O==5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
5、原子个数守恒法(待定系数法)
任何化学方程式配平后,方程式两边各种原子个数相等,由此我们可以设反应物和生成物的系数分别是a、b、c¼¼。
然后根据方程式两边系数关系,列方程组,从而求出a、b、c¼¼最简数比。
例10:
KMnO4+FeS+H2SO4——K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O
分析:
此方程式甚为复杂,不妨用原子个数守恒法。
设方程式为:
aKMnO4+bFeS+cH2SO4¾®dK2SO4+eMnSO4+fFe2(SO4)3+gS+hH2O
根据各原子守恒,可列出方程组:
a=2d(钾守恒)
a=e(锰守恒)
b=2f(铁守恒)
b+c=d+e+3f+g(硫守恒)
4a+4c=4d+4e+12f+h(氧守恒)
c=h(氢守恒)
解方程组时,可设最小系数(此题中为d)为1,则便于计算:
得a=6,b=10,d=3,
e=6,f=5,g=10,h=24。
解:
6KMnO4+10FeS+24H2SO4==3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O
(2)某些氧化还原反应的价态变化复杂,某些元素的化合价难以确定,此时可以考虑用“零价法”配平:
零价法的要点是基于化合物的形成过程,比如MgO,Mg呈+2价,O呈-2价,在单质Mg与O2化合时,Mg给出了2个电子使O原子得到,Mg变为Mg{2+},O变为O{2-},在分子MgO中,电子总数与在Mg与O化合之前是相同的,它们作为一个整体,只是在内部交换了电子而已。
所以可以把O得到的两个电子还给Mg,使得它们的化合价均为零价,这样就有利于我们配平氧化还原方程式了,注意,“零价法”只是一种等效方法,可不是真的把电子还回去了。
例如还是配平以上方程式,由于Fe3C(碳化三铁)中,Fe和C的化合价都难以确定,所以可以把他们统统看作零价,这样,Fe变成Fe(NO3)3,失去了3个电子,C变成CO2失去了4个电子,则整个Fe3C失去了3·3+4=13个电子,即整体上升价态为13,而硝酸中的NO3{-}变为NO2下降价态为1,则由化合价升降法配平示意如下:
Fe3P+HNO3——Fe(NO3)3+NO+H3PO4+H20
得3Fe3P+41HNO3——9Fe(NO3)3+14NO+3H3PO4+16H2O
三、课堂练习
1.配平下列以KMnO4为氧化剂的氧化-还原反应
(1)KMnO4+SO2+H2O-MnSO4+K2SO4+H2SO4
(2)KMnO4+K2SO3+H2O-MnO2+K2SO4+KOH
(3)KMnO4+KNO2+-MnSO4+K2SO4+KNO3+H2O
(4)2KMnO4+H2S+H2SO4-K2SO4+MnSO4+S↓+H2O
(5)KMnO4+H2O2+H2SO4-K2SO4+MnSO4+O2↑+
H2O
(6)KMnO4+HCl-MnCl2+Cl2+KCl+H2O
(7)KMnO4+NaOH+PH3-K2MnO4+Na2MnO4+Na3PO4+H2O
(8)KMnO4+FeCl2+H2SO4-K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+Cl2+H2O
2.配平下列以Cr(Ⅵ)为氧化剂的氧化-还原反应
(1)K2Cr2O7+C+H2SO4-K2SO4+Cr2(SO4)3+CO2+H2O
(2)KI+K2CrO4+HCl-CrCl3+KCl+I2+H2O
(3)K2Cr2O7+Fe3O4+H2SO4-Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
(4)K2Cr2O7+KI+-CrPO4+K3PO4+I2+H2O
3.配平下列以HNO3为氧化剂的氧化-还原反应
(1)Cu+HNO3-Cu(NO3)2+NO+H2O
(2)FeSO4+HNO3+H2SO4-Fe2(SO4)3+NO+H2O
(3)Zn+HNO3-Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O
(4)As2S3+HNO3-H3AsO4+S+NO2+H2O
(5)P+HNO3+H2O-H3PO4+NO
(6)P+HNO3-H3PO4+NO2+H2O
(7)AsH3+HNO3-H3AsO4+NO2+H2O
(8)As2O3+HNO3+H2O-H3AsO4+NO
(9)Cu2S+HNO3-S+NO+Cu(NO3)2+H2O
(10)Cu2S+HNO3-H2SO4+NO+Cu(NO3)2+H2O
(11)FeS2+HNO3=Fe(NO3)3+SO2+NO+H2O
(12)F
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- 氧化 还原 反应