化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式方法總結(jié)探究

李裕

摘要：氧化還原反應(yīng)方程式的配平是高中階段的難點(diǎn)，也是高考重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn)，我們需要提高對(duì)化學(xué)方程式配平知識(shí)的重視。我結(jié)合自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，在化學(xué)升降法配平原理的基礎(chǔ)上，對(duì)化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的方法進(jìn)行了分析，我們可以通過(guò)平均價(jià)化合價(jià)法、正向配平法、逆向配平法以及零價(jià)配平法，進(jìn)行方程式的配平。

關(guān)鍵詞：化合價(jià);配平;氧化還原;方程式

前言：

在應(yīng)用化合價(jià)升降法配平的過(guò)程中，我們需要嚴(yán)格按照配平的步驟進(jìn)行，首先分析化學(xué)方程式中化合價(jià)出現(xiàn)變化的元素，并標(biāo)注元素化合價(jià)變化的數(shù)量，通過(guò)最小公倍數(shù)法，確保所有元素的化合價(jià)變化總數(shù)相同，以此明確氧化還原反應(yīng)中氧化劑、還原劑及反應(yīng)產(chǎn)物的系數(shù)，確保化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡(jiǎn)整數(shù)比后，檢驗(yàn)方程式是否滿足守恒規(guī)律。

一、化合價(jià)升降法配平分析

從根本上看來(lái)，氧化還原反應(yīng)就是電子的得失或者電子的轉(zhuǎn)移，而在電子得失或者轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，最為顯著的變化特征就是化合價(jià)的升降。因此，在進(jìn)行氧化還原反應(yīng)方程式的配平中，常用到化合價(jià)升降法。很多同學(xué)在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)配平這一知識(shí)時(shí)，很容易出現(xiàn)無(wú)從下手的問(wèn)題，原因在于同學(xué)們對(duì)氧化還原本質(zhì)的理解不夠深入。在明確氧化還原反應(yīng)本質(zhì)后，我們需要掌握化合價(jià)升降法配平的步驟和原理，這樣才能夠準(zhǔn)確配平，正確解答化學(xué)問(wèn)題。具體而言，化合價(jià)升降法配平的原理就是失去的電子數(shù)和得到的電子數(shù)相同，也就是說(shuō)，化合價(jià)升高的總數(shù)和化合價(jià)降低的總數(shù)相同[1]。

二、化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式方法總結(jié)

（一）平均化合價(jià)法

在解法方程式配平問(wèn)題時(shí)，如果氧化還原反應(yīng)中含有有機(jī)物，我們可以利用平均化合價(jià)法進(jìn)行碳原子化合價(jià)的計(jì)算，以此進(jìn)行方程式的配平。以下面一個(gè)方程式為例：

H2C2O4+KMnO4+H2SO4—MnSO4+K2SO4+CO2

在上述化學(xué)反應(yīng)中，H2C2O4變?yōu)镃O2，C從+3價(jià)變?yōu)?4價(jià)，共升了2×5個(gè)化合價(jià);KMnO4變?yōu)镸nSO4，Mn從+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)，共降了2×5個(gè)化合價(jià)。由此可以看出，H2C2O4的系數(shù)為5，KMnO4的系數(shù)為2，則根據(jù)化合價(jià)升降法的原理，最終配平的化學(xué)方程式為：

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O

（二）正向配平法

在化合價(jià)升降法配平中，正向配平法就是按照氧化劑→還原劑→氧化還原產(chǎn)物的順序，進(jìn)行化學(xué)方程式的配平。正向配平法主要適用于以下兩種化學(xué)方程式中：

（1）化學(xué)反應(yīng)中的氧化劑和還原劑不是一種物質(zhì)，且生成兩種氧化還原產(chǎn)物。在這一過(guò)程中，化合價(jià)出現(xiàn)變化的原始均產(chǎn)生了氧化還原反應(yīng)。以下面一個(gè)方程式為例：

NH3+O2NO+H2O

在上述化學(xué)反應(yīng)中，NH3變?yōu)镹O，N從-3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，共升了5×4個(gè)化合價(jià);O2變?yōu)镠2O，O從0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，共降了4×5個(gè)化合價(jià)。由此可以看出，還原劑NH3的系數(shù)為4，氧化劑O2的系數(shù)為5，則根據(jù)化合價(jià)升降法的原理，最終配平的化學(xué)方程式為：

4NH3+5O24NO+6H2O

（2）化學(xué)反應(yīng)中氧化劑和還原劑不是一種物質(zhì)，且只生成一種氧化還原產(chǎn)物。以下面一個(gè)方程式為例：

KI+KIO3+H2SO4—I2+K2SO4+H20

在上述化學(xué)反應(yīng)中，KI變?yōu)镮2，I從-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，共升了1×5個(gè)化合價(jià);KIO3變?yōu)镮2，I從+5價(jià)變?yōu)?價(jià)，共降了5×1個(gè)化合價(jià)。由此可以看出，還原劑KI的系數(shù)為5，氧化劑KIO3的系數(shù)為1，則根據(jù)化合價(jià)升降法的原理，最終配平的化學(xué)方程式為：

5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H20

（三）逆向配平法

在化合價(jià)升降法配平中，逆向配平法主要是指按照氧化產(chǎn)物→還原產(chǎn)物→氧化劑→還原劑的順序，進(jìn)行配平。該方法主要適用于歧化反應(yīng)、分解反應(yīng)以及氧化還原反應(yīng)中僅有部分氧化劑或者還原劑出現(xiàn)氧化還原的狀況。本節(jié)主要以分解反應(yīng)為例，分析逆向配平法的應(yīng)用。如下面一個(gè)方程式：

AgNO3Ag+NO2+O2

在上述化學(xué)反應(yīng)中，AgNO3的Ag從+1價(jià)變?yōu)?價(jià)、N從+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，共降了2×2個(gè)化合價(jià);AgNO3的O變?yōu)镺2，O從-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，共升了4×1個(gè)化合價(jià)。由此可以看出，AgNO3的系數(shù)為2，則根據(jù)化合價(jià)升降法的原理，最終配平的化學(xué)方程式為：

2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑

（四）零價(jià)配平法

在進(jìn)行化學(xué)方程式配平過(guò)程中，如果某些元素的化合價(jià)難以確定，就需要通過(guò)零價(jià)配平法完成配平。我們可以將難以確定元素的化合價(jià)設(shè)定為0，再應(yīng)用化合價(jià)升降法進(jìn)行配平。以下面一個(gè)方程式為例：

Fe3C+HNO3—Fe（NO3）3+CO2↑+NO↑+H2O

在上述化學(xué)反應(yīng)中，我們難以確定Fe和C元素的化合價(jià)，可以將其設(shè)為0。在此基礎(chǔ)上，F(xiàn)e從0價(jià)變?yōu)?3價(jià)、C從0價(jià)變?yōu)?4價(jià)，共升了13×3個(gè)化合價(jià);N從+5價(jià)變?yōu)?價(jià)，共升了3×13個(gè)化合價(jià)。由此可以看出，F(xiàn)e3C的系數(shù)為2，NO的系數(shù)為13，則根據(jù)化合價(jià)升降法的原理，最終配平的化學(xué)方程式為：

3Fe3C+4HNO3=9Fe（NO3）3+3CO2↑+13NO↑+20H2O

結(jié)論：

綜上所述，化合價(jià)升降法可以準(zhǔn)確配平氧化還原反應(yīng)，我們需要掌握化合價(jià)升降法的應(yīng)用原理及步驟。通過(guò)本文的分析可知，針對(duì)氧化還原反應(yīng)，我們可以應(yīng)用多種化合價(jià)升降法，根據(jù)不同類型的化學(xué)方程式，采用相應(yīng)的化合價(jià)升降法，從而保障化學(xué)方程式配平的準(zhǔn)確性，獲取更高的化學(xué)成績(jī)，提升我們的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王寶錄.用分子整體化合價(jià)升降法配平氧化還原方程[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016 （18）：65-66.

[2]彭映麗，衷明華.巧用“化合價(jià)升降法”配平氧化還原反應(yīng)方程式[J].江西化工，2014 （04）：225-226.