四步法快速配平氧化還原反應方程式

馬曉萍

(甘肅省天水市天水長城中學 741000)

思維模型配平氧化還原反應的步驟：

第一步，確定變價元素：找變價，標變價，看升降.即走好第一步.

第二步，選出配平的起點物質.從變價的兩劑和兩產物中選出一升一降物質作為配平的起點物質.

第三步：先配平起點物質：計算出物質化合價的升降值，對這兩個數值求最小公倍數，如m×n，其中m是價的升高或者價的降低值，則擴大的倍數n就是該物質的系數.

第四步，觀察配平其它物質：按順序觀察，依次配平所有物質.

這4個步驟中最關鍵的是確定配平的2個起點物質，應該選擇哪些物質作為起點？不同類型的反應，確定起點物質的方法不同，現以反應類型來說明.

1 一般型的反應(兩劑和兩產物是不同物質)

選擇變價原子數較多的物質為配平的起點物質.

例1配平下列氧化還原方程式：

(1)KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O

(2)SiO2+C+N2——SI3N4+CO

解析(1)第一步，從左到右掃描一遍每個元素，確定變價元素，并標出變價值：

第二步，2種錳數目一樣，可隨便選，本題選反應物KMnO4，2種鐵原子數不同，必須選擇變價原子數多的氧化產物Fe2(SO4)3，即選出KMnO4和Fe2(SO4)3作為配平的起點.

第三步，Mn降低值是(7-2)=5,Fe升高值是(3-2)×2=2，5和2求最小公倍數.

5×2

2×5即KMnO4配2，Fe2(SO4)3配5.

2KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+5Fe2(SO4)3+H2O

第四步，按下列次序觀察配平其它物質：由左邊2Mn，配平MnSO4系數為2，右邊Fe10配平FeSO4的系數為10，由左邊2K配平K2SO4的系數為1(1不寫)，由右邊總硫酸根是18，配平H2SO4的系數為8(18-10),最后由左邊的16個H，配平水的系數為8：

K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O

(2)第一步，標變價：

12×1 2×6

第二步，選CO和SI3N4為起點物質.

第三步，求最小公倍數：SI3N4系數是1，CO系數是6.

SiO2+C+N2——SI3N4+6CO

第四步,按順序觀察配平其它物質：

2 部分氧化還原反應

部分變價者選產物，全變價者選原子數較多者為配平的起點物.

例2配平下列氧化還原方程式：

Fe3O4+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+H2O

第一步，標變價：

第二步，確定配平起點物質為Fe3O4和NO.

第三步，升降值求最小公倍數：

1×3 3×1

3Fe3O4+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+H2O

第四步，按Fe(NO3)3、HNO3和H2O的順序觀察配平這幾種物質：

3 分解反應

選氧化產物和還原產物為配平起點物質.

例3配平下列氧化還原方程式:

(NH4)2PtCl6——NH3↑+N2↑+HCl↑+Pt

解析第一步，標變價：

第二步，選起點物，就是氧化產物N2和還原產物Pt.

第三步,用N價的升高值6和Pt價的降低值4求最小公倍數，并確定這兩物質的系數.

6×2 4×3

(NH4)2PtCl6——NH3↑+2N2↑+HCl↑+3Pt

第四步,按(NH4)2PtCl6、NH3和HCl順序觀察配平這幾種物質.

2NH3↑+2N2↑+18HCl↑+3Pt

4 中價物既是氧化劑也是還原劑型的歧化反應

選氧化產物和還原產物作為配平的起點.而兩種中價反應物的歧化反應配平方法與一般反應相同.

例4配平下列氧化還原方程式:

S+Ca(OH)2——CaS5+CaS2O3+H2O

解析第一步，標變價:

第三步：求最小公倍數：

S+Ca(OH)2——CaS5+CaS2O3+H2O

2×2 4×1

2和1就是這2種物質的系數：

S+Ca(OH)2——2CaS5+CaS2O3+H2O

第四步，按S+Ca(OH)2和H2O的順序配平這些物質.

5 生成一種中價產物的歸中反應

選氧化劑和還原劑作為配平的起點物，而生成2種中價的反應，配平方法與一般反應相同.

例5配平下列氧化還原方程式：

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

解析標價：

選2種劑作為配平起點，2個升降值求最小公倍數，定系數.

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

5×1 1×5

KIO3+5KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

按順序觀察依次配平I2、K2SO4、H2SO4和H2O：

6 有機氧化還原反應

有機氧化還原反應方程式屬于一般型的反應，其特點在于對有機物中元素化合價的處理上，有2種方法：

(1)所有碳或多數碳原子都變化，把氫看作+1價，氧看作-2價，根據化合價代數和等于零計算碳元素的化合價；

(2)只是部分基團或官能團變化時，按每加上1個氧原子或每去掉2個氫原子化合價升高2來解決.

例6配平檢測汽車司機是否酒駕的化學方程式：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

解析橙色的K2Cr2O7被乙醇還原為綠色的Cr2(SO4)3，用方法①可計算出C的化合價為-2，第一步：

第二步：選原子數多的物質，2種劑為起點.

第三步：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

12×1 6×2

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

C2H5OH+2K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2↑+H2O

第四步：按CO2、Cr2(SO4)3、K2SO4、H2SO4和H2O的順序，觀察配平這幾種物質.

2Cr2(SO4)3+2K2SO4+2CO2↑+11H2O

7 含字母的化學方程式配平

把字母看作數字，計算化合價，再按照前述的6種方法配平.

例7配平下列氧化還原方程式：

Na2Sx+NaClO+H2SO4——Na2SO4+NaCl+H2O

第二、第三步：選兩劑為起點物，兩個升降值(6x+2)和2求最小公倍數：

(6x+2)×1 2×(3x+1)

1Na2Sx+(3x+1)NaClO+ NaOH——

Na2SO4+NaCl+H2O

第四步：按Na2SO4、NaCl、NaOH和H2O順序觀察配平.

xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O

8 生成兩種同價態的同一元素的產物

一種劑生成同種化合價的兩種產物，這種反應只對兩種劑(配平的起點物質)求最小公倍數，不管其它，對最小比例結合觀察法擴大倍數，直到能配平為止.

例8硫酸亞鐵固體在空氣中變為紅褐色，完成并配平硫酸亞鐵變質的氧化還原方程式.

解析發生的反應為：

FeSO4+O2+H2O——Fe2(SO4)3+Fe(OH)3

生成兩種氧化產物Fe2(SO4)3和Fe(OH)3.這種情況，只要對FeSO4價的升高值1和O2價的降低值4的求最小公倍數，得到最小系數比為4∶1，結合觀察法使兩邊的硫酸根相等，該比例要擴大3倍，即可快速配平：

4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3

9 三種變價反應的配平

這是指被氧化和被還原的元素有三種，包括歧化型和歸中型的變價，配平的基本方法就是把三種化合價的升降值變為一升一降兩種數值，即三變二，怎么變？

思維模型：固定比例者，合二為一.即3種變價中，哪兩種元素的原子個數比是固定的，就把這兩種變價的升降值合為一種，如為兩升和兩降就相加，如為一升一降就相減，與第三個數值的變化值求最小公倍數，而配平的起點物質也必然是要合二為一的物質.

例9 配平下列氧化還原方程式：

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

解析標變價：

其中As、S和N 3種元素的化合價都有變化，可以看到，As和S的原子個數比為2∶3是固定的，根據2∶3的比例關系把As和S的升降值合為一個值，兩種元素均為升高，升高值相加，即：

2×(5-3)+3×(6-(-2))=28

由于右邊N原子數多，要選N2O為配平起點物質.

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

28×2 8×7

2As2S3+HNO3+H2O——

H3AsO4+H2SO4+7N2O↑

再按H3AsO4+H2SO4、HNO3和H2O的順序觀察配平.

4H3AsO4+6H2SO4+7N2O↑