四步法快速配平氧化還原反應方程式

摘要：作為承載化學核心素養的氧化還原反應在全國各地化學高考中占很大比例，高考題中的反應特別是陌生反應都是氧化還原反應，配平化學方程式則是氧化還原反應中最為重要的問題.根據教學情況以及分析近幾年全國各地高考中考生答題情況看：配平此類反應的化學方程式上存在的主要問題是配平的思路混亂，缺乏邏輯思維，甚至個別考生還應用的觀察法，有的離子反應遵循了元素守恒和電荷守恒，但得失電子數不相等.故介紹了從四個步驟快速配平任何形式的氧化還原反應的方法.

關鍵詞：四步法;氧化還原反應;配平;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）13-0136-04

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：

KMnO4+7+Fe+2SO4+H2SO4——

K2SO4+Mn+2SO4+Fe+32（SO4）3+H2O

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.

KMnO4+7+Fe+2SO4+H2SO4——

5×2

K2SO4+Mn+2SO4+Fe+32（SO4）3+H2O

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：

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4

K2SO4+2MnSO4+5Fe2（SO4）3+8H2O

（2）第一步，標變價：

SiO2+C0+N02——SI3N-34+CO+2

12×12×6

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：

3SiO2+6C+2N2SI3N4+6CO

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

解析硝酸既表現氧化性，也表現酸性，是部分被還原的物質，要選生成物NO，鐵元素按化合價為+83價整體處理;

第一步，標變價：

Fe+833O4+HNO3+5——Fe+3（NO3）3+NO+2↑+H2O

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：

Fe+833O4+HNO3+5——Fe+3（NO3）3+NO+2↑+H2O

1×33×1

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：

3Fe3O4+28HNO39Fe（NO3）3+NO↑+14H2O

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：

（N-3H4）2Pt+4Cl6——NH3↑+N02↑+HCl+Pt0

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.

（N-3H4）2Pt+4Cl6——NH3↑+N02↑+HCl+Pt0

6×24×3

（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.

3（NH4）2PtCl6

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：

S0+Ca（OH）2——CaS-255+CaS+22O3+H2O

第二步，選CaS5和CaS2O3為起點物，前硫價降低值為[0-（-25）×5]=2，后硫升高值為4.

第三步：求最小公倍數：

S+Ca（OH）2——CaS5+CaS2O3+H2O

2×24×1

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.

12S+3Ca（OH）22CaS5+CaS2O3+3H2O

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：

KI+5O3+KI-1+H2SO4——K2SO4+I02+H2O

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

5×11×5

KIO3+5KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

按順序觀察依次配平I2、K2SO4、H2SO4和H2O：

KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O

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：

C-22H5OH+K2Cr+62O7+H2SO4

——Cr+32（SO4）3+K2SO4+C+4O2↑+H2O

第二步：選原子數多的物質，2種劑為起點.

第三步：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

12×16×2

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.

C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4

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

解析把x看作數字，多硫化物中S的化合價為-2x.

第一步：Na2S-2xx+NaCl+1O+NaOH——

Na2S+6O4+NaCl-1+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：

Na2Sx+NaClO+H2SO4——Na2S+6O4+NaCl-1+H2O

（6x+2）×12×（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.

Na2Sx+（3x+1）NaClO+（2x-2）NaOH

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：

12FeSO4+3O2+6H2O

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：

As+32S-23+HN+5O3+H2O——

H3As+5O4+N+12O↑+H2S+6O4

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↑

28×28×7

2As2S3+HNO3+H2O——

H3AsO4+H2SO4+7N2O↑

再按H3AsO4+H2SO4、HNO3和H2O的順序觀察配平.

2As2S3+14HNO3+5H2O

4H3AsO4+6H2SO4+7N2O↑

參考文獻：[1] 黃登榮.細說氧化還原反應與2018年高考的親密關系[J].新課程（中學），2018（08）：281.

[責任編輯：季春陽]

收稿日期：2022-02-05

作者簡介：馬曉萍（1970-），

女，甘肅省天水人，本科，中小學高級教師，從事中學化學教學研究.[FQ）]