巧選“化合價升降法”配平氧化還原反應的突破點

摘要：氧化還原反應方程式的配平，是中學化學教學中的一個重點，也是高考中的一個常考點。所以，學生在學習的過程中能掌握一定的配平技巧尤為重要。氧化還原反應配平的方法有很多種，其中，最基本、使用最廣泛的方法是“化合價升降法”。本文著重介紹如何快速的選出“化合價升降法”配平氧化還原反應的突破點，從而正確地配平方程式。

關鍵詞：氧化還原反應配平；化合價升降；基準物質

氧化還原反應方程式的配平方法雖然較多，但是利用化合價升降法進行氧化還原反應配平，是一種最基本、使用最廣泛的方法。因此該方法在中學化學教學中是一個重點內容。同時又是高考的一個熱點，學生學習的一個難點。遇到方程式配平時，部分學生費時太多且正確率低下。若巧妙選出變價原子的基準物質，能快速算出最小公倍數，進而準確配平。

一、 化合價升降法——氧化還原反應配平的“三部曲”

1. 得失電子守恒

化合價升降法的關鍵是找到變價的原子，標出化合價的升將，得到最小公倍數，從而配出得失電子的守恒。突破點就是：以含變價原子（原子化合價要么下降要么上升）多的物質為基準，不用區分正向配平和逆向配平，也不用區分氧化劑、還原劑和氧化產物、還原產物，減少學生的配平任務，起到事半功倍的效果。

【例1】Cr2O2-7+Cl-+H+—Cr3++Cl2↑+H2O

降價原子：CrCr2O2-7和Cr3+都含有降價原子鉻，Cr2O2-7中含有兩個變價原子，Cr3+中是只含有一個變價原子，就把Cr2O2-7作為化合價下降的基準物質。

升價原子：ClCl-和 Cl2都含有升價原子氯，Cl2中含有兩個變價原子，Cl-中是只含有一個變價原子，就把Cl2作為化合價上升的基準物質。

列式：

Cr+62O2-7+Cl-1-+H+—Cr+33++Cl02↑+H2O

3×2=61×2=2

從上述列式中可以得到最小公倍數是6，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產物、還原產物的系數。

1Cr2O2-7+6Cl-+H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

3×2=6×11×2=2×3

2. 電荷守恒

對于離子反應方程式中，第二步關鍵是電荷守恒；根據第一步得失電子守恒，得到已經配平物質的電荷，然后再根據電荷守恒，配出其他離子的系數。

Cr2O2-7+6Cl-+H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

左邊電荷：-8右邊電荷：+6

注意：水分子雖然沒配平，H2O所帶電荷為0，所以方程右邊整體所帶電荷為+6；

左邊電荷=右邊電荷-8+（）H+=+6H+離子的系數為14

Cr2O2-7+6Cl-+14H+—2Cr3++3Cl2↑+H2O

3. 原子守恒

根據原子守恒定律，用觀察法配平其他物質的化學計量數，把短線改變成等號。

Cr2O2-7+6Cl-+14H+2Cr3++3Cl2↑+7H2O

二、 高中常見氧化還原反應配平

1. 氧化還原——化學方程式的配平

對于這類化學方程式的配平只需要：根據化合價升降法配平變價物質的系數和根據原子守恒配平其他物質這兩步。

【例2】部分氧化反應

Cu+HNO3（稀）—Cu（NO3）2+NO↑+H2O

升價原子：CuCu和Cu（NO3）2都含有一個升價銅原子，把哪個物質作為化合價上升的基準物質都是可以的。

降價原子：NHNO3和Cu（NO3）2以及NO中都含有N 原子，Cu（NO3）2中雖然含有兩個N原子，但是化合價沒有發生變化，因此不可以作為降價原子的基準物質。HNO3在此反應中有兩個作用：首先是作為氧化劑對應產物NO，其次是作為酸的性質，對應產物中會含有相應的酸根（NO-3）；即反應時HNO3中的N原子的化合價有沒變價的。所以只能以NO作為降價物質的基準。

Cu+HNO3（稀）—Cu（NO3）2+NO↑+H2O

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從上述列式中可以得到最小公倍數是6，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產物、還原產物的系數。

3Cu+HNO3（稀）—3Cu（NO3）2+2NO↑+H2O

2×33×2

通過觀察硝酸前面配8（硝酸的作用比例為——氧化劑∶酸=2∶6），再根據氫原子（或者氧原子）的守恒，水前面配4。

3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

【例3】歧化反應和歸中反應

Cl2+NaOH—NaCl+NaClO3+H2O

變價原子：ClCl2和NaCl及NaClO3都含有變價的原子Cl，雖然Cl2中含有兩個變價原子，但是Cl2中化合價有上升有下降，所以不能作為變價原子的基準物質。NaCl和 NaClO3 分別作為降價物質和升價物質。

Cl2+NaOH—NaCl+NaClO3+H2O

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從上述列式中可以得到最小公倍數是5，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產物和還原產物的系數。

3Cl2+NaOH—5NaCl+1NaClO3+H2O

1×55×1

根據原子（鈉原子和氫原子）的守恒，氫氧化鈉前面配6，水前面配3。

3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

歸中反應找基準物質的方法和歧化反應相同。

【例4】多個原子化合價發生變化

Cu2S+HNO3（濃）—H2SO4+Cu（NO3）2+NO2↑+H2Oendprint

降價原子：N參考例2，NO2作為化合價下降的基準物質。

升價原子：Cu和S以含變價原子多的物質為基準，所以Cu2S作為化合價上升的基準物質。

Cu2S+HNO3（濃）—H2SO4+Cu（NO3）2+NO2↑+H2O

1×2 8）共上升=2+8=101

從上述列式中可以得到最小公倍數是10，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產物、還原產物的系數。

1Cu2S+14HNO3（濃）—1H2SO4+2Cu（NO3）2+10NO2↑

10×11×10

+H2O

根據原子（氧原子和氫原子）的守恒，水前面配7。

Cu2S+14HNO3（濃）H2SO4+2Cu（NO3）2+10NO2↑+7H2O

【例5】FeS2+O2 —Fe2O3+SO2

降價原子：OO2、Fe2O3和SO2都含變價的O原子，但是Fe2O3和SO2物質里面化合價有升有降，所以不能作為基準物質。因此降價物質只能以O2作為化合價下降的基準物質。

升價原子：Fe和SFeS2、Fe2O3和SO2都含有升價元素，FeS2中一個鐵原子和兩個硫原子，Fe2O3中含有兩個鐵原子，SO2有一個升價的硫原子，很難確定升價元素的基準物質。但是，FeS2中鐵原子和硫原子的比為1∶2，所以產物中鐵原子和硫原子的比為1∶2，所以FeS2+O2—Fe2O3+4SO2，即Fe2O3比4SO2為1∶4，因此把（Fe2O3+4SO2）看做整體作為升價的基準物質。

FeS2+O2—Fe2O3+4SO2

41×25×4）共上升=1×2+5×4=22

從上述列式中可以得到最小公倍數是44，可以配出氧化劑、還原劑和氧化產物、還原產物的系數。

所以4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

2. 缺項配平

這類方程式一般是某些反應物或生成物在方程式中未寫出，在配平化學計量數時，也要把這些缺失的物質補齊。一般在酸性條件下，是水和酸；堿性條件下是水和堿。所以，在這類方程式配平時的突破點是判斷反應條件的酸堿性。

【例6】Cr2O2-7+Fe2++（）—Cr3++Fe3++（）

得失電子守恒：降價的基準物質是含變價原子多的Cr2O2-7，化合價共下降6；升價的基準物質是Fe2+（或者Fe3+），共上升1，所以Cr2O2-7前配1，Fe2+前配6；

Cr2O2-7+6Fe2++（）—2Cr3++6Fe3++（）

電荷守恒和原子守恒：對于離子方程式的缺項配平關鍵是電荷守恒。產物是含有Cr3+ 和Fe3+，因此，反應條件是酸性環境。所以缺失的物質是H+和H2O。反應物的電荷是+10，生成物的電荷是+24，所以反應物應該還有14H+，根據原子守恒生成物應該是7H2O。

Cr2O2-7+6Fe2++14（H+）2Cr3++6Fe3++7（H2O）

綜上所述，在配平氧化還原反應時，只要能找到突破點，問題就會迎刃而解。

參考文獻：

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[2]謝耀明.氧化還原反應配平方法和技巧[J].贛南師范學院學報，2015，（12）：106-107.

[3]靳衛.氧化還原反應方程式配平技巧的研究[J].硅谷，2012：95-96.

作者簡介：

郭淑艷，廣東省汕尾市，陸豐市龍山中學。endprint