例析“電子得失守恒法”配平氧化還原反應方程式的技巧和策略

2018-03-05 02:41:09金宇

新課程(下) 2018年1期

金宇

（浙江省蘭溪市第三中學）

氧化還原反應是在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代科技中經(jīng)常遇到的一類重要的化學反應。它貫穿中學化學學習的全過程，是學習中學化學的主線和關(guān)鍵之一。其中，氧化還原方程式的配平問題在化學教學中既是重點，也是難點，還是高考常考的熱點問題。在眾多的配平方法中，電子得失守恒法配平是最基本的配平方法之一，學生掌握得好壞，將直接影響到氧化還原方程式配平的學習。下面筆者結(jié)合自己多年的教學經(jīng)驗，就其配平方法談談技巧和策略，供參考。

一、電子得失守恒法配平步驟

用氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子的總數(shù)相等來進行配平的方法，叫電子得失法。以C+HNO3——CO2↑+NO2↑+H2O為例，其配平步驟為：

（一）標變價

根據(jù)化合價升降規(guī)律只標出變價元素的化合價。

（二）調(diào)整系數(shù)

反應物和產(chǎn)物中變價原子數(shù)不同時，可以先添加系數(shù)。

（三）求轉(zhuǎn)移電子數(shù)

根據(jù)得失電子數(shù)的最小公倍數(shù)確定標準物的系數(shù)。通常選用化合價變化情況單一的1mol的氧化劑（或還原產(chǎn)物）和1mol的還原劑（或氧化產(chǎn)物）作標準，根據(jù)元素的變價求出1mol的氧化劑（或還原產(chǎn)物）和1mol的還原劑（或氧化產(chǎn)物）中所有變價元素的得失電子數(shù)。該步是電子得失守恒法配平氧化還原反應方程式的關(guān)鍵，配平技巧就是如何確定得失電子數(shù)的方法。

（四）根據(jù)得失電子數(shù)的最小公倍數(shù)求標準物的系數(shù)

確定 C、HNO3、CO2、NO2的系數(shù)分別為 1、4、1、4。

C+4HNO3——CO2↑+4NO2↑+H2O

（五）依據(jù)元素守恒，配平方程式

利用觀察法配平未參加反應的元素原子個數(shù)，使反應方程式滿足質(zhì)量守恒規(guī)律。通常在配平未變價的原子時，先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)，再確定其他物質(zhì)的系數(shù)（通常先配H，然后配O）。

（六）檢查所配方程式，將短線改為等號

C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O

檢查氧化還原反應方程式是否配平，要看是否滿足得失電子守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒，若是離子型氧化還原反應，檢查電子得失守恒最穩(wěn)妥，檢查電荷守恒最方便。

二、電子得失守恒法的具體分類

由于氧化還原反應類型的不同，利用電子得失守恒法配平時常選用不同的方法進行。這些方法包括：正向配平法、逆向配平法、左右同時配平法、平均價態(tài)配平法、零價配平法等，其本質(zhì)都是得失電子總數(shù)相等。

（一）正向配平法

即先確定氧化劑和還原劑系數(shù)的方法。

例1配平Pt+HNO3+HCl——H2PtCl6+NO↑+H2O

解析：本題屬于“一對一”（即一種氧化劑對應一種還原產(chǎn)物，一種還原劑對應一種氧化產(chǎn)物）的簡單類型，在確定系數(shù)時，常由左至右便能較快地配平。

例2配平FeS2+O2——Fe2O3+SO2

解析：本題屬于“一對二”（即一種還原劑被氧化成兩種氧化產(chǎn)物）的類型，在確定系數(shù)時，先左后右較為方便。

即4FeS2+11O2——Fe2O3+SO2

所以有4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

（二）逆向配平法

有時，以反應物作為配平的起點物質(zhì)，往往難以解決問題，但若從生成物中確定首先配平的物質(zhì)，可使問題迎刃而解，這就是“逆向法”（即在確定系數(shù)時，先右后左）。這種方法適用的類型有：①歧化反應；②還原劑（或氧化劑）中只有一種元素變價，而氧化劑（或還原劑）中某元素只有部分變價的反應。

例3配平KMnO4+HCl——MnCl2+KCl+Cl2↑+H2O

解析：氧化劑中只有錳元素變價，而還原劑的氯元素有一部分變價，另一部分沒有變價。配平時，先確定MnCl2和Cl2的系數(shù)。