快速配平氧化还原反应

氧化还原反应的配平是正确书写氧化还原反应方程式的重要步骤，它是高中化学教学中要培养学生的一项基本技能，同时氧化还原反应的配平也一直是高考考查的热点。考查氧化还原反应配平的试题，一般其难度都不低，因此，掌握较好的解题方法，快速、准确地进行配平是解决这类问题的关键。下面介绍两种简单、通用、快速、准确的配平方法。
　　
　　一、电子守恒法
　　
　　1、配平原理
　　
　　发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。
　　
　　2、方法和步骤
　　
　　①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。
　　
　　在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则：
　　
　　自身氧化还原反应→ 先配平生成物的计量数；
　　
　　部分氧化还原反应 → 先配平生成物的计量数；
　　
　　一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。
　　
　　②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。
　　
　　③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。
　　
　　④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。
　　
　　3、实战演练
　　
　　+7     -1            0 +2
　　
　　⑴ KMnO4＋HCl ___________ Cl2＋MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　标出化合价，因该反应是部分氧化还原反应，故确定先配平生成物Cl2和MnCl2，同时列出化合价升降情况，配平化合价变化的物质Cl2和MnCl2的计量数。
　　
　　+7                   +2
　　
　　降低Mn   →               Mn    5e    ×
　　
　　－1                   0
　　
　　升高Cl    →             Cl2    2e    × 5
　　
　　所以先配平为 KMnO4＋HCl     5Cl2＋2MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为
　　
　　2KMnO4＋16HCl ＝5Cl2＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O
　　
　　-3   +6                     0   +4
　　
　　⑵ (NH4)2SO4 __________   NH3＋N2＋SO2＋H2O
　　
　　标出化合价，因该反应是自身氧化还原反应，故确定先配平生成物N2和SO2 ，同时列出化合价升降的情况，配平化合价变化的物质N2和SO2的计量数。
　　
　　+6            　　+4
　　
　　降低S   →             S       2e    × 3
　　
　　－3                0
　　
　　升高N                N2      6e    × 1
　　
　　所以方程式先配平为 (NH4)2SO4 ___________ NH3＋1N2＋3SO2＋H2O
　　
　　再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为
　　
　　3(NH4)2SO4 =4NH3＋1N2＋3SO2＋6H2O
　　
　　+1－2 +5                  +2         +6 +2
　　
　　⑶ Cu2S＋HNO3   　 Cu(NO3)2＋H2SO4＋NO＋H2O
　　
　　标出化合价，因该反应是部分氧化还原反应，故确定先配平生成物Cu(NO3)2 、H2SO4和NO，同时列出化合价升降的情况，配平化合价变化的物质Cu(NO3)2 、H2SO4和NO的计量数。（因为Cu和S的化合价均升高，且它们来自于反应物Cu2S ，Cu和S的原子个数比为2：1，按此比例叠加化合价变化数目）
　　
　　+5              　+2
　　
　　降低N                　N       3e    × 10
　　
　　－2           +6
　　
　　升高S                S
　　
　　+1               +2       10e × 3
　　
　　2Cu     2Cu
　　
　　所以方程式先配平为Cu2S＋HNO3 　6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋H2O
　　
　　再根据质量守恒配平剩余的物质，并根据质量守恒检查配平无误。最终配平结果为
　　
　　3Cu2S＋22HNO3 ＝6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋8H2O
　　
　　〔练一练〕配平下列氧化还原反应方程式。
　　
　　1. FeS2＋O2 SO2＋Fe2O3
　　
　　2. FeS＋H2SO4     Fe 2 (SO4)3＋SO2＋H2O＋S
　　
　　3. Ag NO3         Ag＋NO2＋O2
　　
　　二、待定系数法
　　
　　1、配平原理
　　
　　质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。
　　
　　2、方法和步骤
　　
　　对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。
　　
　　3、实战演练（将以上所列出的方程式一一利用待定系数法配平）
　　
　　⑴ KMnO4＋HCl           Cl2＋MnCl2＋KCl＋H2O
　　
　　因为锰元素和氯元素的化合价变化，故将Cl2和MnCl2的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为
　　
　　yKMnO4＋（3y＋2x）HCl＝xCl2＋yMnCl2＋yKCl＋4yH2O ，最后根据氢元素守恒，列出x和y的关系式：3y＋2x＝8y，得出2.5y＝x ，把方程式中的x都换成y ，即
　　
　　yKMnO4＋8yHCl＝2.5yCl2＋yMnCl2＋yKCl＋4yH2O ，将x约掉，并将计量数变为整数，故最终的配平结果为
　　
　　2KMnO4＋16HCl ＝5Cl2＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O。
　　
　　⑵ (NH4)2SO4         NH3＋N2＋SO2＋H2O
　　
　　因为氮元素和硫元素的化合价变化，故将N2和SO2的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为y(NH4)2SO4 ＝（2y－2x）NH3＋xN2＋ySO2＋（y＋3x）H2O ，最后根据氧元素守恒，列出x和y的关系式：
　　
　　4y＝2y＋y＋3x，得出3x＝y ，把方程式中的y都换成x ，即3x(NH4)2SO4 ＝4xNH3＋xN2＋3xSO2＋6xH2O ，将x约掉，故最终的配平结果为
　　
　　3(NH4)2SO4 ＝4NH3＋1N2＋3SO2＋6H2O。
　　
　　⑶ Cu2S＋HNO3 __________ Cu(NO3)2＋H2SO4＋NO＋H2O
　　
　　因为氮元素和铜元素、硫元素的化合价变化，故将Cu2S和HNO3的计量数配平，分别为x、y ，再根据质量守恒将其他物质配平，即配平为
　　
　　xCu2S＋yHNO3 ＝2xCu(NO3)2＋xH2SO4＋（y－4x）NO＋（2y－12x）H2O ，最后根据氢元素守恒，列出x和y的关系式：y＝2x＋4y－24x，得出x＝y ，把方程式中的y都换成x ，即xCu2S＋xHNO3 ＝2xCu(NO3)2＋xH2SO4＋xNO＋xH2O，将x约掉，并将计量数变为整数，故最终的配平结果为3Cu2S＋22HNO3 ＝6Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10NO＋8H2O。