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。
氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的反应,一般从反应物着手配平。如91年高考题:
Pt+HNO3+HCl-H2PtCl6+NO↑+H2O
分析:还原剂Pt和氧化剂HNO3中N的化合价全变,可从反应物着手先确定Pt和HNO3的系数。
确定了Pt和HNO3的系数分别为3和4之后,再用观察法配平其余物质的系数,得到:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O
二、自变右边配
自身氧化还原反应(包括同一物质中同种元素变价和不同种元素变价两种情况),一般从生成物着手较好。如92年高考试题:
(NH4)2PtCl6Pt+NH4Cl+HCl↑+N2↑
分析:该反应是(NH4)2PtCl6中N与Pt之间发生的自身氧化还原反应,可从生成物着手,先确定Pt和N2的系数。
确定了Pt和N2的系数分别为3和2之后,再用观察法配平其余物质的系数,可得:
3(NH4)2PtCl6==3Pt+2NH4Cl+16HCl↑+2N2↑
三、部分变两边配
如85年高考题:
Zn+HNO3——Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O
分析:该反应中HNO3部分被还原,其系数应为变与不变之和。对于这类部分氧化还原反应,宜从反应物和生成物同时着手,先确定Zn和NH4NO3的系数。
确定了Zn和NH4NO3的系数分别为4和1之后,再用观察法配平Zn(NO3)2、HNO3、H2O的系数依次为4、10、3。
四、多变要整体配
如89年高考题:
Cu2S+HNO3——Cu(NO3)2+NO↑+H2SO4+H2O
分析:Cu2S中的Cu和S同时失去电子,应从反应物着手,把Cu2S当作一个整体来处理。
确定了Cu2S和NO的系数分别为3和10之后,再用观察法确定H2SO4、Cu(NO3)2、HNO3、H2O的系数依次为3∶6、22、8。
又如:
P4+CuSO4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4
分析:Cu和部分的P4得到电子后形成一个整体Cu3P,应从生成物着手,先确定Cu3P和磷酸的系数。
确定了Cu3P和H3PO4的系数分别为20和24之后,再用观察法配平P4、CuSO4、H2SO4、H2O的系数依次为11、60、60、96。
五、化台价难断用整体总价法配
如1991年河南省化学奥林匹克竞赛决赛试题:
Fe3P+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+H3PO4+H2O
分析:Fe3P中元素化合价难以断定,以整体记为[Fe3P]0,则:
确定了Fe3P和NO的系数分别为3和14之后,再用观察法确定H3PO4,Fe(NO3)3、NO、HNO3、H2O的系数依次为3、9、14、41、16。
又如:
S+Ca(OH)2——CaS5+CaS2O3+H2O
分析:根据化合价规则把CaS5中S的化合价总值记为[S5]-2,CaS2O3中S的化合价总值记为[S2]+4,则:
确定了CaS5和CaS2O3的系数分别为2和1之后,再用观察法确定S、Ca(OH)2、H2O的系数依次为12、3、3。
六、有机氧化还原反应用整体总价法配
如86年高考题:
K2Cr2O7+H2C2O4+H2SO4——K2SO4+Cr2(SO4)3+CO2↑+H2O
分析:有机物中元素化合价可依H显+1价,O显-2价,根据化合价规则把H2C2O4中[C2]化合价总值记为[C2]+6。K2Cr2O7中[Cr2]记为[Cr2]+12,则:
K2Cr2O7和H2C2O4的系数分别为1和3,再用观察法配平其余物质CO2、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2SO4、H2O的系数依次为6、1、1、4、7。
4HCl(浓) + MnO2 ==(加热)== MnCl2 + Cl2(气体) + 2H2O
配平这个方程式,首先要找到氧化剂(即元素化合价下降的物质,是MnO2)和还原剂(即化合价升高的物质,是HCl)。
MnO2中+4价的Mn反应后转化为+2价的Mn2+,得到2个电子;HCl中-1价的Cl反应后转化为0价的Cl2,得到1个电子。
要使得得失电子守恒,必须要生成1个Mn2+和2个Cl2才行。所以在MnCl2前面写上2,Cl2前面写上1。
再根据Cl原子守恒,反应物中的HCl前面系数 = 2+2 = 4,Mn原子守恒,MnO2前面系数 = 1
剩下再配水就行了。
既然是氧化还原反应,那总有元素化合价的升降,配平只要使下降的总化合价数等于上升的总化合价数即可。
举个简单例子:MnO2+HCl=MnCl2+Cl2+H2O 该反应中二氧化锰中锰为+4价,而生成的氯化锰中锰为+2价,降低了2价,而Cl由-1价变为0价升了1价,即MnCl2和Cl2前的系数相同,均为1,然后HCl前系数自然为4,水前为2。复杂的氧化还原反应也是相同原理
你能给个你不懂得式子吗,这样用文字不好讲啊