氧化还原反应配平的方法
氧化还原反应的配平是化学反应方程式正确性的重要步骤,遵循以下步骤和原则可以帮助你配平这类反应:
配平原则
1. 电子守恒 :氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。
2. 质量守恒 :反应前后原子的种类和个数不变。
3. 电荷守恒 :离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
配平步骤
1. 标变价 :标明反应前后变价元素的化合价。
2. 列变化 :列出反应前后元素化合价的变化值。
3. 求总数 :通过求最小公倍数使化合价升降总值相等。
4. 配系数 :确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,用观察法配平其他物质的化学计量数。
5. 查守恒 :检查质量与电荷、电子是否分别守恒。
配平技巧
逆配法 :从氧化产物和还原产物开始配平。
零价法 :将不易确定化合价的物质中各元素看作零价,计算化合价升降值。
待定系数法 :设组成元素较多的物质的化学计量数为1,其他物质的化学计量数设为未知数求解。
整体标价法 :将化合物中某一元素作为整体标价。
缺项配平法 :先配平含变价元素物质的化学计量数,再根据质量守恒定律确定缺项物质的化学式和化学计量数。
配平实例
假设反应为:
\\[ \\text{Fe}_3\\text{C} + \\text{HNO}_3 \\rightarrow \\text{Fe}(\\text{NO}_3)_3 + \\text{NO}_2 + \\text{CO}_2 + \\text{H}_2\\text{O} \\]
1. 标变价 :
Fe3C中Fe为+3价,C为0价。
HNO3中N为+5价,H为+1价。
Fe(NO3)3中Fe为+3价,N为+5价。
NO2中N为+4价。
CO2中C为+4价,O为-2价。
H2O中H为+1价,O为-2价。
2. 列变化 :
Fe化合价升高:+3 → +3 (不变)
C化合价升高:0 → +4 (升高4)
N化合价降低:+5 → +4 (降低1)
H化合价不变。
O化合价不变。
3. 求总数 :
C化合价升高4,N化合价降低1,最小公倍数为4。
4. 配系数 :
Fe3C的系数设为x,则Fe(NO3)3的系数为x。
C的系数设为4x,因为C化合价升高4。
N的系数设为x,因为N化合价降低1。
HNO3的系数设为2x,因为H和O的化合价不变,所以系数为2。
NO2的系数设为x,因为N化合价降低1。
CO2的系数设为x,因为C化合价升高4。
H2O的系数设为x,因为H和O的化合价不变。
5. 查守恒 :
检查质量守恒:x + 2x + 4x + x + x + x = 1 (C的系数)
检查电荷守恒:3x - 2x + 5x - x + 4x - 2x = 0 (Fe的系数)
检查电子守恒:4x - x = x (C化合价升高总数 = N化合价降低总数)
6. 最终配平 :
\\[ 8\\text{Fe} + 3\\text{Fe}_3\\text{C} = 9\\text{Fe} + 4\\text{Fe}(\\text{NO}_3)_3 + 13\\text{NO}_2 + \\text{CO}_2 + 11\\text{H}_2\\text{O} \\]
以上步骤和技巧可以帮助你配平氧化还原反应方程式。