汪五一
(武漢軟件工程職業(yè)學院環(huán)境與生化工程學院,湖北 武漢430205)
氧化—還原方程式的配平是化學的重要基礎(chǔ)知識,對于簡單氧化—還原方程式的配平易于掌握,而對于一些很復(fù)雜的氧化—還原方程式的配平,學生往往不知所措,容易引起混亂。我通過大量氧化—還原方程式的配平,摸索出了其中的基本規(guī)律,這些規(guī)律是有我自己的特點的,懂得了這些規(guī)律,很復(fù)雜的氧化—還原方程式的配平也迎刃而解了。
氧化—還原反應(yīng)方程式的配平不管簡單與否,都可用元素化合價的升降數(shù)(普遍說來是用元素氧化數(shù)的升降數(shù))或電子的得失數(shù)來配平,本文用化合價的升降數(shù)配平。氧化—還原方程式配平總的思路都是:先確定化合價發(fā)生變化的每·一·個·原·子的化合價升降數(shù),再按它們的最小公倍數(shù),確定這些化合價發(fā)生改變的·原·子·數(shù)·目·的·總·和,以此為出發(fā)點,最終配平化學方程式。下面具體談?wù)剰?fù)雜氧化—還原反應(yīng)方程式的配平。
常見的復(fù)雜氧化—還原反應(yīng),化合價升或化合價降往往有兩種數(shù)值,分析其中化合價升或化合價降的原子的個數(shù)比,是配平此類方程式的重要關(guān)鍵和訣竅,這也是比簡單氧化—還原反應(yīng)配平多出的步驟。下面舉兩個例子。
例1 (1)配平
顯然,上述反應(yīng)化合價升有兩種數(shù)值,即Cu化合價升一,S化合價升八。
(2)此反應(yīng)有Cu與S兩種原子化合價升高,配平前,首先要確定Cu與S原子的個數(shù)比,配平難就難在此。但仔細分析,不難發(fā)現(xiàn),據(jù)Cu2S式,Cu與S的原子個數(shù)比為Cu∶S=2∶1,應(yīng)在橫線上化合價升高的數(shù)目中反映出這種關(guān)系。確定了這種關(guān)系,后面的配平步驟就好辦了,就能夠正確地做下去。
橫線上的阿拉伯數(shù)字表示化合價發(fā)生改變的原子個數(shù),“1”可省略,下同。
此步驟就是上文提到的配平復(fù)雜氧化—還原方程式的重要關(guān)鍵和訣竅。
(3)橫線上化合價降三與升高數(shù)的和(升一×2+升八×1)的最小公倍數(shù)為30,按最小公倍數(shù)和化合價升降數(shù)應(yīng)相等的原則,化合價總共降低(降三×10),升高(升一×2+升八×1)×3==升一×6+升八×3,將這些數(shù)據(jù)對應(yīng)標在橫線上,此時橫線上的阿拉伯數(shù)字表示化合價發(fā)生改變的各
此步驟比簡單反應(yīng)的復(fù)雜一些,也是配平此類方程式的關(guān)鍵。
(4)橫線上N的10表示NO中應(yīng)含10個N原子,因為只有NO中的N是由+5價的N改變而來;Cu的6表示反應(yīng)式左右應(yīng)有6個Cu原子;S的3表示反應(yīng)式左右應(yīng)有3個S原子。據(jù)此一步步確定方程式的系數(shù),注意:在此步中,如果系數(shù)需為分數(shù),可暫且定為分數(shù),待方程式配平后,最終將分數(shù)化為整數(shù)。
(5)根據(jù)反應(yīng)式右邊N原子總數(shù)為22,確定HNO3系數(shù)為22。
(6)根據(jù)反應(yīng)式左邊H原子個數(shù)為22以及右邊H2SO4系數(shù)為3,確定H2O的系數(shù)為8。到此方程式已配平,給方程式劃上等號。
例2 (1)配平
(2)上述反應(yīng)化合價降有兩種數(shù)值,即N化合價降五,S化合價降二,同例一(2)原理,一定要先找出它們的原子個數(shù)比。如何找呢?據(jù)K2S式,K與S原子個數(shù)比K∶S==2∶1,而據(jù)KNO3式,K與N原子個數(shù)比K∶N==1∶1,故N與S原子個數(shù)比N∶S==2∶1。應(yīng)在橫線上化合價降低的數(shù)目中反映出N原子個數(shù)是S的兩倍。
(3)同例一(3)步,找出橫線上化合價升降數(shù)的最小公倍數(shù)為12,使橫線上化合價升降數(shù)相等。
(4)橫線上C的3表示反應(yīng)式左右C原子數(shù)為3,S的1表示左右S原子數(shù)為1,N的2表示左右N原子數(shù)為2,據(jù)此確定系數(shù)。
(5)已配平,劃上等號。
類似例子還有
等等。 懂得了上述配平法的原理,更復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)都易配平。