高校无机化学氧化还原方程式的配平(天津大学第四版)讲义

1、第四章第四章 氧化还原反应氧化还原反应 第一节第一节 氧化还原反应氧化还原反应 方程式的配平方程式的配平 离子离子- -电子法电子法 4.1.1 氧化数法氧化数法 1. 氧化数氧化数 19701970年国际纯粹与应用化学联合会确年国际纯粹与应用化学联合会确 定定 (iupac) 元素的元素的氧化数氧化数是元素的一个原子的是元素的一个原子的 形式荷电数形式荷电数, , 这个荷电数可由假设把这个荷电数可由假设把 每个键中的电子指定给每个键中的电子指定给电负性电负性较大的原较大的原 子而求得。子而求得。 电负性电负性 是指分子中元素原子吸引电子的能力是指分子中元素原子吸引电子的能力 元素原子吸引电子

2、能力越大元素原子吸引电子能力越大, ,其电负性越大其电负性越大 元素原子吸引电子能力越小元素原子吸引电子能力越小, ,其电负性越小其电负性越小 如如 h : cl 电子靠近电子靠近clcl一一 边边 电负性电负性 h cl 1. 氧化数氧化数 在共价化合物中在共价化合物中, ,元素的氧元素的氧 化数等于该元素的原子偏近或化数等于该元素的原子偏近或 偏离的电荷数。偏离的电荷数。 如如 hcl co2 h cl c o 氧化数氧化数 +1 1 +4 - 2 1. 氧化数氧化数 在离子化合物中在离子化合物中, ,元素的氧元素的氧 化数等于该元素的离子电荷。化数等于该元素的离子电荷。 如如 naclc

3、aso 4 ca s o na cl氧化数氧化数 +1 1 +2 +6 -2 1. 氧化数氧化数 (1) 在单质中，元素原子的在单质中，元素原子的 氧化数为零。氧化数为零。 1. 氧化数氧化数 (2) o的氧化数一般为的氧化数一般为-2 但但 氟化物氟化物 如如 o2f2 of2 o f o f 氧化数氧化数 +1 -1 +2 -1 过氧化物过氧化物 h2o2 na2o2 h o na o 氧化数氧化数 +1 -1 +1 - 1 1. 氧化数氧化数 (3) h的氧化数一般为的氧化数一般为+1 但但 活泼金属氢化物活泼金属氢化物 如如 nah cah2 na h ca h 氧化数氧化数 +1 -

4、1 +2 - 1 1. 氧化数氧化数 (4) 中性分子中，各元素原中性分子中，各元素原 子的氧化数的代数和为零。子的氧化数的代数和为零。 如如 fe3o4 fe o 氧化数氧化数 x -2 3x+4(- 2)=0 +8/3 如如 p2o5 p o 氧化数氧化数 x -2 2x+5(- 2)=0 +5 1. 氧化数氧化数 (5) 复杂离子中，各元素原子复杂离子中，各元素原子 氧化数的代数和等于离子氧化数的代数和等于离子 的总电荷。的总电荷。 如如 cr o 氧化数氧化数 x -2 2x+7(- 2)=-2 +6 2 72o cr 1. 氧化数氧化数 -1 +1 +3 +5 +7 氯的氧化数氯的氧

5、化数 cl clo clo2 clo3 clo4 1. 氧化数氧化数 (1) 氧化数可以是正数、氧化数可以是正数、 负数、整数、分数、零。负数、整数、分数、零。 (2) 氧化数与共价数不同氧化数与共价数不同 如如 c氧化数氧化数 c共价数共价数 co2 +4+4 4 4 ch4 -4-4 4 4 2. 配平方法配平方法 (1)(1) 元素原子氧化数升高的元素原子氧化数升高的 总数等于元素原子氧化总数等于元素原子氧化 数降低的总数数降低的总数 (2) (2) 反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等 (1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式 hclo3 + p4

6、 + h2o hcl + h3po4 (2)(2)找出元素原子氧化数降低值与找出元素原子氧化数降低值与 元素原子氧化数升高值元素原子氧化数升高值 hclo3 + p4 + h2o hcl + h3po4 (-1)-(+5)=(-6) (+5)-0=(+5) + 5 -1 0+5 (3)(3)根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数 10hclo3+3p4+h2o 10hcl+12h3po4 + 5 0-1+5 (-6)10=(-60) (+5)43=(+60) (4)(4)用观察法配平氧化数未改变的元用观察法配平氧化数未改变

7、的元 素原子数目素原子数目 10hclo10hclo3 3+3p+3p4 + +1818h h2 2o 10hcl+12ho 10hcl+12h3 3popo4 4 (1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式 pbopbo2 2+mnbr+mnbr2 2+hno+hno3 3 pb(nopb(no3 3) )2 2+br+br2 2+hmno+hmno4 4+h+h2 2o o (2)(2)找出元素原子氧化数降低值与元素找出元素原子氧化数降低值与元素 原子氧化数升高值原子氧化数升高值 pbpbo o2 2+ +mnmnbrbr2 2+hno+hno3 3pbpb(no(no3 3

8、) )2 2+ +brbr2 2+h+hmnmno o4 4+h+h2 2o o (+7)-(+2)=(+5) 0-(-1)=(+1) (+2)-(+4)=(-2) + 2 + 4 + 2 + 7 -10 (3) 根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数 + 2 + 7 + 2 pbpbo o2 2+ +mnmnbrbr2 2+hno+hno3 3 pbpb(no(no3 3) )2 2+ +brbr2 2+h+hmnmno o4 4+h+h2 2o o + 4 (+1)2=(+2) (+5) (+5)+(+2)2=1 4

9、(-2)7=14 (4)(4)用观察法配平氧化数未变的元素原子数目用观察法配平氧化数未变的元素原子数目 7pbo2+2mnbr2+14hno3 7pb(no3)2+2br2+2hmno4+6h2o 氧化数法氧化数法 简单、快捷简单、快捷 适用于适用于 水溶液水溶液 非水体系非水体系 氧化还原反应氧化还原反应 氧化还原反应式配平课堂练习氧化还原反应式配平课堂练习 (1) h2o2 + cr2(so4)3 + koh k2cro4 + k2so4 + h2o h2o2+cr2(so4)3+koh k2cro4+k2so4+h2o 2(-2)-(-1)=-2 -1-2-2-2 2(+6)-+3)=+

10、6 +3+3+6+6 3 2 3h2o2 + cr2(so4)3 + 10koh 2k2cro4 + 3k2so4 + 8h2o 4.1.2 离子-电子法 （1）反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到 的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失 去的电子数去的电子数 （2）反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等 原则原则 (1)(1)写出未配平的离子反应方程式写出未配平的离子反应方程式 (2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式 2 so3 so4 2 mno4 + so3 +h+ mn2+ + so4 2 2 mno4 + h+ mn2+ ( (

11、2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式 1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等 左边多左边多 4 4个个o原子，右边加原子，右边加 4 4个个h2o， 左边加左边加 8个个h+ 右边多右边多 1 1个个o原子，左边加原子，左边加 1 1个个h2o， 右边加右边加2个个h+ mno4 + 8h+ mn2+ + 4h2o so3 + h2o so4 + 2h+ 2 2 ( (2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式 1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等 2.2.用加减电子

12、数方法使两边电荷数相等用加减电子数方法使两边电荷数相等 mno4 + 8h+ mn2+ + 4h2o so3 + h2o so4 + 2h+ 2 2 so3 + h2o - 2e- so4 + 2h+ 2 2 mno4 + 8h+ + 5e- mn2+ + 4h2o ( (3)3)根据原则根据原则1 1，求出最小公倍数，乘，求出最小公倍数，乘 以两个半反应式，并相加。以两个半反应式，并相加。 ( (4)4)整理整理，即得配平的离子反应方程式即得配平的离子反应方程式。 2 2 mno4 + 8h+ + 5e- mn2+ + 4h2o 5 so3 + h2o - 2e- so4 + 2h+ +）

13、2mno4 + 16h+ + 5so3 + 5h2o 2mn2+ + 8h2o+ 5so4 +10h+ 2 2 2 2mno4 +5so3 +6h+ 2mn2+8h2o+ 5so4 2 2 (1)(1)写出未配平的离子反应方程式写出未配平的离子反应方程式 (2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式 mno4 + so3 mno4 + so4 +oh- - 2 2 mno4 mno4 2 so3 so4 2 2 ( (2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式 1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等 右边多右边

14、多 1 1个个o原子，右边加原子，右边加 1 1个个h2o， 左边加左边加2个个oh- mno4 mno4 2- so3 + 2oh- so4 + h2o 2-2- ( (3)3)根据原则根据原则1 1，求出最小公倍数，乘，求出最小公倍数，乘 以两个半反应式，并相加。以两个半反应式，并相加。 以上即为配平的离子反应方程式以上即为配平的离子反应方程式 2- 2-2- 2- 2- 2 mno4 + e- mno4 1 so3 + 2oh- - 2e- so4 +h2o+ +） 2mno4 + so3 + 2oh- 2mno4 + so4 +h2o 2- 在配平半反应式，如果反应物、生成在配平半反应

15、式，如果反应物、生成 物所含氧原子数不等时，可根据介质物所含氧原子数不等时，可根据介质 的酸碱性来配平。的酸碱性来配平。 半反应式半反应式 介质介质 注意 酸性酸性碱性碱性 多氧原子一侧多氧原子一侧h+h2o 不能出现不能出现oh- - 少氧原子一侧少氧原子一侧h2ooh- -不能出现不能出现h+ 4.1.2 离子-电子法 但不能配平气相或固相反应式但不能配平气相或固相反应式 氧化还原反应式配平课堂练习氧化还原反应式配平课堂练习 (1) cr2o72-+fe2+h+ cr3+fe3+h2o cr2o72-+14h+6e- 2cr3+7h2o fe2+ - e- fe3+ +) 1 6 cr2o72- + 14h+ + 6fe2+ 2cr3+ + 7h2o +