欒春武

一、氧化還原反應(yīng)方程式的配平

1.配平三原則，如圖1所示。

2.配平四技巧。

（1）正向配平法：適用于配平兩種反應(yīng)物分別是氧化劑、還原劑的反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是“高價(jià)十低價(jià)一中間價(jià)”。配平時(shí)按照?qǐng)D2所示的五個(gè)步驟進(jìn)行。

（2）逆向配平法：適用于配平一種元素的化合價(jià)既升高又降低的反應(yīng)和氧化還原型的分解反應(yīng)。反應(yīng)特點(diǎn)是“中間價(jià)一高價(jià)十低價(jià)”。先確定生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后再確定反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

由于S的化合價(jià)既升高又降低，而且升降總數(shù)要相等，所以的化學(xué)計(jì)量數(shù)為的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，然后確定S的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，得

（3）奇數(shù)配偶法：適用于物質(zhì)種類少且分子組成簡(jiǎn)單的氧化還原反應(yīng)。如反應(yīng)，反應(yīng)物中三種元素的原子個(gè)數(shù)均為奇數(shù)，而三種元素轉(zhuǎn)化成的生成物中對(duì)應(yīng)的原子個(gè)數(shù)均為偶數(shù)，故可將乘以2，然后用觀察法配平，得

（4）缺項(xiàng)配平法：對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方程式，所缺物質(zhì)往往是酸、堿或水；如果是離子反應(yīng)方程式，所缺物質(zhì)往往是可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律先寫出所缺物質(zhì)，再用其他守恒法配平。如果無(wú)法確定所缺物質(zhì)，可先依據(jù)元素的化合價(jià)升降總數(shù)相等原則將已知的物質(zhì)配平，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定所缺的物質(zhì)及它的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

例l 二氧化硒是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能會(huì)成為環(huán)境污染物，故通常將單質(zhì)硒與濃硝酸或濃硫酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成，以回收Se。請(qǐng)完成下列填空：

（1） Se和濃硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物為NO和的物質(zhì)的量之比為1：1，寫出Se和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。

（2）回收得到的的含量可以通過(guò)下面的方法測(cè)定：。配平反應(yīng)①，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_______。

（3）實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱量樣品0.1500g，消耗了測(cè)定的樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____。

解析

（l）硒被濃硝酸氧化后的產(chǎn)物是根據(jù)硝酸的還原產(chǎn)物是和且兩者的物質(zhì)的量之比為1：1，可以寫出反應(yīng)。（2）反應(yīng)①中被還原成Se，Se的化合價(jià)由+4價(jià)變成0價(jià)，KI被氧化成I₂，I的化合價(jià)由-1價(jià)變成O價(jià)，化合價(jià)升降值的最小公倍數(shù)是4，因此的化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1，KI的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，I₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平其他物質(zhì)。（3）先根據(jù)（2）中配平后的反應(yīng)，找出的關(guān)系為。再根據(jù)消耗的的量，確定參加反應(yīng)的Se0₂的量。

二、基本規(guī)律

1.價(jià)態(tài)規(guī)律。當(dāng)元素有可變化合價(jià)時(shí)，一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只有氧化性，處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只有還原性，處于中間價(jià)態(tài)時(shí)，既有氧化性，又有還原性。如濃硫酸中的硫元素只有氧化性，中的硫元素只有還原性，單質(zhì)S和中的硫元素既有氧化性又有還原性。

例2 四種粒子中，只有氧化性的是_____，只有還原性的是_____，既有氧化性又有還原性的是_____。

解析

中元素的化合價(jià)都處于最高價(jià)態(tài)，因此只有氧化性；中元素的化合價(jià)處于最低價(jià)態(tài)，因此只有還原性；是鐵元素的中間價(jià)態(tài)，因此既有氧化性又有還原性。

答案

2.強(qiáng)弱規(guī)律。在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性>還原產(chǎn)物的還原性。

學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的一些判斷方法。

（1）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的方向判斷：在氧化還原反應(yīng)中，強(qiáng)氧化劑十強(qiáng)還原劑——氧化產(chǎn)物（弱氧化劑）+還原產(chǎn)物（弱還原劑）。

（2）依據(jù)金屬、非金屬元素的活動(dòng)性順序判斷，如圖3所示：

例3 已知下列反應(yīng)：。則的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ?/p>

解析

反應(yīng)①的還原劑是，還原產(chǎn)物是；反應(yīng)②的還原劑是，還原產(chǎn)物是。綜上可知，的還原性強(qiáng)弱順序是。本題選B。

3.轉(zhuǎn)化規(guī)律。在氧化還原反應(yīng)中，同一元素的不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，化合價(jià)的變化一定遵循“高價(jià)十低價(jià)一中間價(jià)”的規(guī)律，而不會(huì)出現(xiàn)交錯(cuò)現(xiàn)象（也可歸納為“只靠攏，不交叉”）。同種元素的相鄰價(jià)態(tài)之間不會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

例4 用雙線橋法標(biāo)出反應(yīng)的化合價(jià)變化和電子轉(zhuǎn)移情況。

解析

根據(jù)轉(zhuǎn)化規(guī)律可知，硫元素的化合價(jià)變化情況應(yīng)該是從-2價(jià)升到O，從+6價(jià)降到+4價(jià)，因此有：

同學(xué)們經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是認(rèn)為硫元素的化合價(jià)變化情況是從一2價(jià)升到+4價(jià)，從+6價(jià)降到0。雖然化合價(jià)升降總數(shù)相等（得失電子守恒），但卻違背了轉(zhuǎn)化規(guī)律。

4.難易規(guī)律。同一種氧化劑與多種還原劑反應(yīng)時(shí)，首先被氧化的是還原性最強(qiáng)的還原劑；同一種還原劑與多種氧化劑反應(yīng)時(shí)，首先被還原的是氧化性最強(qiáng)的氧化劑。如鋅粉與的混合溶液反應(yīng)時(shí)，鋅是還原劑，是氧化劑，因?yàn)檠趸詮?qiáng)弱順序?yàn)?，故Cu先被置換出來(lái)。再如Mg、Fe與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，是氧化劑，Mg、Fe是還原劑，因?yàn)檫€原性強(qiáng)弱順序?yàn)镸g>Fe，故Mg先與稀硫酸反應(yīng)。

5.守恒規(guī)律。①質(zhì)量守恒，即反應(yīng)前后各元素原子的種類、個(gè)數(shù)都不變。②電子守恒，即氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)。③電荷守恒，即在氧化還原型的離子反應(yīng)中，左右兩邊的離子所帶的電荷總數(shù)相等。

例5 已知溶液恰好與溶液完全反應(yīng)，若已知被氧化為則鉻元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為（）。

A.+2價(jià) B.+3價(jià) C.+4價(jià) D.+5價(jià)

解析

設(shè)鉻元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為被氧化為時(shí)，失去2 mol電子，被還原時(shí)，得到2×（6-x）mol電子。根據(jù)得失電子數(shù)相等的原則，可得0.05×0.024×2=0.02×0.02×2×（6-x），解得x=+3。本題選B。