解讀“氧化還原方程式的配平”教學(xué)方法

1、解讀“氧化還原方程式的配平”教學(xué)方法    摘要：本文介紹了氧化還原方程式的兩種基本配平方法：氧化數(shù)法和離子電子法。利用這些方法可以比較容易地配平氧化還原方程式，特別是離子方程式，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。        關(guān)鍵詞：氧化還原方程式；配平；氧化數(shù)法；離子電子法前言     化學(xué)反應(yīng)可按是否有電子得失分為兩類：一類是反應(yīng)物之間沒有發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，如酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等，統(tǒng)稱為非氧化還原反應(yīng)；與之相對(duì)應(yīng)的是，反應(yīng)物之間發(fā)

2、生電子轉(zhuǎn)移（包括得失、偏移）的反應(yīng)，這類反應(yīng)稱氧化還原反應(yīng)。非氧化還原反應(yīng)的方程式較易配平，而氧化還原方程式的配平是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)。配平的方法較多，這里只介紹氧化數(shù)法和離子電子法兩種。一、氧化還原的基本概念(一)氧化和還原氧化反應(yīng)：物質(zhì)失去電子的反應(yīng)。如，NaNa+e-還原反應(yīng)：物質(zhì)得電子的反應(yīng)。如，Cl2+2e-2Cl-而電子有得者就必有失者，所以，氧化和還原往往是同時(shí)發(fā)生的，即氧化和還原反應(yīng)合起來就稱為氧化還原反應(yīng)。如，2Na+Cl2=2NaCl氧化劑：在氧化還原反應(yīng)中，氧化物本身被還原，即得電子的物質(zhì)是氧化劑(如Cl2）。還原劑：還原劑本身被氧化，即失電子的物質(zhì)是還原劑(如Na)。以

3、上討論的是有電子得失的反應(yīng)。另一類反應(yīng)：H2+Cl2=2HCl這類反應(yīng)雖然沒有電子得失，但電子對(duì)發(fā)生了偏移，這類反應(yīng)也稱氧化還原反應(yīng)。由此可見，氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)在于電子的得失或偏移。(二)氧化態(tài)(也叫氧化值)定義：氧化數(shù)是某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個(gè)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得。確定氧化數(shù)的方法如下：1.一些規(guī)定(人為)：(1)在單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)皆為零。如白磷(P4)中磷的氧化數(shù)為零；Cl2、O2等中皆為零。同種原子構(gòu)成的物質(zhì)電子對(duì)不偏移。(2)氧的氧化數(shù)在正常氧化物中皆為-2,如Na2O。例外的是過氧化物中氧為-1(HOOH,O為-1)，氟化氧中氧為正值，如

4、OF2中， F的電負(fù)性大于O， O的氧化數(shù)為+2。(3)氫除了在活潑金屬氫化物中為-1外(NaH)，在一般化合物中的氧化數(shù)皆為+1(H2O)。2.在離子型化合物中，元素原子的氧化數(shù)就等于該原子的離子電荷。如NaCl中，Na+：+1，Cl-：-1。3.在共價(jià)化合物中，將屬于兩原子的共用電子對(duì)指定給兩原子中電負(fù)性更大的原子以后，在兩原子上形成的電荷數(shù)就是它們的氧化數(shù)。如HCl，電子指定給Cl，Cl為-1，H為+1。共價(jià)化合物中元素的氧化數(shù)是原子在化合狀態(tài)時(shí)的一種“形式電荷數(shù)”。4在結(jié)構(gòu)未知的化合物中，某元素的氧化數(shù)可按下述規(guī)則求得：分子或離子的總電荷數(shù)等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和。

5、即分子：所有元素的氧化數(shù)的代數(shù)和等于零（電荷數(shù)）。離子：所有元素的氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子的電荷數(shù)。例如，分別求和連四硫酸中標(biāo)*元素的氧化數(shù)。解：H2SO4：(+1)×2+x+(-2)×4=0，x=+6，二、氧化數(shù)法1.配平原則氧化劑和還原劑的氧化數(shù)變化相等。2.基本要求(1)氧化劑和還原劑的氧化數(shù)變化相等。(2)方程兩邊的各種原子數(shù)必須相等(既包括化合價(jià)改變的原子，也包括化合價(jià)未變的原子)。3.步驟例1：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出反應(yīng)物和產(chǎn)物的化學(xué)式。(2)求元素的氧化數(shù)變化。(3)調(diào)整系數(shù)，使氧化數(shù)變化相等。HCl中Cl有一部分氧化數(shù)未變，所以暫時(shí)不乘系數(shù)。(4)配平反應(yīng)前后

6、氧化數(shù)未發(fā)生變化的原子數(shù)。一般用觀察法。通常先使鉀原子和氯原子個(gè)數(shù)相等；最后再核對(duì)氫和氧原子數(shù)是否相等。即例2：高溫反應(yīng)(非水溶液)三、離子電子法1.配平原則氧化劑和還原劑的離子的電子得失數(shù)相等。2.基本要求(1)離子的電子得失數(shù)相等。(2)方程兩邊的原子數(shù)必須相等。(3)方程兩邊的電荷數(shù)必須相等。3.步驟例1：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出主要產(chǎn)物。酸性介質(zhì)：(2)把氧化劑中起氧化作用的離子及其還原產(chǎn)物，還原劑中起還原作用的離子及其氧化產(chǎn)物分別寫成兩個(gè)未配平的離子方程式。(3)將原子數(shù)配平。關(guān)鍵在于氧原子數(shù)的配平。根據(jù)反應(yīng)式兩邊氧原子數(shù)目和溶液酸堿性的不同，可采用不同的方法。酸性，反應(yīng)兩邊可加H2O

7、和H+，氧原子數(shù)少的一邊加H2O，氧原子數(shù)多的一邊加H+。（不需加H2O或H+）(4)將電荷數(shù)配平。每個(gè)反應(yīng)式左右兩邊的電荷總數(shù)不等可在兩邊加電子。(5)反應(yīng)式兩邊各乘以適當(dāng)系數(shù)，使得失電子數(shù)相等，將兩式相加，消去電子或重復(fù)的項(xiàng)。(6)檢查所得反應(yīng)式兩邊的各種原子數(shù)及電荷數(shù)是否相等。例2 堿性介質(zhì)：堿性介質(zhì)，兩邊加H2O和OH-，H2O和OH-，OH-中H原子少，相對(duì)O原子多，OH-加在O原子少的一邊，H2O加在O原子多的一邊。以上兩種方法的應(yīng)用范圍：氧化數(shù)升降法適用范圍較廣，可以不限于水溶液中，在非水和高溫情況下都可使用，而離子-電子法只適用于溶液中。然而后者的優(yōu)點(diǎn)是可以避免求氧化

8、數(shù)的麻煩，對(duì)于許多復(fù)雜化合物，特別是有機(jī)化合物參加的，水溶液中的氧化還原反應(yīng)的配平是很方便的。遇到不同的具體方程式時(shí)可根據(jù)需要選用不同的配平方法。     參考文獻(xiàn)：1北京師范大學(xué)等編.無機(jī)化學(xué)(上、下冊(cè))第三版S.北京：高等教育出版社，1992.2天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室編.無機(jī)化學(xué)(第三版)S.北京：高等教育出版社，2002.3北京師范大學(xué)等編.無機(jī)化學(xué)(上、下冊(cè))第四版S.北京：高等教育出版社，2003.4武漢大學(xué)等校編.無機(jī)化學(xué)(上、下冊(cè))第三版S.北京：高等教育出版社，1994.5徐家寧等編.無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題S.北京：高等教育出版社，

9、2000.6戚冠發(fā)等主編.無機(jī)化學(xué)選論S.沈陽：遼寧教育出版社，1989. Abstract: This paper introduces two methods of balancing of oxidation-reduction equations: oxidation state method and ionic-electronic method. These methods can be used to easily balance oxidation-reduction equations, especially for ionic equation, which is helpful to the improvement of teaching quality.Key words: oxidation-reduct