天津大學(xué) 無機(jī)化學(xué)Wjhx-04-1 氧化還原反應(yīng)方程式配平(A)

1、 4.1 4.1 氧化還原方氧化還原方 程式的配平程式的配平 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu2e-氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)失去電子的過程叫氧化失去電子的過程叫氧化 得到電子的過程叫還原得到電子的過程叫還原失去電子的物質(zhì)被氧化失去電子的物質(zhì)被氧化 得到電子的物質(zhì)被還原得到電子的物質(zhì)被還原失去電子的物質(zhì)叫還原劑失去電子的物質(zhì)叫還原劑 得到電子的物質(zhì)叫氧化劑得到電子的物質(zhì)叫氧化劑 在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中, , 氧化和氧化和 還原兩個(gè)過程總是同時(shí)發(fā)生的。還原兩個(gè)過程總是同時(shí)發(fā)生的。 Fe + 2H+ H2 + Fe2+氧化劑氧化劑還原劑還原劑2e-氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化

2、數(shù)升高氧化數(shù)升高的過程叫氧化的過程叫氧化 氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低的過程叫還原的過程叫還原氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高的物質(zhì)被氧化的物質(zhì)被氧化 氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低的物質(zhì)被還原的物質(zhì)被還原氧化數(shù)升高的物質(zhì)叫還原劑氧化數(shù)升高的物質(zhì)叫還原劑 氧化數(shù)降低的物質(zhì)叫氧化氧化數(shù)降低的物質(zhì)叫氧化劑劑 MnO2 + 4HCl(濃濃) MnCl2 + Cl2+ 2H2O-10+2+1MnO2中的中的Mn被還原被還原 HCl中中的的Cl 被氧化被氧化MnO2 氧化劑氧化劑HCl 還原劑還原劑常用的氧化劑常用的氧化劑活潑的非金屬活潑的非金屬 如如 O2 F2 Cl2 Br2 I2 KMnO4 K2Cr2O7 H2SO4 HNO

3、3常用的還原劑常用的還原劑活潑的金屬活潑的金屬 如如 Na Mg Al Zn Fe KI H2S SnCl2 FeSO4H2O2H2O2 + Cl2 2HCl + O200-1-1H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ 2Fe3+ + 2H2O+2-2-1+3一般氧化還原反應(yīng)一般氧化還原反應(yīng)自身氧化還原反應(yīng)自身氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)歧化反應(yīng)歧化反應(yīng)Cl2 + H2O HClO + HCl-10+12KClO3 2KCl + 3O2-2+5-10離子離子- -電子法電子法 1. 氧化數(shù)（氧化值）氧化數(shù)（氧化值） 元素的元素的氧化數(shù)氧化數(shù)是元素的一個(gè)原是元素的一個(gè)原子的形式荷電數(shù)。子的

4、形式荷電數(shù)。 這個(gè)荷電數(shù)可由假設(shè)把每一個(gè)這個(gè)荷電數(shù)可由假設(shè)把每一個(gè)化學(xué)鍵中的成鍵電子歸于化學(xué)鍵中的成鍵電子歸于電負(fù)性電負(fù)性較較大的原子而求得。大的原子而求得。4.1.1 氧化數(shù)法氧化數(shù)法如如 H : Cl電負(fù)性電負(fù)性 H Cl 電負(fù)性是指分子中元素原子吸引電子的能力是指分子中元素原子吸引電子的能力元素原子吸引電子能力越大元素原子吸引電子能力越大, ,其電負(fù)性越大。其電負(fù)性越大。 元素原子吸引電子能力越小元素原子吸引電子能力越小, ,其電負(fù)性越小。其電負(fù)性越小。 在離子化合物中在離子化合物中, ,元素的氧化元素的氧化數(shù)等于該元素的離子電荷。數(shù)等于該元素的離子電荷。 如如 NaClNa ClMgC

5、l2 +2 -1氧化數(shù)氧化數(shù) +1 1 Mg Cl確定元素原子確定元素原子氧化數(shù)的規(guī)則氧化數(shù)的規(guī)則 在共價(jià)化合物中在共價(jià)化合物中, , 元素的元素的 氧化數(shù)等于該元素的原子偏近或氧化數(shù)等于該元素的原子偏近或偏離的電荷數(shù)。偏離的電荷數(shù)。 如如 HCl H :ClCO2 +4 -2氧化數(shù)氧化數(shù) +1 1C :O 在單質(zhì)中，元素原子的在單質(zhì)中，元素原子的 氧化數(shù)為零。氧化數(shù)為零。如如 O2 H2 Cu P4 O 的氧化數(shù)一般為的氧化數(shù)一般為-2但但 氟化物氟化物 如如 O2F2 OF2 O F O F 氧化數(shù)氧化數(shù) +1 -1 +2 -1過氧化物過氧化物 H2O2 Na2O2 H O Na O 氧化

6、數(shù)氧化數(shù) +1 -1 +1 -1超氧化物超氧化物 KO2 K O 氧化數(shù)氧化數(shù) +1 -1/2 H 的氧化數(shù)一般為的氧化數(shù)一般為+1但活潑金屬氫化物但活潑金屬氫化物 如如 NaH CaH2 Na H Ca H 氧化數(shù)氧化數(shù) +1 -1 +2 -1 中性分子中，各元素原中性分子中，各元素原 子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零。子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零。如如 P2O5 P O 氧化數(shù)氧化數(shù) x -2 2x + 5(-2) = 0 x = +5 如如 Fe3O4 Fe O 氧化數(shù)氧化數(shù) x -2 3x + 4(-2) = 0 x = +8/3 復(fù)雜離子中，各元素原子復(fù)雜離子中，各元素原子 氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子氧

7、化數(shù)的代數(shù)和等于離子 的總電荷。的總電荷。 如如 Cr2O72- Cr O 氧化數(shù)氧化數(shù) x -2 2x +7(-2)= -2 x = +6 堿金屬堿金屬的氧化數(shù)是的氧化數(shù)是 +1 堿土金屬堿土金屬的氧化數(shù)是的氧化數(shù)是 +2 (1) 氧化數(shù)可以是氧化數(shù)可以是正數(shù)、正數(shù)、 負(fù)數(shù)、整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零。負(fù)數(shù)、整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零。 (2) 氧化數(shù)與共價(jià)數(shù)不同氧化數(shù)與共價(jià)數(shù)不同如如 C 氧化值氧化值 C 共價(jià)數(shù)共價(jià)數(shù) CO CH4 在在 K2Cr2O7、K2CrO4、CrO3 中中 Cr 的氧化的氧化數(shù)均為數(shù)均為+6，他們都是，他們都是 Cr 的同一氧化態(tài)的化合的同一氧化態(tài)的化合物，統(tǒng)稱為物，統(tǒng)稱為Cr( ()

8、 )化合物?；衔铩Ｂ鹊难趸瘮?shù)氯的氧化數(shù) -1 +1 +3 +5 +7 Cl- ClO- ClO2- ClO3- ClO4- 元素原子氧化數(shù)升高的元素原子氧化數(shù)升高的 總數(shù)等于元素原子氧總數(shù)等于元素原子氧化化 數(shù)降低的總數(shù)數(shù)降低的總數(shù)(2) (2) 反應(yīng)前后各元素的原子反應(yīng)前后各元素的原子 總數(shù)相等總數(shù)相等2. 配平方法配平方法(2)(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子 氧化數(shù)升高值氧化數(shù)升高值 寫出未配平的反應(yīng)方程式寫出未配平的反應(yīng)方程式 HClO3 + P4 + H2O HCl + H3PO40+5 (-6)HClO3 + P4 + H2O HCl +

9、 H3PO4 (+5)+5-1配平步驟配平步驟(3) (3) 求出各元素原子氧化數(shù)升降值的求出各元素原子氧化數(shù)升降值的 最小公倍數(shù)最小公倍數(shù) HClO3 + P4 + H2O HCl + H3PO4+50-1+5(-6) 10 = -60(+5)4 3= +60 10HClO3+3P4+H2O 10HCl+12H3PO410HClO3+3P4 +18H2O 10HCl+12H3PO4(4)(4)用觀察法配平氧化數(shù)未改變的元用觀察法配平氧化數(shù)未改變的元 素原子數(shù)目素原子數(shù)目 10HClO3+3P4 +H2O 10HCl+12H3PO4(5)(5) 檢查檢查10HClO3+3P4 +18H2O 1

10、0HCl+12H3PO4(2)(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子 氧化數(shù)升高值氧化數(shù)升高值 寫出未配平的反應(yīng)方程式寫出未配平的反應(yīng)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 PbPbO O2 2+ + MnMnBrBr2 2+ HNO+ HNO3 3PbPb(NO(NO3 3) )2 2+ +BrBr2 2+H+HMnMnO O4 4+H+H2 2O O+2+4+2+7-10 (+1) (+5) (-2)(3) 求出各元素

11、原子氧化數(shù)升降值的最小求出各元素原子氧化數(shù)升降值的最小 公倍數(shù)公倍數(shù)(-2)7=14-10+2+7+2PbPbO 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=147PbO2+2MnBr2+HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+H2O (-2)7=14-10+2+7+2PbPbO O2 2+ +MnMnBrBr2 2+HNO+HNO3 3 PbPb(NO(NO3 3) )2 2+ +BrBr2 2+H+HM

12、nMnO O4 4+H+H2 2O O+4(+1)2=(+2)(+5)(+5)+(+2)2=14(4)(4)用觀察法配平氧化數(shù)未變的元素原子數(shù)目用觀察法配平氧化數(shù)未變的元素原子數(shù)目 7PbO2+2MnBr2+HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+H2O (5)(5) 檢查檢查7PbO2+2MnBr2+14HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O 7PbO2+2MnBr2+14HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O 簡單、快捷簡單、快捷適用于適用于水溶液水溶液非水體系非水體系氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化數(shù)法氧化數(shù)法* *（2）4.1.

13、2 離子離子- -電子法電子法(2)(2)將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式 寫出未配平的離子反應(yīng)方程式寫出未配平的離子反應(yīng)方程式 MnO4 + H+ Mn2+SO32 SO42 MnO4 + SO32 +H+ Mn2+ + SO42 ( (3) 3) 配平兩個(gè)半反應(yīng)原子數(shù)配平兩個(gè)半反應(yīng)原子數(shù)左邊多左邊多 4 個(gè)個(gè)O 原子，右邊加原子，右邊加 4 個(gè)個(gè)H2O，左邊加左邊加 8 個(gè)個(gè) H+MnO4 + 8H+ Mn2+ + 4H2OMnO4 + H+ Mn2+右邊多右邊多 1個(gè)個(gè)O 原子，左邊加原子，左邊加 1個(gè)個(gè)H2O，右邊加右邊加 2 個(gè)個(gè)H+SO32 + H2O SO

14、42 + 2H+SO32 SO42 MnO4 + 8H+ Mn2+ + 4H2OSO32 + H2O SO42 + 2H+用加減電子數(shù)方法使兩邊電荷數(shù)相等用加減電子數(shù)方法使兩邊電荷數(shù)相等MnO4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2OSO32 + H2O - 2e- SO42 + 2H+( (4) 4) 配平電荷數(shù)配平電荷數(shù)2MnO4 + 16H+ + 5SO32 + 5H2O 2Mn2+ + 8H2O+ 5SO42 +10H+(5) (5) 求出最小公倍數(shù)，乘以兩個(gè)半反應(yīng)求出最小公倍數(shù)，乘以兩個(gè)半反應(yīng) 式，并相加。式，并相加。 2 MnO4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H

15、2O5 SO32 + H2O - 2e- SO42 + 2H+ +）(6)(6)整理，即得配平的離子反應(yīng)方程式。整理，即得配平的離子反應(yīng)方程式。2MnO4 + 16H+ + 5SO32 + 5H2O 2Mn2+ + 8H2O+ 5SO42 +10H+2MnO4 + 5SO32 + 6H+ 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42 2MnO4 + 5SO32 + 6H+ 2Mn2+ 3H2O+ 5SO42 2KMnO4+ 5K2SO3+ 3H2SO4 2MnSO4+ 3H2O+ 6K2SO4 在配平半反應(yīng)式，如果反應(yīng)物、在配平半反應(yīng)式，如果反應(yīng)物、生成物所含氧原子數(shù)不等時(shí)，可用生成物所含氧原子數(shù)

16、不等時(shí)，可用 介質(zhì)的酸堿性來配平。介質(zhì)的酸堿性來配平。 半反應(yīng)式半反應(yīng)式介質(zhì)介質(zhì)注意注意酸性酸性 堿性堿性多氧原子一側(cè)多氧原子一側(cè)H+H2O不能出現(xiàn)不能出現(xiàn)OH- -少氧原子一側(cè)少氧原子一側(cè) H2O OH- -不能出現(xiàn)不能出現(xiàn)H+MnO4 + 8H+ Mn2+ + 4H2OMnO4 + H+ Mn2+SO32 + H2O SO42 + 2H+SO32 SO42 (2)(2)將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式 寫出未配平的離子反應(yīng)方程式寫出未配平的離子反應(yīng)方程式 ( (在堿性介質(zhì)中）在堿性介質(zhì)中） MnO4 + SO32 MnO42 + SO42 MnO4 MnO42 SO

17、32 SO42 右邊多右邊多 1 個(gè)個(gè)O 原子，右邊加原子，右邊加 1個(gè)個(gè) H2O，左邊加左邊加 2個(gè)個(gè) OH-MnO4 MnO42-SO32 + 2OH- SO42 + H2O使半反應(yīng)式兩邊相同元素的原子數(shù)相等使半反應(yīng)式兩邊相同元素的原子數(shù)相等( (3) 3) 配平兩個(gè)半反應(yīng)原子數(shù)配平兩個(gè)半反應(yīng)原子數(shù)2MnO4 + SO32 + 2OH- 2MnO42- + SO42 +H2O( (3)3)根據(jù)原則根據(jù)原則1，求出最小公倍數(shù)，乘，求出最小公倍數(shù)，乘 以兩個(gè)半反應(yīng)式，并相加。以兩個(gè)半反應(yīng)式，并相加。 2 MnO4 + e- MnO42-1 SO32 + 2OH- - 2e- SO42 +H2O

18、+ +）但不能配平氣相或固相反應(yīng)式但不能配平氣相或固相反應(yīng)式 離子離子- -電子法電子法1. H2O2 + Cr2(SO4)3 + KOH K2CrO4 + K2SO4 + H2O 3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH 2K2CrO4 + 3K2SO4 + 8H2O 31H2O2+Cr2(SO4)3+KOH K2CrO4+K2SO4+H2O 2(+3)= +6+3+3+6+6 2(-1)=-2-1-2-2-2氧化還原反應(yīng)式配平課堂練習(xí)2. Cr2O72-+Fe2+H+ Cr3+Fe3+H2OCr2O72- + H+ Cr3+ + H2O Fe2+ Fe3+Cr2O72-+14H+6e- 2Cr3+7H2O Fe2+ - e- Fe3+ +)16Cr2O72- +