首先,电子守恒定律
1.修整原理
当氧化还原反应发生时,还原剂失去电子,氧化剂获得电子。在整个过程中,电子是守恒的,也就是价守恒。
2.方法和步骤
①标出变化元素的化合价,确定氧化还原反应的平衡方向。
在准备时,首先需要确定等式另一边物质的测量数。一般遵循这个原则:
自氧化-还原反应→先平衡测得的产物数;
部分氧化还原反应→先平衡测得的产物数;
一般氧化还原反应→可以先平衡测得的产物数或测得的反应物数。
②列举化合价的变化。当一个以上的元素升高或降低时,就需要根据不同元素的原子序数比来叠加化合价的变化值。
(3)价态根据电子守恒而变化的物质的测量数。
(4)根据质量守恒平衡剩余物质的测量数。最后根据质量守恒,查平衡。
3.实践练习
+7 -1 0 +2
⑴***+盐酸________***+***+KCl+H2O
标出化合价,因为这个反应是部分氧化还原反应,所以确定先平衡产物Cl2和MnCl2,同时列出化合价的升降,用变化的化合价平衡物质Cl2和MnCl2的计量数。
+7 +2
下Mn → Mn 5e × 2
-1 0
Cl → Cl2 2e × 5
因此,平衡是KMnO4+HCl 5cl2+2mncl2+KCl+H2O。
然后根据质量守恒平衡剩余物质,根据质量守恒检查平衡。最终的修剪结果是
2 kmno 4+16 HCl = 5cl 2+2 mncl 2+2KCl+8H2O
-3 +6 0 +4
⑵(NH4)2so 4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ NH3+N2+SO2+H2O
标出化合价,因为这个反应是自氧化还原反应,所以确定先平衡产物N2和SO2,同时列出化合价的升降,用变化的化合价平衡物质N2和SO2的计量数。
+6 +4
S → S 2e × 3
-3 0
提升n26e× 1
因此,方程式首先平衡为(NH4)2so 4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ NH3+1n 2+3so 2+H2O。
然后根据质量守恒平衡剩余物质,根据质量守恒检查平衡。最终的修剪结果是
3(NH4)2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O
+1-2 +5 +2 +6 +2
⑶Cu2S+HNO 3 Cu(NO3)2+h2so 4+NO+H2O
标出化合价。因为该反应是部分氧化还原反应,所以确定首先平衡产物Cu(NO3)2、H2SO4和NO。同时列出化合价的升降,平衡化合价变化的Cu(NO3)2、H2SO4、NO的计量数。(因为Cu和S的化合价都增加,而且都来自反应物Cu2S,所以Cu和S的原子序数比为2: 1,化合价的变化数按此比例叠加)
+5 +2
下n N N 3e × 10
-2 +6
提升速度
+1 +2 10e × 3
2Cu 2Cu
因此,方程式平衡为cu2s+HNO 3·6cu(NO3)2+3h2so 4+10no+H2O。
然后根据质量守恒平衡剩余物质,根据质量守恒检查平衡。最终的修剪结果是
3cu 2s+22 HNO 3 = 6Cu(NO3)2+3h2so 4+10NO+8H2O
【练习】配平以下氧化还原反应方程式。
1.FeS2+O2 SO2+Fe2O3
2.硫酸亚铁+硫酸亚铁+***+H2O+硫
3.Ag NO3 Ag+NO2+O2
二、待定系数法
1.修整原理
质量守恒定律告诉我们,当发生化学反应时,反应体系中每种物质的每种元素的原子数在反应前后是相等的。通过设置未知数(如x,y,z等。,均大于零),平衡所有物质的测量数,然后按各元素原子个数相等列出方程组,求解方程组(组)。数有相同的未知数,可以用近似除法约简。
2.方法和步骤
对于氧化还原反应,首先用未知数表示元素化合价变化较多的物质的测量数,然后用质量守恒来抵消其他物质的测量数。最后,在平衡出每种物质的测量数后,根据某些元素的守恒,求解方程组。
3.实践练习(用待定系数法平衡上面列出的方程)
⑴***+HCl Cl2+MnCl2+KCl+H2O
因为锰和氯的化合价是变化的,所以Cl2和MnCl2的测量数分别平衡到X和Y,然后根据质量守恒平衡其他物质,也就是平衡为
ykmno 4+(3y+2x)HCl = xcl 2+ymn cl 2+ykcl+4yh2o。最后根据氢的守恒,列出x和y的关系:3y+2x = 8y,得到2.5y = x。等式中的所有x都被y代替,也就是说
ykmno 4+8 yhcl = 2.5 YCL 2+ymncl 2+ykcl+4yh2o,对x进行四舍五入,将测得的数变成整数,那么最后的平衡结果为
2 kmno 4+16 HCl = 5cl 2+2 mncl 2+2 KCl+8H2O .
⑵ (NH4)2SO4 NH3+N2+SO2+H2O
因为氮和硫的化合价是变化的,所以N2和SO2的计量数分别平衡为X和Y,然后其他物质根据质量守恒平衡,即平衡为Y(NH4)2so 4 =(2y-2x)NH3+XN2+yso 2+(Y+3x)H2O。最后根据氧的守恒,列出X和Y的关系:
Y = 2y+y+3x,得到3x = y。将方程中的Y全部替换为X,即3x(NH4)2so 4 = 4x Nh3+XN2+3x so 2+6x H2O,将X四舍五入,则最终平衡结果为
3(NH4)2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O .
⑶Cu2S+HNO 3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ Cu(NO3)2+h2so 4+NO+H2O
因为氮、铜、硫的化合价是变化的,所以Cu2S和HNO3的测量数分别平衡到X和Y,然后根据质量守恒平衡其他物质,即平衡为
xCu2S+yHNO3 =2xCu(NO3)2+xH2SO4+(y-4x)NO+(2y-12x)H2O ,最后根据氢元素守恒,列出x和y的关系式:y=2x+4y-24x,得出x=y ,把方程式中的y都换成x ,即xCu2S+xHNO3 =2xCu(NO3)2+xH2SO4+xNO+xH2O,将x约掉,并将计量数变为整数,故最终的配平结果为3Cu2S+22HNO3 =6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O。
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