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(二)、氧化还原方程式的配平
氧化还原反应有两种常用配平方法:氧化数法和离子电子法。本章重点掌握离子电子法。
离子电子法是根据在氧化还原反应中与氧化剂和还原剂有关的氧化还原电对,先分别配平两个半反应方程式,然后按得失电子数相等的原则将两个半反应方程式加和得到配平的反应方程式。
离子电于法配平方程式的基本步骤为:
(1) 写出反应过程中氧化值起变化的离子写成一个没有配平的离子方程式:
MnO42- + SO32- → Mn2+ + SO42-
(2)将上面未配平的离子方程式分写为两个半反应式,一个代表氧化剂的还原反应;另一个代表还原剂的氧化反应:
MnO42- → Mn2+ SO32- → SO42-
(3)分别配平两个半反应式。配平时首先配平原子数,然后在半反应的左边或右边加上适当电子数来配平电荷数。以使半反应式两侧各种原子的总数及净电荷数相等相等。
MnO42-还原为Mn2+时,要减少4个氧原子,在酸性介质中,要与 8个H+离于结合生成4个H2O分子。
MnO42- + 8 H+ → Mn2+ + 4H2O
上式中左边的净电荷数为+7,右边的净电荷数为+2,所以需在左边加 5个电子,使两边的电荷数相等:
MnO42- + 8 H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O
SO32- 氧化为SO42- 时,增加的1个氧原子可由溶液中的H2O分子提供,同时生成2个H+离子:
SO32- + H2O = SO42- + 2H+
上式中,左边的净电荷数为-2,右边的净电荷数为0,所以右边应加上2个电子:
SO32- + H2O = SO42- + 2H+ + 2e
(4)根据氧化剂和还原剂得失电子数必须相等的原则,在两个半反应式中乘上相应的系数(由得失电子的最小公倍数确定),然后两式相加得到配平的离子反应方程式。
2MnO42- + 6H+ + 5 SO32- = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
氧化值法和离于电子法各有优缺点。氧化值法能较迅速地配平简单的氧化还原反应。它的适用范围较广,不只限于水溶液中的反应,特别对高温反应及熔融态物质间的反应更为适用。而离子电于法能反映出水溶液中反应的实质,特别对有介质参加的复杂反应配平比较方便。但是,离子电子法仅适用于配平水溶液中的反应。
氧化还原反应配平应掌握以下基本要求
(1)氧化剂和还原剂的氧化数变化必须相等。
(2)方程式两边的各种元素的原子数必须相等。
(3)配平方法的难点是未发生氧化数变化的原子数的配平,待别是氢和氧原子的配平。
一般情况下如反应物氧原子数多了,在酸性介质中的反应以加H+离子生成水的方式配平;若为碱性介质中的反应,应加H2O 使之与氧反应生成OH一离子。
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