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氧化还原反应离子方程式的书写,在近年高考中占的比重越来越大,而在新课标试验本中却没有提及氧化还原反应方程式的配平。要想在高考中快速准确的书写方程式,就要采用一定的方法。笔者就多年的教学实践,总结出了氧化还原反应方程式的准确快速的配平技巧。 配平的方法是依据三大守恒——得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒。得失电子守恒指的是:在氧化还原反应中,氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。电荷守恒指的是:方程式兩边电荷总数相等。原子守恒指的是:方程式两边各个原子的数目相等。下边举例说明。
1. 一般氧化还原反应离子方程式的书写
例1、向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水CCl4层变成紫色,如果继续向试管中滴加氯水,振荡, CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色,有KIO3生成。写出并配平CCl4层由紫色变成无色的离子方程式。
分析:向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水CCl4层变成紫色,说明被I-氧化为I2,继续滴加氯水I2又被Cl2氧化为IO3-。
第一步:写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物I2 + Cl2= Cl- + IO3-
第二步:依据得失电子守恒。分析化合价变化,I2从0价变为IO3-中的+5价,共失去10个电子,应为还原剂。Cl2 从0价降为 Cl-中的-1价,得到2个电子,应为氧化剂。在一个氧化还原反应里,失去的电子数等于得到的电子数。所以需要5倍的Cl2 。可以把上式配成:I2 + 5Cl2 = 10Cl- + 2IO3-
第三步:依据电荷守恒。由题意知道溶液应呈酸性,因此,方程式右边应生成10倍的H+,可以把上式配成:I2+ 5Cl2 = 10Cl- + 2IO3- + 12H+
第四步:依据原子守恒。方程式右边有氧有氢,由题意知方程式左边应该有 6H2O,最终方程式为:I2 + 5Cl2 + 6H2O = 10Cl- + 2IO3- + 12H+
例2、把SO2 通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4褪色,写出反应的离子方程式。
分析:SO2 应做还原剂,失去2个电子,化合价升高2。KMnO4溶应做氧化剂,得到5个电子,化合价降低5。下边按步骤写出离子方程式。
第一步:写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物MnO4-+ SO2 = Mn2+ + SO42-
第二步:依据得失电子守恒。SO2 失去2个电子,MnO4- 得到5个电子,因此最小公倍数应为10, SO2系数为5,SO42-系数为5.MnO4- 系数为2,Mn2+系数为2。可以把上式配成:2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2++ 5SO42-
第三步:依据电荷守恒。方程式左边的电荷数为-2已经定了下来,而右边的电荷数为-6,要保证电荷守恒,由题意知道溶液呈酸性,必须在右边加上4H+,可以把上式配成:2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2+ + 5SO42-+ 4H+
第四步:依据原子守恒。方程式右边有氢多氧,只能在方程式左边加上2H2O,最终方程式为:2H2O + 2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2++ 5SO42-+ 4H+
2. 电极反应离子反应方程式的书写
例1、【2012年全国新课标卷26题】
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为_________________。
分析:K2FeO4在电池中作为正极,Fe要得3个电子,从+6价降为+3价,在碱性溶液中生成Fe(OH)3。
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数FeO42-+3e-=Fe(OH)3
第二步:依据电荷守恒。方程式左边负电荷数为5,在碱性环境中应在方程式右边加上5个OH-把上式配成FeO42-+3e-=Fe(OH)3+5OH-
第三步:依据原子守恒。右边多出8个H、4个O。所以在左边要加上4个H2O
最终方程式为:FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-
例2.CH4碱性燃料电池的电极反应。
分析:在碱性条件下,CH4要生成CO32-,化合价升高8,
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数CH4 -8e- =CO32-,
第二步:依据电荷守恒。方程式右边负电荷数为2,左边失去8e- 相当于带8个正电荷,在碱性环境中应在方程式左边加上10个OH-,把上式配成:CH4-8e- + 10 OH- =CO32-
第三步:依据原子守恒。左边多出14个H、7个O。所以在右边要加上7个H2O
最终方程式为:CH4 -8e- + 10 OH- =CO32-+7H2O
例3.CH4酸性燃料电池的电极反应。
分析:在酸性条件下,CH4要生成CO2,化合价升高8,
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数:CH4 -8e-=CO2,
第二步:依据电荷守恒。方程式左边失去8e- 相当于带8个正电荷,在酸性环境中应在方程式右边加上8个H+把上式配成:CH4-8e- =CO2 + 8H+
第三步:依据原子守恒右边多出4个H、2个O,所以在左边要加上2个H2O
最终方程式为:CH4 -8e- + 2H2O=CO2+ 8H+
练习:1.书写H2O2溶液中滴入酸性KMnO4的离子方程式。
2.C2 H5 OH在酸性环境中形成燃料电池生成CH3COOH的负极反应。
答案1.5H2O2 + 2MnO4- + 6H+= 5O2+2 Mn2++ 8H2O
2.C2 H5 OH- 4e- + H2O =CH3COOH + 4H+
1. 一般氧化还原反应离子方程式的书写
例1、向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水CCl4层变成紫色,如果继续向试管中滴加氯水,振荡, CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色,有KIO3生成。写出并配平CCl4层由紫色变成无色的离子方程式。
分析:向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水CCl4层变成紫色,说明被I-氧化为I2,继续滴加氯水I2又被Cl2氧化为IO3-。
第一步:写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物I2 + Cl2= Cl- + IO3-
第二步:依据得失电子守恒。分析化合价变化,I2从0价变为IO3-中的+5价,共失去10个电子,应为还原剂。Cl2 从0价降为 Cl-中的-1价,得到2个电子,应为氧化剂。在一个氧化还原反应里,失去的电子数等于得到的电子数。所以需要5倍的Cl2 。可以把上式配成:I2 + 5Cl2 = 10Cl- + 2IO3-
第三步:依据电荷守恒。由题意知道溶液应呈酸性,因此,方程式右边应生成10倍的H+,可以把上式配成:I2+ 5Cl2 = 10Cl- + 2IO3- + 12H+
第四步:依据原子守恒。方程式右边有氧有氢,由题意知方程式左边应该有 6H2O,最终方程式为:I2 + 5Cl2 + 6H2O = 10Cl- + 2IO3- + 12H+
例2、把SO2 通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4褪色,写出反应的离子方程式。
分析:SO2 应做还原剂,失去2个电子,化合价升高2。KMnO4溶应做氧化剂,得到5个电子,化合价降低5。下边按步骤写出离子方程式。
第一步:写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物MnO4-+ SO2 = Mn2+ + SO42-
第二步:依据得失电子守恒。SO2 失去2个电子,MnO4- 得到5个电子,因此最小公倍数应为10, SO2系数为5,SO42-系数为5.MnO4- 系数为2,Mn2+系数为2。可以把上式配成:2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2++ 5SO42-
第三步:依据电荷守恒。方程式左边的电荷数为-2已经定了下来,而右边的电荷数为-6,要保证电荷守恒,由题意知道溶液呈酸性,必须在右边加上4H+,可以把上式配成:2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2+ + 5SO42-+ 4H+
第四步:依据原子守恒。方程式右边有氢多氧,只能在方程式左边加上2H2O,最终方程式为:2H2O + 2MnO4-+ 5SO2 = 2Mn2++ 5SO42-+ 4H+
2. 电极反应离子反应方程式的书写
例1、【2012年全国新课标卷26题】
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为_________________。
分析:K2FeO4在电池中作为正极,Fe要得3个电子,从+6价降为+3价,在碱性溶液中生成Fe(OH)3。
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数FeO42-+3e-=Fe(OH)3
第二步:依据电荷守恒。方程式左边负电荷数为5,在碱性环境中应在方程式右边加上5个OH-把上式配成FeO42-+3e-=Fe(OH)3+5OH-
第三步:依据原子守恒。右边多出8个H、4个O。所以在左边要加上4个H2O
最终方程式为:FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-
例2.CH4碱性燃料电池的电极反应。
分析:在碱性条件下,CH4要生成CO32-,化合价升高8,
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数CH4 -8e- =CO32-,
第二步:依据电荷守恒。方程式右边负电荷数为2,左边失去8e- 相当于带8个正电荷,在碱性环境中应在方程式左边加上10个OH-,把上式配成:CH4-8e- + 10 OH- =CO32-
第三步:依据原子守恒。左边多出14个H、7个O。所以在右边要加上7个H2O
最终方程式为:CH4 -8e- + 10 OH- =CO32-+7H2O
例3.CH4酸性燃料电池的电极反应。
分析:在酸性条件下,CH4要生成CO2,化合价升高8,
第一步:写出氧化剂,还原产物,得到的电子数:CH4 -8e-=CO2,
第二步:依据电荷守恒。方程式左边失去8e- 相当于带8个正电荷,在酸性环境中应在方程式右边加上8个H+把上式配成:CH4-8e- =CO2 + 8H+
第三步:依据原子守恒右边多出4个H、2个O,所以在左边要加上2个H2O
最终方程式为:CH4 -8e- + 2H2O=CO2+ 8H+
练习:1.书写H2O2溶液中滴入酸性KMnO4的离子方程式。
2.C2 H5 OH在酸性环境中形成燃料电池生成CH3COOH的负极反应。
答案1.5H2O2 + 2MnO4- + 6H+= 5O2+2 Mn2++ 8H2O
2.C2 H5 OH- 4e- + H2O =CH3COOH + 4H+