化學(xué)備考學(xué)案

31種解題方法讓你考試無憂（25）

較難氧化還原方程式的配平

氧化還原方程式的配平，技巧若不掌握，就會覺得很難；掌握了其配平技巧，就會覺得較易。

●難點磁場

請試做下列題目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

將紅磷放在稀硝酸中加熱，發(fā)生如下反應(yīng)，所列方程式中還缺少一種反應(yīng)物(或生成物，只添其一)，請完成下列化學(xué)方程式：

______P＋______HNO₃＋__ ____________H₃PO₄＋______NO↑

●案例探究

[例題]配平下列化學(xué)方程式：

___PbN₆＋___Cr(MnO₄)₂___Cr₂O₃＋___MnO₂＋___Pb₃O₄＋___NO↑

命題意圖：考查學(xué)生對氧化還原方程式的配平能力。屬化學(xué)教學(xué)中要求掌握的內(nèi)容。

知識依托：氧化還原方程式的配平。

錯解分析：不能正確辨認PbN₆和Cr(MnO₄)₂中各元素的化合價，可造成本題錯解、難解，甚至不會解。

解題思路：本題有以下兩種解法：

方法1(0價配平法)：對分子中含有難以確定元素化合價的物質(zhì)，可選其為配平標準，并設(shè)該分子中各元素的化合價都為0(或在滿足化合物內(nèi)各元素化合價代數(shù)和為0的前提下設(shè)為其他數(shù)值)，對配平結(jié)果無影響：

①題給反應(yīng)中PbN₆和Cr(MnO₄)₂中Pb、N、Cr、Mn四元素的化合價難以確定，可選PbN₆和Cr(MnO₄)₂為配平標準：

↑

      ↑                 ↓

44/3               5

②5PbN₆＋44/3Cr(MnO₄)_2­   Cr₂O₃＋   MnO₂＋    Pb₃O₄＋   NO↑

↑                  ↓

          44/3×5                 5×44/3

③15 PbN₆＋44 Cr(MnO₄)₂____Cr₂O₃＋____MnO₂＋____Pb₃O₄＋____NO↑

④15 PbN₆＋44 Cr(MnO₄)₂====22Cr₂O₃＋88 MnO₂＋5 Pb₃O₄＋90 NO↑

方法2(萬能配平法)：先設(shè)出化學(xué)方程式中某些物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，一般是方程式一邊的化學(xué)計量數(shù)，即反應(yīng)物(或生成物)的化學(xué)計量數(shù)，通常用1，x，y，z等數(shù)字和字母表示，然后根據(jù)原子個數(shù)守恒可求出x，y，z等未知數(shù)，這種方法幾乎對所有化學(xué)方程式都是適合的，所以叫做萬能配平法。

①1 PbN₆＋x Cr(MnO₄)₂______Cr₂O₃＋______MnO₂＋______Pb₃O₃＋______NO↑

②先根據(jù)Cr、Mn、Pb、N原子個數(shù)守恒，得出生成物的暫定計量數(shù)：

PbN₆＋x Cr(MnO₄)₂x/2 Cr₂O₃＋2x MnO₂＋1/3 Pb₃O₄＋6 NO↑

6 PbN₆＋6x Cr(MnO₄)₂3x Cr₂O₃＋12x MnO₂＋2 Pb₃O₄＋36 NO↑

再根據(jù)O原子守恒得到下列等式，并求出x：

48x=9x＋24x＋8＋36

x=44/15

③15  PbN₆＋44 Cr(MnO₄)₂====22 Cr₂O₃＋88 MnO₂＋5 Pb₃O₄＋90 NO↑

答案：15  44  22  88  5  90

●錦囊妙計

較難氧化還原方程式的配平，經(jīng)常用到以下方法：

1.0價配平法

當化學(xué)方程式中某些元素的化合價較難確定時，通常采用0價配平法，所選配平標準可以是反應(yīng)物，也可以是生成物。

2.萬能配平法

萬能配平法所配平的化學(xué)方程式只是原子個數(shù)守恒，化合價的升降總值不一定相等，因而不一定正確，雖然中學(xué)階段很少遇到這樣的化學(xué)方程式，但在最后進行化合價升降總值是否相等的驗證，還是必要的。

3.合并配平法

關(guān)鍵是找出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的兩種物質(zhì)間的某種數(shù)量關(guān)系，常用方法有：

(1)通過某種物質(zhì)的分子中原子間的數(shù)量關(guān)系，確定其他兩種(或多種)物質(zhì)的數(shù)量關(guān)系。

(2)通過電荷守恒等方法確定其他兩種(或多種)物質(zhì)的數(shù)量關(guān)系。

4.拆分配平法

適合氧化劑和還原劑是同一種物質(zhì)，且氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物也是同一種物質(zhì)的化學(xué)方程式的配平，其配平技巧是將氧化還原劑(或氧化還原產(chǎn)物)根據(jù)需要進行合理拆分。

●殲滅難點訓(xùn)練

1.(★★★)配平下列化學(xué)方程式

(1)______Ca(ClO)₂＋______HCl______CaCl₂＋______Cl₂↑＋______H₂O

(2)______H₂S＋______H₂SO₄______S↓＋______SO₂↑＋______H₂O

2.(★★★★)配平下列氧化還原方程式

(1)_____H₂PO＋_____Ag^＋_____H₂OH₃PO₄＋______Ag↓＋______H₂↑

(2)____P₄＋____CuSO₄＋___________Cu₃P↓＋_____H₃PO₄＋_____H₂SO₄

(3)____Na₂S_x＋____NaClO＋_____NaOH_____Na₂SO₄＋____NaCl＋____H₂O

(4)____PH₄ClO₄____PCl₅＋____P₂O₅＋____H₂O

3.(★★★★)在熱的稀硫酸中溶解了11.4 g硫酸鐵，當加入50 mL 0.50 mol?L^－1硝酸鉀溶液時，其中的亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為鐵離子，并有氮氧化物逸出：

____FeSO₄＋___KNO₃＋     ________K₂SO₄＋___Fe₂(SO₄)₃＋___N_xO_y↑＋___H₂O

(1)配平該化學(xué)方程式(將含x、y的計量數(shù)和所缺物質(zhì)填在橫線上)

(2)反應(yīng)中起氧化作用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)

(3)推算出x、y的數(shù)值：x=________，y=________。

4.(★★★★★)三聚氰酸[C₃N₃(OH)₃]可用于消除汽車尾氣中的氮氧化物(如NO₂)。當加熱至一定溫度時，它發(fā)生如下分解：

C₃N₃(OH)₃3HNCO

產(chǎn)物HNCO(異氰酸，其結(jié)構(gòu)H―N==C==O)能與NO₂反應(yīng)生成N₂、CO₂和H₂O。

(1)寫出HNCO與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

(2)寫出氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比________。

(3)要消除1.0 kg NO₂需三聚氰酸[C₃N₃(OH)₃]多少千克？

難點磁場

1.3   5     2     H₂O        3     5

殲滅難點訓(xùn)練

1. (1)1    4     1     2     2     (2) 1  1  1     1     2

2.(1)合并配平法：由于生成物中無離子，根據(jù)電荷守恒的原則可知，反應(yīng)物H₂PO和Ag^＋的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)相等，所以，可將H₂PO和Ag^＋合并為一個整體“H₂PO＋Ag^＋”，再進行配平。

③11/4P₄＋15CuSO₄＋        5Cu₃P↓＋6H₃PO₄＋15H₂SO₄

④11P₄＋60CuSO₄＋        20Cu₃P↓＋24H₃PO₄＋60H₂SO₄

⑤11P₄＋60CuSO₄＋96H₂O====20Cu₃P↓＋24H₃PO₄＋60H₂SO₄

②Na₂S_x＋(3x＋1)NaClO＋   NaOH    Na₂SO₄＋    NaCl＋   H₂O

↑                    ↓

              (6x＋2)×1         2×(3x＋1)

③Na₂S_x＋(3x＋1)NaClO＋(2x－2)NaOH====xNa₂SO₄＋(3x＋1)NaCl＋(x－1)H₂O

(4)將PH₄ClO₄拆分為PH和ClO，然后進行配平。

答案：(1)2     2     4     2     2     3

(2)11   60    96H₂O    20    24    60

(3)1  3x＋1       2x－2      x      3x＋1      x－1

(4)5     1    2     10

3.提示：

(1)由于反應(yīng)在硫酸溶液中進行，因此可知所缺物質(zhì)為H₂SO₄或H₂O；由題給反應(yīng)知H₂O為生成物，故所缺物質(zhì)為H₂SO₄。

n(FeSO₄)=0.0750 mol，n(KNO₃)=0.025 mol

則n(FeSO₄)∶n(KNO₃)=3∶1，(FeSO₄)∶(KNO₃)=3∶1

①3FeSO₄＋1KNO₃＋   H₂SO₄   K₂SO₄＋   Fe₂(SO₄)₃＋   N_xO_y↑＋   H₂O

②6FeSO₄＋2KNO₃＋4H₂SO₄====K₂SO₄＋3Fe₂(SO₄)₃＋2/xN_xO_y↑＋4H₂O

(3)方法1：由方程式②，根據(jù)氧原子守恒得：24＋6＋16=4＋36＋2y/x＋4

解得：y=x，則：N_xO_y為NO，即：x=1，y=1

方法2：設(shè)生成物N_xO_y中N元素的化合價為a，由上面方程式②得：

6×1=2×(5－a)    a=2

則：N_xO_y為NO，即：x=1，y=1

方法3：設(shè)生成物N_xO_y中N元素的化合價為a，由題意得：

11.4 g÷152 g?mol^－1×1=0.050 L×0.05 mol?L^－1×(5－a)(化合價升降總值相等)

余略。

答案：(1)6     2     4H₂SO₄      1     3     2/x   4

(2)HNO₃(答NO或KNO₃亦可)

(3)1     1

4.提示：(1)根據(jù)異氰酸的結(jié)構(gòu)式，先標出異氰酸中各元素的價態(tài)：

再分析生成物質(zhì)：異氰酸(HNCO)中N元素－3價，NO₂中N元素＋4價，二者將發(fā)生歧化反應(yīng)生成N₂，HNCO和NO₂中C、H、O三元素反應(yīng)前都呈穩(wěn)定價態(tài)，故不參加氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)后仍呈穩(wěn)定價態(tài)，他們可組成的穩(wěn)定化合物只能是CO₂和H₂O：

配平可得答案。

答案：(1)8HNCO＋6NO₂====7N₂＋8CO₂＋4H₂O   (2)4∶3   (3)1.2 kg

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