高中复习专题:“一分为二”法配平化学方程式.docx
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一、通常步骤说明
1、用H2O作为平衡物质,创建合适的两个半反应
第一步是寻找合适的平衡元素,将复杂反应式恰到好处地分解成两个半反应,这也是配平中最为关键性的步骤。
在通常情况下,选择H2O和原子氧(O)作为平衡物质和平衡元素,根据产物和反应物之间的联系,确定两个半反应。
如配平反应:
KMnO4+FeS+H2SO4→K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O,我们可以把反应式中的产物K2SO4和MnSO4看作由KMnO4和H2SO4反应得到,构成一个半反应,产物Fe2(SO4)3和S看作由FeS和H2SO4反应得到,构成另一个半反应,然后用H2O作为平衡物质,就可得到如下两个半反应:
KMnO4+H2SO4→K2SO4+MnSO4+H2O
(1)
FeS+H2SO4→Fe2(SO4)3+S+H2O
(2)
2、用原子氧(O)配平两个半反应
将两个半反应配平可采用最基本的观察法。
观察反应
(1),假定K2SO4的计量系数为1,则KMnO4、H2SO4、MnSO4、H2O的计量系数分别为2、3、2、3。
观察反应
(2),假定Fe2(SO4)3的计量系数为1,则FeS、H2SO4、S、H2O的计量系数分别为2、2、1、2,并且用原子氧(O)配平氧原子。
这样就得到两个配平的半反应:
2KMnO4+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+3H2O+5O(3)
2FeS+2H2SO4+6O→Fe2(SO4)3+S+2H2O(4)
3、消去原子氧(O)将两个半反应的加和
半反应的加和是以两个反应式中的原子氧(O)为纽带,应用最小公倍数法使两个半反应中原子氧(O)的计量系数相等,将两式相加,即可消去原子氧(O),从而实现复杂方程式的配平。
将反应式(3)乘以6、反应式(4)乘以5后,两式相加,可消去原子氧(O),最终得到配平的方程式:
12KMnO4+10FeS+28H2SO4=6K2SO4+12MnSO4+5Fe2(SO4)3+5S+28H2O
二、分类举例说明
本法可以配平任何类型的化学方程式,尤其适合复杂类型的化学方程式的配平。
对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降,即可实现快速配平,在某些带有未知化合价的方程式,其优越性更加明显。
下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学方程式的配平加以说明。
1、分子方程式的配平
例1配平反应Fe3P+HNO3→Fe(NO3)3+NO+H3PO4+H2O
第一步:
由Fe3P、HNO3、Fe(NO3)3、H3PO4、H2O构成一个半反应Fe3P+HNO3→Fe(NO3)3+H3PO4+H2O;剩余的物质构成另一个半反应HNO3→NO+H2O。
第二步:
运用观察法和原子氧(O)配平这两个半反应
Fe3P+9HNO3+7O→3Fe(NO3)3+H3PO4+3H2O;2HNO3→2NO+H2O+3O。
第三步:
通过半反应相加,消去O,即可实现配平
3Fe3P+41HNO3=9Fe(NO3)3+14NO+3H3PO4+16H2O
2、离子方程式的配平
离子方程式的配平往往与反应物所处的酸碱环境有关。
在酸性环境中,可以用H+平衡离子电荷;对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降,即可实现快速配平,在某些带有未知化合价的方程式,采用“一分为二”法进行配平,其优越性更加明显。
下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学方程式的配平加以说明。
在碱性环境中,可以用OH-平衡离子电荷,再用原子氧(O)来配平氧原子。
其它步骤与分子方程式的配平类似。
例2在酸性环境中配平反应:
Fe3C+Cr2O72-→Fe3++CO2↑+Cr3+
第一步:
列出半反应Fe3C→Fe3++CO2↑,Cr2O72-→Cr3+
第二步:
配平除H、O以外的原子,用H+配平两边电荷,用O来配平氧原子
Fe3C+9H++6.5O→3Fe3++CO2↑+4.5H2O,
Cr2O72-+8H+→2Cr3++4H2O+3O
第三步:
通过半反应相加,消去O,即可实现配平
6Fe3C+13Cr2O72-+158H+=18Fe3++6CO2↑+26Cr3++79H2O
例3在碱性环境中配平反应:
ClO-+P4→H2PO4-+Cl-
第一步:
列出半反应ClO-→Cl-,P4→H2PO4-
第二步:
配平除H、O以外的原子,用OH-配平两边电荷,用H2O配平氢原子,用O来配平氧原子ClO-→Cl-+O,P4+4OH-+2H2O+10O→4H2PO4-
第三步:
通过半反应相加,消去O,即可实现配平
10ClO-+P4+4OH-+2H2O=10Cl-+4H2PO4-
3、带有未知化合价的化学方程式的配平
带有未知化合价的化学方程式,运用元素化合价升降法进行配平,涉及到计算元素化合价的问题,配平过程显得十分繁琐。
但采用本法可以避免元素化合价的复杂计算,使化学方程式的配平变得十分简单,从而达到快速配平的目地。
例4配平反应K2Ox+FeSO4+H2SO4→K2SO4+Fe2(SO4)3+H2O
第一步:
列出半反应K2Ox+H2SO4→K2SO4+H2O,
FeSO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O
第二步:
配平半反应
K2Ox+H2SO4→K2SO4+H2O+(x-1)O,
2FeSO4+H2SO4+O→Fe2(SO4)3+H2O
第三步:
通过半反应相加,消去O,即可实现配平
K2Ox+2(x-1)FeSO4+xH2SO4=K2SO4+(x-1)Fe2(SO4)3+xH2O
例5配平反应Na2Sx+NaClO+NaOH→Na2SO4+NaCl+H2O
第一步:
列出半反应Na2Sx+NaOH→Na2SO4+H2O,NaClO→NaCl
第二步:
配平半反应
Na2Sx+2(x-1)NaOH+(3x+1)O→xNa2SO4+(x-1)H2O,NaClO→NaCl+O
第三步:
通过半反应相加,消去O,即可实现配平
Na2Sx+2(x-1)NaOH+(3x+1)NaClO=xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O
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