四步法快速配平氧化还原反应方程式

摘要：作为承载化学核心素养的氧化还原反应在全国各地化学高考中占很大比例，高考题中的反应特别是陌生反应都是氧化还原反应，配平化学方程式则是氧化还原反应中最为重要的问题.根据教学情况以及分析近几年全国各地高考中考生答题情况看：配平此类反应的化学方程式上存在的主要问题是配平的思路混乱，缺乏逻辑思维，甚至个别考生还应用的观察法，有的离子反应遵循了元素守恒和电荷守恒，但得失电子数不相等.故介绍了从四个步骤快速配平任何形式的氧化还原反应的方法.

关键词：四步法;氧化还原反应;配平;高中化学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）13-0136-04

思维模型配平氧化还原反应的步骤：

第一步，确定变价元素：找变价，标变价，看升降.即走好第一步.

第二步，选出配平的起点物质.从变价的两剂和两产物中选出一升一降物质作为配平的起点物质.

第三步：先配平起点物质：计算出物质化合价的升降值，对这两个数值求最小公倍数，如m×n，其中m是价的升高或者价的降低值，则扩大的倍数n就是该物质的系数.

第四步，观察配平其它物质：按顺序观察，依次配平所有物质.

这4个步骤中最关键的是确定配平的2个起点物质，应该选择哪些物质作为起点？不同类型的反应，确定起点物质的方法不同，现以反应类型来说明.

1 一般型的反应（两剂和两产物是不同物质）

选择变价原子数较多的物质为配平的起点物质.

例1配平下列氧化还原方程式：

（1）KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+Fe2（SO4）3+H2O

（2）SiO2+C+N2——SI3N4+CO

解析（1）第一步，从左到右扫描一遍每个元素，确定变价元素，并标出变价值：

KMnO4+7+Fe+2SO4+H2SO4——

K2SO4+Mn+2SO4+Fe+32（SO4）3+H2O

第二步，2种锰数目一样，可随便选，本题选反应物KMnO4，2种铁原子数不同，必须选择变价原子数多的氧化产物Fe2（SO4）3，即选出KMnO4和

Fe2（SO4）3作为配平的起点.

第三步，Mn降低值是（7-2）=5，Fe升高值是（3-2）×2=2，5和2求最小公倍数.

KMnO4+7+Fe+2SO4+H2SO4——

5×2

K2SO4+Mn+2SO4+Fe+32（SO4）3+H2O

2×5

即KMnO4配2，Fe2（SO4）3配5.

2KMnO4+FeSO4+H2SO4——

K2SO4+MnSO4+5Fe2（SO4）3+H2O

第四步，按下列次序观察配平其它物质：由左边2Mn，配平MnSO4系数为2，右边Fe10配平FeSO4的系数为10，由左边2K配平K2SO4的系数为1（1不写），由右边总硫酸根是18，配平H2SO4的系数为8（18-10），最后由左边的16个H，配平水的系数为8：

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4

K2SO4+2MnSO4+5Fe2（SO4）3+8H2O

（2）第一步，标变价：

SiO2+C0+N02——SI3N-34+CO+2

12×12×6

第二步，选CO和SI3N4为起点物质.

第三步，求最小公倍数：

SI3N4系数是1，CO系数是6.

SiO2+C+N2——SI3N4+6CO

第四步，按顺序观察配平其它物质：

3SiO2+6C+2N2SI3N4+6CO

2 部分氧化还原反应

部分变价者选产物，全变价者选原子数较多者为配平的起点物.

例2配平下列氧化还原方程式：

Fe3O4+HNO3——Fe（NO3）3+NO↑+H2O

解析硝酸既表现氧化性，也表现酸性，是部分被还原的物质，要选生成物NO，铁元素按化合价为+83价整体处理;

第一步，标变价：

Fe+833O4+HNO3+5——Fe+3（NO3）3+NO+2↑+H2O

第二步，确定配平起点物质为Fe3O4和NO.

第三步，升降值求最小公倍数：

Fe+833O4+HNO3+5——Fe+3（NO3）3+NO+2↑+H2O

1×33×1

3Fe3O4+HNO3——Fe（NO3）3+NO↑+H2O

第四步，按Fe（NO3）3、HNO3和H2O的顺序观察配平这几种物质：

3Fe3O4+28HNO39Fe（NO3）3+NO↑+14H2O

3 分解反应

选氧化产物和还原产物为配平起点物质.

例3配平下列氧化还原方程式：

（NH4）2PtCl6——NH3↑+N2↑+HCl↑+Pt

解析第一步，标变价：

（N-3H4）2Pt+4Cl6——NH3↑+N02↑+HCl+Pt0

第二步，選起点物，就是氧化产物N2和还原产物Pt.

第三步，用N价的升高值6和Pt价的降低值4求最小公倍数，并确定这两物质的系数.

（N-3H4）2Pt+4Cl6——NH3↑+N02↑+HCl+Pt0

6×24×3

（NH4）2PtCl6——NH3↑+2N2↑+HCl↑+3Pt

第四步，按（NH4）2PtCl6、NH3和HCl顺序观察配平这几种物质.

3（NH4）2PtCl6

2NH3↑+2N2↑+18HCl↑+3Pt

4 中价物既是氧化剂也是还原剂型的歧化反应

选氧化产物和还原产物作为配平的起点.而两种中价反应物的歧化反应配平方法与一般反应相同.

例4配平下列氧化还原方程式：

S+Ca（OH）2——CaS5+CaS2O3+H2O

解析第一步，标变价：

S0+Ca（OH）2——CaS-255+CaS+22O3+H2O

第二步，选CaS5和CaS2O3为起点物，前硫价降低值为[0-（-25）×5]=2，后硫升高值为4.

第三步：求最小公倍数：

S+Ca（OH）2——CaS5+CaS2O3+H2O

2×24×1

2和1就是这2种物质的系数：

S+Ca（OH）2——2CaS5+CaS2O3+H2O

第四步，按S+Ca（OH）2和H2O的顺序配平这些物质.

12S+3Ca（OH）22CaS5+CaS2O3+3H2O

5 生成一种中价产物的归中反应

选氧化剂和还原剂作为配平的起点物，而生成2种中价的反应，配平方法与一般反应相同.

例5配平下列氧化还原方程式：

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

解析标价：

KI+5O3+KI-1+H2SO4——K2SO4+I02+H2O

选2种剂作为配平起点，2个升降值求最小公倍数，定系数.

KIO3+KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

5×11×5

KIO3+5KI+H2SO4——K2SO4+I2+H2O

按顺序观察依次配平I2、K2SO4、H2SO4和H2O：

KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O

6 有机氧化还原反应

有机氧化还原反應方程式属于一般型的反应，其特点在于对有机物中元素化合价的处理上，有2种方法：（1）所有碳或多数碳原子都变化，把氢看作

+1价，氧看作-2价，根据化合价代数和等于零计算碳元素的化合价;

（2）只是部分基团或官能团变化时，按每加上1个氧原子或每去掉2个氢原子化合价升高2来解决.

例6配平检测汽车司机是否酒驾的化学方程式：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2（SO4）3+K2SO4+CO2↑+H2O

解析橙色的K2Cr2O7被乙醇还原为绿色的

Cr2（SO4）3，用方法①可计算出C的化合价为-2，第一步：

C-22H5OH+K2Cr+62O7+H2SO4

——Cr+32（SO4）3+K2SO4+C+4O2↑+H2O

第二步：选原子数多的物质，2种剂为起点.

第三步：

C2H5OH+K2Cr2O7+H2SO4——

12×16×2

Cr2（SO4）3+K2SO4+CO2↑+H2O

C2H5OH+2K2Cr2O7+H2SO4——

Cr2（SO4）3+K2SO4+CO2↑+H2O

第四步：按CO2、Cr2（SO4）3、K2SO4、H2SO4和H2O的顺序，观察配平这几种物质.

C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4

2Cr2（SO4）3+2K2SO4+2CO2↑+11H2O

7 含字母的化学方程式配平

把字母看作数字，计算化合价，再按照前述的6种方法配平.

例7配平下列氧化还原方程式：

Na2Sx+NaClO+H2SO4——Na2SO4+NaCl+H2O

解析把x看作数字，多硫化物中S的化合价为-2x.

第一步：Na2S-2xx+NaCl+1O+NaOH——

Na2S+6O4+NaCl-1+H2O

第二、第三步：选两剂为起点物，两个升降值（6x+2）和2求最小公倍数：

Na2Sx+NaClO+H2SO4——Na2S+6O4+NaCl-1+H2O

（6x+2）×12×（3x+1）

1Na2Sx+（3x+1）NaClO+ NaOH——

Na2SO4+NaCl+H2O

第四步：按Na2SO4、NaCl、NaOH和H2O顺序观察配平.

Na2Sx+（3x+1）NaClO+（2x-2）NaOH

xNa2SO4+（3x+1）NaCl+（x-1）H2O

8 生成两种同价态的同一元素的产物

一种剂生成同种化合价的两种产物，这种反应只对两种剂（配平的起点物质）求最小公倍数，不管其它，对最小比例结合观察法扩大倍数，直到能配平为止.

例8硫酸亚铁固体在空气中变为红褐色，完成并配平硫酸亚铁变质的氧化还原方程式.

解析发生的反应为：

FeSO4+O2+H2O——Fe2（SO4）3+Fe（OH）3

生成两种氧化产物Fe2（SO4）3和Fe（OH）3.这种情况，只要对FeSO4价的升高值1和O2价的降低值4的求最小公倍数，得到最小系数比为4∶1，结合观察法使两边的硫酸根相等，该比例要扩大3倍，即可快速配平：

12FeSO4+3O2+6H2O

4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3

9 三种变价反应的配平

这是指被氧化和被还原的元素有三种，包括歧化型和归中型的变价，配平的基本方法就是把三种化合价的升降值变为一升一降两种数值，即三变二，怎么变？

思维模型：固定比例者，合二为一.即3种变价中，哪两种元素的原子个数比是固定的，就把这两种变价的升降值合为一种，如为两升和两降就相加，如为一升一降就相减，与第三个数值的变化值求最小公倍数，而配平的起点物质也必然是要合二为一的物质.

例9配平下列氧化还原方程式：

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

解析标变价：

As+32S-23+HN+5O3+H2O——

H3As+5O4+N+12O↑+H2S+6O4

其中As、S和N 3种元素的化合价都有变化，可以看到，As和S的原子个数比为2∶3是固定的，根据2∶3的比例关系把As和S的升降值合为一个值，两种元素均为升高，升高值相加，即：

2×（5-3）+3×（6-（-2））=28

由于右边N原子数多，要选N2O为配平起点物质.

As2S3+HNO3+H2O——H3AsO4+H2SO4+N2O↑

28×28×7

2As2S3+HNO3+H2O——

H3AsO4+H2SO4+7N2O↑

再按H3AsO4+H2SO4、HNO3和H2O的顺序观察配平.

2As2S3+14HNO3+5H2O

4H3AsO4+6H2SO4+7N2O↑

参考文献：[1] 黄登荣.细说氧化还原反应与2018年高考的亲密关系[J].新课程（中学），2018（08）：281.

[责任编辑：季春阳]

收稿日期：2022-02-05

作者简介：马晓萍（1970-），

女，甘肃省天水人，本科，中小学高级教师，从事中学化学教学研究.[FQ）]