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氧化还原反应是化学中的重要反应类型,涉及电子的转移。配平这类方程式需要遵循电子得失守恒原理。我们将学习系统的离子-电子法,也称为半反应法来配平氧化还原方程式。以高锰酸钾与盐酸反应为例,锰元素被还原,氯元素被氧化,电子在反应中发生转移。
离子-电子法是配平氧化还原方程式的系统方法。首先写出未配平的离子方程式,然后标出变价元素的化合价变化。锰从正七价降到正二价,被还原;氯从负一价升到零价,被氧化。接下来拆分成两个半反应:氧化半反应和还原半反应。分别配平每个半反应中的原子和电荷,最后使得失电子数相等。
现在我们详细演示配平过程。首先配平氧化半反应,两个氯离子失去两个电子生成一个氯气分子。然后配平还原半反应,高锰酸根离子先配平锰原子,再用水分子配平氧原子,用氢离子配平氢原子,最后加入五个电子配平电荷。为使得失电子数相等,氧化半反应乘以五,还原半反应乘以二,最后合并得到完整的配平方程式。
在碱性条件下配平氧化还原方程式需要特殊处理。首先按照酸性条件完成配平,得到含有氢离子的半反应。然后在方程式两边同时加入与氢离子数量相等的氢氧根离子。氢离子与氢氧根离子结合生成水分子,最后消去方程式两边多余的水分子,就得到了碱性条件下的配平方程式。这种方法确保了在碱性环境中不会出现氢离子。
总结氧化还原方程式配平的要点:电子得失守恒是核心原理,离子-电子法提供了系统的配平步骤。配平时要先配原子再配电荷,氧原子用水分子配平,氢原子用氢离子配平。碱性条件需要特殊处理。最后必须检查原子守恒、电荷守恒和电子守恒。掌握这些方法和要点,就能熟练配平各种氧化还原方程式了!