关于较复杂氧化还原等反应的实用配平方法:拆积木法(自创,如有雷同纯属巧合)
我想全国各地的初中化学课应该都会讲化学反应的定律,其中一条是反应前后原子数量、种类不变。现阶段到了高一涉及氧化还原反应知识体系,尤其是一些含氧酸根参与的氧化还原反应或者不单是一种原子参与变价反应的情况下,根据e-的得失有时候并不那么好用,根据我班里(何况是理科实验班)同学面临的普遍问题可以得出上述结论。
于是我在初三推导出该自创方法——“拆积木法”并实装于氧化还原配平题大获成功(咋感觉这话像传销呢)。意思是把反应物拆成原子形式,按照反应产物的原子种类和数量划掉拆散后反应物对应原子,再将剩余原子乘以若干倍数再组成产物(方程式的系数也得跟着乘),直到反应物原子没有剩余,再根据划掉的产物或者已有系数的反应物推得各个产物的摩尔比。
是不是很抽象?那就对了,所以需要举例加以解说(以下方程式并不一定符合实际现象,仅供举例参考):
先上一个简单的:
先进行升降价判定,发现产物中有-1价和0价Cl,反应物中有+5价Cl,可以初步判定KClO₃的系数比较小,以它为入手点进行拆分不会出现难算的分数。先拆一个一个一个KClO₃(恼)为:
K Cl O O O
依据反应产物中有KCl,先划掉KCl,剩余:
K Cl O O O 记一个KClO₃产生一个KCl,系数为1
剩余3个O,根据产物中只有水中有O,推出O全部变H₂O,那么再去寻找H,发现来源只有HCl,于是配上6个HCl并按氢氧二比一划掉H₂O(浓硫酸行为):
O O O H H H H H H Cl Cl Cl Cl Cl Cl 一个KClO₃加6个HCl产生3个水,记系数为3
剩余6个Cl组成产物中Cl₂,得出原式配平为:
原式中系数若只有互质的整数,配平结束。
没错,这体现出这个方法一个缺陷就是慢,尤其是没用熟的时候。以上只是方法举例介绍。
开始有用:
接下来对于工业制硫酸的第一步反应,就把我周边很多人难住了:
实际上用e-的得失也能算,不过这会已经能体现出拆积木法的实用性了。
因为产物中有Fe₂O₃,可以把FeS₂的系数先标为2(注意,所有操作建议在草稿纸上完成不然你的卷子没法看了就),拆出:
Fe Fe S S S S (O₂拆成O更好算)
根据反应产物Fe₂O₃先给俩Fe三个O把Fe划了,再根据SO₂给S8个O把S划了。目前的式子是:
配平结束···了吗?注意这里的11O是5.5O₂,意味着所有系数还得×2:
现在符合高中阶段方程式的规则了,配平结束。
接下来的式子就能体现出该法的用途了:
硫酸铵的热分解:
拆1个(NH₄)₂SO₄得:
N N H H H H H H H H O O O O S
因为每分解一个(NH₄)₂SO₄必会产生一个SO₂,故SO₂与(NH₄)₂SO₄系数相同。
根据产物H₂O划掉H和O,记H₂O系数为2;剩余:
N N H H H H H H H H O O O O S
根据产物NH₃划掉N和H,系数为1,剩余:
N N H H H H
可以看作一个(NH₄)₂SO₄分解出一个N和一个H
可推得拆解三个(NH₄)₂SO₄剩余(其他所有系数要同时乘3):
N N N H H H
根据反应产物可以组成一个N₂一个NH₃,N₂系数为1,NH₃系数为4,得:
配平结束。
再来一个:
生成硝酸铵的迷之反应:
根据升降价得出生成一个Al(NO₃)₃需要三个以上HNO₃,但是Al无法拆,所以先拆3个HNO₃:
H N O O O
H N O O O
H N O O O
根据产物_HNO₃(很稀)Al(NO₃)₃划掉三个NOOO,剩余三个H。产物中有NH₄NO₃,还需要一个H两个N,来自两个硝酸,硝酸系数此时为5:
N O O O
N O O O 这几个被一个Al(NO₃)₃(系数为1)抵消掉了
N O O O
H N O O O
H N O O O 这几个被一个NH₄NO₃(系数为1)抵消掉了
H H H
剩余一个H三个O,配上5个HNO₃,HNO₃系数此时为10,产生三个水,剩余:
N O O O×5
此时因为铝为3价,要形成整数个Al(NO₃)₃须将所有系数×3,此时HNO₃标30,Al标8,H₂O标9,Al(NO₃)₃标8,NH₄NO₃标3,得:
配平结束。
结语:
很显然这些都能用e-迁移的方法做出来,但是在拆积木法里不用考虑过程中具体哪个原子的变价,只需要根据产物就能推出摩尔比来。很显然这是对于刚接触氧还配平新手十分友好的法子。尤其是复杂的含氧酸变价或者高价氧化物参与配平的时候能准确地运算,不会被变价所困扰。
氧化还原本质是电子竞技,咳,电子转移,而化学反应微观实质是原子间重组。本方法不体现前者而基于后者,即使说是投机取巧也是有理论依据的。希望能帮到被配平折磨的高一们。
优点是准,缺点是慢。

*这三个方程式只有第二个是完全合理的,其余都有大量副反应
*有任何更正或者疑惑欢迎提出
*面对高一的新手向教程,仅是分享自己的经验,大佬勿喷
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