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一种化学方程式配平技巧

一种化学方程式配平技巧
（浙江省嘉兴教育学院桐乡校区 沈国强）
    我们都知道，一个复杂的问题往往可以分解为两个简单的问题加以解决，这就是“一分为二”思想。碰到十分复杂的化学方程式，运用常规的配平方法难于处理时，我们也可以采用“一分为二”的思想，首先把一个化学方程式分解成两个半反应，并分别配平这两个半反应，然后通过半反应相加便可将复杂的化学方程式配平，为了阐述方便，把这种配平方程式的方法叫做“一分为二”法。
一、“一分为二”法的实施步骤及方法介绍
1、创建合适的半反应
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、两个半反应的配平
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、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、“一分为二”法的适用范围及应用举例
应用“一分为二”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，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。
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“一分为二”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＝K2 SO4＋(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→x Na2SO4＋(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＝x Na2SO4＋(3x＋1)NaCl＋(x－1)H2O