氧化还原反应方程式的配平(离子-电子法) ★★★
  氧化还原反应往往比较复杂,反应中涉及的物质比较多,除了氧化剂与还原剂外,还有酸、碱、水等介质参与,并且它们的化学计量系数有时较大,因此难以用一般的观察法配平反应方程式。下面介绍用离子-电子法配平氧化还原反应方程式的方法。
  离子-电子法必须遵循一个原则,即氧化剂获得的电子总数与还原剂失去的电子总数必须相等。现以KMnO和KSO在稀HSO溶液中的反应为例,说明离子-电子法配平方程式的步骤。其配平的主要步骤是:
  1. 根据反应事实写出反应物和生成物的化学式,并将氧化值起变化的离子写成一个没有配平的离子方程式:

  
  2. 将上面未配平的离子方程式分写为两个半反应,一个代表氧化剂的还原反应,另一个代表还原剂的氧化反应:
MnO Mn      氧化反应
SO SO       还原反应
  3. 将两个半反应式配平。配平半反应式,不仅要使两边各种原子的总数相等,而且也要使两边的净电荷数相等。方法是首先配平原子数,然后在半反应的左边或右边加上适当的电子数来配平电荷数。
  MnO还原为Mn时,要减少4个氧原子,在酸性介质中,与8个H结合生成4个HO分子。
MnO + 8H Mn + 4HO
  上式中左边的净电荷数为+7,右边的净电荷数为+2,所以需要在左边加5个电子(1个电子带1个负电荷),两边的电荷数才相等。
MnO + 8H + 5e Mn+ 4HO
  SO氧化为SO时,增加的1个氧原子,可由溶液中的HO分子提供,同时生成2个H
SO + HO SO + 2H
  上式中左边净电荷数为-2,右边的净电荷数为0,所以右边应加上2个电子:
SO + HO SO+ 2H+ 2e
  可见,配平以上半反应利用了原子和电荷守恒的原理。至于反应物和生成物氧原子数的不同,则可结合溶液的酸碱性,在半反应式中加入H、OH、或HO,以使两边氧原子数相等。
配平氧原子数的具体方法
  4.根据氧化剂所获得的电子总数和还原剂失去的电子总数必须相等的原则,在两个半反应式中乘以适当系数(由得失电子数的最小公倍数确定),然后两式相加,可得配平的离子方程式,并将“”改为“”。
  5.加上原来参与氧化还原的离子,写成分子方程式:   
2KMnO + 5KSO+ 3HSO 2MnSO + 6KSO + 3HO
  最后核对方程式两边氧原子数相等,即可证实这个方程式已经配平。这一方法基于分别配平氧化、还原两个半反应,又称半反应法。
  [例4-1] 配平方程式:KCrO + HS Cr+ S (HSO介质中)〖解答过程
  在有些反应中,氧化剂和还原剂是同一物质,这种反应称为自身氧化还原反应,又叫歧化反应。
  [例4-2] 氯气在热的氢氧化钠溶液中生成氯化钠和氯酸钠,完成并配平该反应方程式。
  〖解答过程
  离子-电子法只适用于水溶液中的反应,对配平有复杂化合物及某些有机物参加的反应是简便、快速的。