HPSH [ 氧化數平衡反應式係數 ]

[氧化數平衡反應式係數]

HPSH

高中化學

氧化數平衡反應式係數

MnO₄^－＋ H⁺ + C₂O₄^2－→ Mn1 ^2＋＋ H₂O＋ CO₂

• 觀察法？

1 1 2

學習 重點

半反應平衡法

氧化數 平衡法 自身氧化

還原反應

化學反應式的平衡

• 原子不滅 ：反應前後原子的種類不變和數目相等

• 電荷不滅：反應前總電荷數等於反應後的總電荷數

• Cu + Ag

→Cu

+ Ag

2Na +2H

O → 2NaOH +H

氧化數平衡反應式方法有 半反應、氧化數法

2 2

半反應平衡法步驟

失電子的半反應氧化反應 得電子的半反應還原反應

全反應中，兩半反應電子的得失數目相等

酸性溶液 MnO₄^－_(aq) 和 C₂O₄^2－_(aq) 反應生 Mn^2＋_(aq) 和 CO_2(g) C₂O₄^2－＋MnO₄^－→ Mn^2＋＋CO₂

【氧化半反應】

C₂O₄^2－ → CO₂

【還原半反應】

MnO₄^－ → Mn^2＋

草酸根離子氧化成二氧化碳，

失去 2個電子 過錳酸根獲得5 個電子，還 原成二價錳離子

半反應平衡法

＋7 ＋2

＋3 ＋4

C₂O₄^2－ → 2CO₂＋2e^－ MnO₄^－＋5e^－ → Mn^2＋

MnO₄^－＋5e^－ → Mn^2＋

酸性溶液中，所以用 H⁺ 使電荷平衡 設加入 x mol H⁺，

總電荷(－1)＋x＋(－1)×5＝(+2)，

解得 x＝8

MnO4－＋8H⁺ +5e^－ → Mn^2＋

MnO₄^－＋8H⁺+5e^－ → Mn^2＋ ＋4H₂O

半反應平衡法

氧化半反應式：

還原半反應式：

全反應：

半反應平衡法

C₂O₄^2－ → 2CO₂＋2e^－ MnO₄^－＋8H⁺ +5e^－ → Mn^2＋ ＋8H₂O

C₂O₄^2－ → 2CO₂＋2e^－

MnO4－＋8H⁺ +5e^－ → Mn^2＋ ＋8H₂O

2MnO₄^－＋16H⁺+2 C₂O₄^2－→ Mn^2＋＋8H₂O＋4CO₂

×5

×2

還原劑氧化數增加等於氧化劑氧化數減少相等，平衡反應式

氧化數平衡法步驟

MnO₄^－_(aq)＋C₂O₄^2－_(aq) → Mn²⁺_(aq)＋CO_2(g)

+7 +3 +2 +4

Mn 的氧化數由 +7 變為 +2 ，變化量為 －5

C 的氧化數由 +3 變為 +4，有兩個 C，變化量為 +2

氧化數平衡法步驟

因為Mn 的氧化數減少 5，

所以 MnO₄^－ 與 Mn²⁺ 的係數分別乘以 2

因為C 的氧化數增加 2，

所以 C₂O₄^2－的係數乘以 5，

故 CO₂ 平衡 C 的原子數係數為 10

氧化數平衡法步驟

設加入 x mol H⁺，

總電荷2×(－1)＋5×(－2)＋x＝2× 2，

解得 x＝16

氧化數平衡法步驟

2MnO₄^－＋5C₂O₄^2－＋16H⁺ → 2Mn²⁺＋10CO_2(g)＋8H₂O

鹼性水溶液中，氧化數法平衡反應式

CH₃OH_(aq)＋MnO₄^－_(aq) → CO₃^2－_(aq) ＋MnO₄^2－_(aq)

C 的氧化數由 －2 變為 +4 ，變化量為 +6

Mn的氧化數由 +7 變為 +6，變化量為 －1 選修

因為 Mn 的氧化數減少 1，

所以 MnO₄^－ 與 MnO₄^2－ 的係數乘以 6

選修化學(上)

鹼性水溶液中，氧化數法平衡反應式

因為 C 的氧化數增加6，

所以 CH₃OH與CO₃^2－的係數乘以1

設平衡加入 x mol OH^－，

總電荷6×(-1)＋x(－1)＝1×(-2)＋6 ×(-2)，

解得 x＝8。

選修化學(上)

鹼性水溶液中，氧化數法平衡反應式

自身氧化還原

I₂ ＋ OH^－ → I^－＋ IO₃^－

0 -1 ＋5

I₂ 既氧化又還原為自身氧化還原反應 氧化數增加為氧化

當還原劑

氧化數減少為還原 當氧化劑

碘溶於 NaOH中，會自身氧化還原，生成無色碘化鈉及碘酸鈉。

自身氧化還原反應式的平衡

I₂ ＋ OH^－ → I^－＋ IO₃^－

0 -1 ＋5

I的氧化數由 0 變為 +5 ，變化量為 +5

I的氧化數由 0 變為 -1，變化量為 －1

因為I 的氧化數增加 5，

所以IO₃^- 的係數分別乘以 1

因為I 的氧化數減少1，

所以I^－的係數乘以 5，

自身氧化還原反應式的平衡

因為右邊有6個I，

所以左邊也有6個I，I₂的係數乘以3

3

設平衡加入 x mol OH^－，

總電荷x(－1)＝5×(-1)＋1 ×(-1)，

解得 x＝6。

選修化學(上)

自身氧化還原反應式的平衡

3I

＋OH

→ 5I

＋IO

3I

＋6OH

→ 5I

＋IO

3I

＋6OH

→ 5I

＋IO

＋3H

O

碘溶於 NaOH_(aq)中，會自身氧化還原，生成無色之碘化鈉及 碘酸鈉。此反應中，作為氧化劑的碘占總碘量的若干百分比？

全反應：3I₂＋6OH^－ → 5I^－＋IO₃^－＋3H₂O 被還原（作為氧化劑，→ 5I^－）的碘

與被氧化的碘（作為還原劑，→ IO₃^－） 莫耳數比為 5：1

故作為氧化劑的碘占總碘量的 × 100％

＝83.3％

5 5＋1

自身氧化還原反應式的平衡

重點 回顧

半反應平衡法

氧化數 平衡法 自身氧化

還原反應

• 既氧化又還原為自身氧化還 原反應

• 還原劑氧化數增加等於氧化 劑氧化數減少相等，平衡反 應式

• 還原劑氧化數增加等於 氧化劑氧化數減少相等，

平衡反應式

• 失電子半反應氧化反應

• 得電子半反應還原反應

• 全反應中，兩半反應電 子的得失數目相等