HPSH [ 氧化數平衡反應式係數 ]

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(1)

[氧化數平衡反應式係數]

HPSH

高中化學

(2)

氧化數平衡反應式係數

MnO4 H+ + C2O42-→ Mn1 2+ H2O+ CO2

• 觀察法?

1 1 2

(3)

學習 重點

半反應平衡法

氧化數 平衡法 自身氧化

還原反應

(4)

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

2+

+ Ag

2Na +2H

2

O → 2NaOH +H

2

氧化數平衡反應式方法有 半反應、氧化數法

2 2

(5)

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

(6)

酸性溶液 MnO4(aq) 和 C2O42-(aq) 反應生 Mn2+(aq) 和 CO2(g) C2O42-MnO4→ Mn2+CO2

【氧化半反應】

C2O42- CO2

【還原半反應】

MnO4 Mn2+

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

C2O42- → 2CO2+2e MnO4+5e → Mn2+

(7)

MnO4+5e → Mn2+

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 → Mn2+

MnO4+8H++5e → Mn2+ +4H2O

半反應平衡法

(8)

氧化半反應式:

還原半反應式:

全反應:

半反應平衡法

C2O42- → 2CO2+2e MnO4+8H+ +5e Mn2+ +8H2O

C2O42- → 2CO2+2e

MnO4+8H+ +5e → Mn2+ +8H2O

2MnO4+16H++2 C2O42-→ Mn2++8H2O+4CO2

×5

×2

(9)

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

(10)

MnO4(aq)+C2O42-(aq) → Mn2+(aq)+CO2(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

(11)

因為Mn 的氧化數減少 5,

所以 MnO4 Mn2+ 的係數分別乘以 2

因為C 的氧化數增加 2,

所以 C2O42-的係數乘以 5,

CO2 平衡 C 的原子數係數為 10

氧化數平衡法步驟

(12)

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+5C2O42-+16H+ → 2Mn2++10CO2(g)+8H2O

(13)

鹼性水溶液中,氧化數法平衡反應式

CH3OH(aq)+MnO4(aq) → CO32-(aq) +MnO42-(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

(14)

因為 Mn 的氧化數減少 1,

所以 MnO4 MnO42- 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CO32-的係數乘以1

(15)

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

(16)

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。

(17)

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

(18)

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

(19)

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

2

+OH

→ 5I

+IO

3

3I

2

+6OH

→ 5I

+IO

3

3I

2

+6OH

→ 5I

+IO

3

+3H

2

O

(20)

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

(21)

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

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