氧化还原反应方程式：修订间差异

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2025年12月24日 (三) 02:19的最新版本

化学反应中，凡是发生电子转移、并伴随元素氧化数（化合价）变化的反应，称为氧化还原反应。

示例

我们通过一道典型例题，说明氧化还原反应离子方程式的书写与配平方法。

已知在酸性条件下，高锰酸钾（ $K M n O_{4}$ ）与草酸（ $H_{2} C_{2} O_{4}$ ）发生氧化还原反应，生成 $M n^{2 +}$ 和二氧化碳。请写出该反应的离子方程式并配平。

处理此类问题，一般按以下四个步骤进行：

找出“两剂两物”（氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）；
标出发生变化的元素及其化合价变化；
使用氧化还原配平法（化合价配平法）配平骨架；
根据反应条件补充缺失的电荷（通常只涉及 $H^{+}$ 、 $O H^{-}$ 和 $H_{2} O$ ）。

书写步骤

找出两剂两物

题目中给出了反应物为高锰酸钾和草酸。

在酸性条件下，高锰酸钾中的锰元素由 +7 价被还原为 $M n^{2 +}$ ，因此高锰酸根离子为氧化剂；草酸中的碳元素由 +3 价升高至 +4 价，因此草酸为还原剂。

据此可得：

氧化剂： $M n O_{4}^{-}$
还原剂： $H_{2} C_{2} O_{4}$
氧化产物： $C O_{2}$
还原产物： $M n^{2 +}$

标出变价

先写出未配平的反应骨架，并标出发生变化的元素及其化合价变化：

$M n O_{4}^{-} + H_{2} C_{2} O_{4} = = = C O_{2} + M n^{2 +}$

其中：

Mn：+7 → +2（得 5 个电子）
C：+3 → +4（失 1 个电子，每个草酸分子中有 2 个碳）

配平

根据电子得失守恒，使氧化反应与还原反应中电子转移数相等。

锰元素每个得 5 个电子，草酸中每个碳失 1 个电子，因此需要 5 个草酸分子对应 2 个高锰酸根离子。

并分别按照锰守恒和碳守恒配平，得到：

$2 M n O_{4}^{-} + 5 H_{2} C_{2} O_{4} = = = 10 C O_{2} ↑ + 2 M n^{2 +}$

此时暂不配平氢、氧元素。

四、补充电荷并配平氢氧

比较方程式两侧电荷数：

左侧电荷总数为 −2；
右侧电荷总数为 +4。

因此左侧需补充 6 个正电荷。

题目给出反应在酸性条件下进行，应补充 $H^{+}$ ，并据此配平水分子数。

最终得到完整的离子方程式：

$6 H^{+} + 2 M n O_{4}^{-} + 5 H_{2} C_{2} O_{4} = = = 10 C O_{2} ↑ + 2 M n^{2 +} + 8 H_{2} O$

练习

请配平下列离子方程式（答案已隐藏）：

$F e^{2 +} + M n O_{4}^{-} \to F e^{3 +} + M n^{2 +}$

$5 F e^{2 +} + M n O_{4}^{-} + 8 H^{+} = = = 5 F e^{3 +} + M n^{2 +} + 4 H_{2} O$

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-== 准备工作 ==
+化学反应中，凡是'''发生电子转移'''、并伴随'''元素氧化数（化合价）变化'''的反应，称为'''氧化还原反应'''。
-在开始学习这一条目前，你应该先学习[[离子方程式]]。这有助于你快速学习本条目的内容。
+== 示例 ==
-== 教学 ==
+我们通过一道典型例题，说明氧化还原反应离子方程式的书写与配平方法。
-化学考试时，经常会出现这样的题型：给出一个氧化还原反应的反应物和生成物，要求写出化学方程式或是离子方程式。这在高一算是偏难的题型，但在学习本条目后，一分钟内足以处理这些问题。
+<blockquote>
+已知在'''酸性条件'''下，高锰酸钾（<chem>KMnO_4</chem>）与草酸（<chem>H2C2O4</chem>）发生氧化还原反应，生成 <chem>Mn^{2+}</chem> 和二氧化碳。
+请写出该反应的'''离子方程式'''并配平。
+</blockquote>
+处理此类问题，一般按以下'''四个步骤'''进行：
+# 找出“两剂两物”（氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）；
+# 标出发生变化的元素及其化合价变化；
+# 使用[[氧化还原配平法|氧化还原配平法（化合价配平法）]]配平骨架；
+# 根据反应条件补充缺失的电荷（通常只涉及 <chem>H^+</chem>、<chem>OH^-</chem> 和 <chem>H2O</chem>）。
+== 书写步骤 ==
+=== 找出两剂两物 ===
+题目中给出了反应物为高锰酸钾和草酸。
-我们结合这个题目示范：
+在酸性条件下，高锰酸钾中的锰元素由 +7 价被还原为 <chem>Mn^{2+}</chem>，因此高锰酸根离子为'''氧化剂'''；
+草酸中的碳元素由 +3 价升高至 +4 价，因此草酸为'''还原剂'''。
-<blockquote>
+据此可得：
-已知在酸性条件下，高锰酸钾（<math>\mathrm{KMnO_4}</math>）和草酸（<math>\mathrm{H_2C_2O_4}</math>）发生氧化还原反应生成<math>\mathrm{Mn^{2+}}</math>和二氧化碳。请写出该反应的离子方程式并配平。
-</blockquote>
+* 氧化剂：<chem>MnO4^-</chem>
+* 还原剂：<chem>H2C2O4</chem>
+* 氧化产物：<chem>CO2</chem>
+* 还原产物：<chem>Mn^{2+}</chem>
-处理这类问题我们分四步走：
+=== 标出变价 ===
-# 找出两剂两物。（氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）
+先写出未配平的反应骨架，并标出发生变化的元素及其化合价变化：
-# 标出变价。
-# 使用[[氧化还原配平法]]配平。
-# 补上缺少的电荷。（一般只需用到三种：<math>\mathrm{H^+, OH^-, H_2O}</math>）
-=== 壹　找出两剂两物 ===
+<chem>MnO4^- + H2C2O4 =\!=\!= CO_2 + Mn^{2+}</chem>
-题目中给出了高锰酸钾和草酸的化学式。我们知道，高锰酸钾属于强氧化剂，其中显 +7 价的锰元素会在反应中被还原成<math>\mathrm{Mn^{2+}}</math>。所以我们知道了：
+其中：
-* 氧化剂：<math>\mathrm{MnO_4^-}</math>
+* Mn：+7 → +2（得 5 个电子）
-* 还原剂：<math>\mathrm{H_2C_2O_4}</math>
+* C：+3 → +4（失 1 个电子，每个草酸分子中有 2 个碳）
-* 氧化产物：<math>\mathrm{CO_2}</math>
-* 还原产物：<math>\mathrm{Mn^{2+}}</math>
-=== 贰　标出变价 ===
+=== 配平 ===
-先把方程式草稿写出来，标上变价：
+根据电子得失守恒，使氧化反应与还原反应中电子转移数相等。
-<math>\mathrm{MnO_4^-+H_2C_2O_4=\!=\!=CO_2+Mn^{2+}}</math>
+锰元素每个得 5 个电子，草酸中每个碳失 1 个电子，因此需要 5 个草酸分子对应 2 个高锰酸根离子。
-<math>~ \downarrow 5 \qquad \quad ~~ \uparrow 2</math>
+并分别按照'''锰守恒'''和'''碳守恒'''配平，得到：
-<blockquote>
+<chem>2MnO4^- + 5H2C2O4 =\!=\!= 10CO2\uparrow + 2Mn^{2+}</chem>
-箭头上/下和数字分别表示升/降价和化合价改变数
-</blockquote>
-=== 叁　使用氧化还原配平法配平 ===
+此时暂不配平氢、氧元素。
-接着使用氧化还原配平法配平，并分别按照锰守恒和碳守恒配平。不使用氢或氧守恒的原因是下一步补电荷需要用到氢离子、氢氧根和水。这样，我们就得到了：
+=== 四、补充电荷并配平氢氧 ===
-<math>\mathrm{2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 =\!=\!= 10CO_2 \uparrow + 2Mn^{2+}}</math>
+比较方程式两侧电荷数：
-=== 肆　补上缺少的电荷 ===
+* 左侧电荷总数为 −2；
+* 右侧电荷总数为 +4。
-经过计算，我们很容易得到，方程式左边比右边少六个正电荷，又知道题目中给出了“酸性高锰酸钾”这个条件，因此需要在左边配上 6 个氢离子，并相应地在右边配上 8 分子的水。不在右边配上 6 个氢氧根，是因为这样做的话，就会造成“酸制碱”的情况，这是违反客观事实的。
+因此左侧需补充 6 个正电荷。
-这样，我们就得到了完整的离子方程式：
+题目给出反应在'''酸性条件'''下进行，应补充 <chem>H^+</chem>，并据此配平水分子数。
-<math>\mathrm{6H^+ + 2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 =\!=\!= 10CO_2 \uparrow + 2Mn^{2+} + 8H_2O}</math>
+最终得到完整的离子方程式：
-== 结束 ==
+<chem>6H^+ + 2MnO4^- + 5H2C2O4 =\!=\!= 10CO2\uparrow + 2Mn^{2+} + 8H_2O</chem>
-高考中化学涉及氧化还原的分值约 50 分，占了整个高中化学的半壁江山。如果能熟练运用本条目的方法，就可以为考试节省很多时间。
+== 练习 ==
-最后留下一道配平练习，答案进行暗色处理：
+请配平下列离子方程式（答案已隐藏）：
-<math>\mathrm{Fe^{2+} + MnO_4^- \rightarrow Fe^{3+} + Mn^{2+}}</math>
+<chem>Fe^{2+} + MnO4^-\rightarrow Fe^{3+} + Mn^{2+}</chem>
-<span style="color:white; background-color:white"><math>\mathrm{5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O}</math></span>
+{{黑幕|<chem>5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ =\!=\!= 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O</chem>}}
+[[分类:元素化学]]

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标出变价

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