此時: Cu + 4HNO? → Cu(NO?)? + 2NO? + H?O
· 步驟6:配其他原子(觀察法)。 檢查H原子:左邊4個H,所以右邊H?O前配2。
檢查O原子:左邊12個O,右邊:Cu(NO?)?有6O,2NO?有4O,2H?O有2O,共12O。平衡!
得到: Cu + 4HNO?(濃) → Cu(NO?)? + 2NO?↑ + 2H?O
凌凡發現,電子守恆法是破解複雜氧化還原反應的利器,它從反應本質入手,直擊要害。
第四關:複雜反應的“待定係數法”——“方程組通殺”
當以上方法都顯得棘手時,還有最後的大招——待定係數法。凌凡將其視為解多元一次方程組。
· 例題:配平 FeS? + O? → Fe?O? + SO? (黃鐵礦焙燒)
· 步驟1:設未知數。 設反應物和生成物前係數分別為a, b, c, d。
a FeS? + b O? → c Fe?O? + d SO?
· 步驟2:根據原子守恆列方程。
Fe: a = 2c ...(1)
S: 2a = d ...(2)
O: 2b = 3c + 2d ...(3)
· 步驟3:解方程組。 (設其中一個未知數為1,通常設最複雜的物質係數為1)
設 c = 1,則由(1)得: a = 2
由(2)得: d = 2a = 4
將a=2, c=1, d=4 代入(3): 2b = 3×1 + 2×4 = 11 => b = 11/2
· 步驟4:化整。 將各系數乘以分母2,得到最簡整數比。
a = 4, b = 11, c = 2, d = 8
· 得到: 4FeS? + 11O? → 2Fe?O? + 8SO?
· 步驟5:檢查。 左邊:Fe=4, S=8, O=22;右邊:Fe=4, S=8, O= (2×3 + 8×2) = 6+16=22。平衡!
這種方法雖然計算稍多,但邏輯非常嚴密,適用於任何複雜的方程式。
透過大量的練習,凌凡總結出配平的通用心法:
1. 先判斷反應型別: 是否是氧化還原反應?如果是,優先用電子守恆法。
2. 再看有無原子團: 如有且未變,優先整體考慮法。
3. 簡單反應用觀察法: 從複雜物質或稀有元素入手。
4. 遇複雜棘手反應: 果斷使用待定係數法。
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