在化学学习中，氧化还原反应是一个非常重要的概念。它涉及到电子的转移过程，是许多化学反应的基础。为了帮助大家更好地理解和掌握这一知识点，下面我们将通过一些具体的练习题来加深对氧化还原反应方程式配平的理解，并附上详细的答案解析。
练习题一：
配平以下氧化还原反应方程式：
\[ \text{Fe} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3\text{)}_3 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \]
解析步骤：
1. 确定氧化剂和还原剂
在这个反应中，硝酸（HNO₃）既是氧化剂又是酸。氮元素从+5价降低到+2价，因此硝酸被还原成一氧化氮（NO）。铁（Fe）被氧化成三价铁离子（Fe³⁺），所以Fe是还原剂。
2. 写出半反应式
- 还原半反应：\[ \text{HNO}_3 + 3e^- \rightarrow \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} \]
- 氧化半反应：\[ \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^- \]
3. 配平电子得失
两个半反应中电子的数量已经平衡，均为3个电子。
4. 合并半反应并整理
将两半反应相加得到完整方程式：
\[ \text{Fe} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3\text{)}_3 + \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} \]
5. 验证配平
检查各元素的原子数是否平衡，以及电荷是否平衡。结果表明该方程已正确配平。
练习题二：
配平以下氧化还原反应方程式：
\[ \text{KMnO}_4 + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
解析步骤：
1. 确定氧化剂和还原剂
高锰酸钾（KMnO₄）中的锰元素从+7价降低到+2价，因此KMnO₄是氧化剂。盐酸（HCl）中的氯元素部分被氧化为氯气（Cl₂），因此HCl既是酸也是还原剂。
2. 写出半反应式
- 还原半反应：\[ \text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O} \]
- 氧化半反应：\[ 2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^- \]
3. 配平电子得失
为了使电子得失相等，将还原半反应乘以2，氧化半反应乘以5：
\[ 2\text{MnO}_4^- + 16\text{H}^+ + 10e^- \rightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 8\text{H}_2\text{O} \]
\[ 10\text{Cl}^- \rightarrow 5\text{Cl}_2 + 10e^- \]
4. 合并半反应并整理
将两半反应相加得到完整方程式：
\[ 2\text{KMnO}_4 + 16\text{HCl} \rightarrow 2\text{KCl} + 2\text{MnCl}_2 + 5\text{Cl}_2 + 8\text{H}_2\text{O} \]
5. 验证配平
检查各元素的原子数是否平衡，以及电荷是否平衡。结果表明该方程已正确配平。
通过以上两道练习题及其详细解析，我们可以看到氧化还原反应方程式的配平需要明确氧化剂和还原剂，写出相应的半反应式，并确保电子得失平衡。希望这些练习能帮助大家更熟练地掌握这一技能！
