分解法寫復雜氧化還原反應離子方程式

【來源：易教網 更新時間：2025-06-13】

高中化學課程中，氧化還原反應是一個核心主題，而這些反應常常以離子方程式的形式出現。在高考題中，復雜氧化還原反應離子方程式的書寫一直是高三學生的難點。面對這一挑戰，有沒有一種簡單有效的方法可以幫助學生克服這個難關呢？經過多年的教學實踐和總結，筆者發現了一種行之有效的方法——分解法。

1. 必須掌握的元素及其形成的具有強氧化性和強還原性的物質或離子

# (1) 高中新課程教材中所涉及的元素

在高中化學中，常見的元素包括：Na（鈉）、Al（鋁）、Fe（鐵）、Cu（銅）、Si（硅）、N（氮）、O（氧）、S（硫）、Cl（氯）、Br（溴）、I（碘）。這些元素在不同的化合物中表現出不同的化學性質，尤其是它們的氧化性和還原性。

# (2) 元素形成具有強氧化性和強還原性的物質或離子

- 強氧化性物質或離子：

- Na2O2（過氧化鈉）

- Fe3+（鐵離子）

- Fe(OH)3（氫氧化鐵）

- Fe2O3（三氧化二鐵）

- Fe3O4（四氧化三鐵）

- NO（一氧化氮）

- NO2（二氧化氮）

- HNO3（濃硝酸）

- HNO3（稀硝酸）

- O2（氧氣）

- O3（臭氧）

- H2O2（過氧化氫）

- H2SO4（濃硫酸）

- Cl2（氯氣）

- HClO（次氯酸）

- NaClO（次氯酸鈉）

- Ca(ClO)2（次氯酸鈣）

- Br2（溴）

- I2（碘）

- KMnO4（高錳酸鉀）在酸性條件下

- K2Cr2O7（重鉻酸鉀）在酸性條件下

- 強還原性物質或離子：

- Fe2+（亞鐵離子）

- FeO（氧化亞鐵）

- Fe3O4（四氧化三鐵）

- Fe(OH)2（氫氧化亞鐵）

- FeS（硫化亞鐵）

- FeS2（二硫化亞鐵）

- FeBr2（溴化亞鐵）

- FeI2（碘化亞鐵）

- CuS（硫化銅）

- Cu2S（二硫化銅）

- Cu2O（氧化亞銅）

- CuH（氫化亞銅）

- SO2（二氧化硫）

- H2SO3（亞硫酸）

- Na2SO3（亞硫酸鈉）

- NaHSO3（亞硫酸氫鈉）

- H2S（硫化氫）

- Na2S（硫化鈉）

- NaHS（硫化氫鈉）

- Na2S2O3（硫代硫酸鈉）

- NaI（碘化鈉）

# (3) 必須掌握的轉化關系

為了更好地理解和記憶這些物質的氧化還原性質，可以參考以下轉化關系圖（圖一）：


2. 復雜的氧化還原反應離子方程式的書寫方法——分解法

分解法是一種將復雜問題拆分成簡單步驟的方法，通過逐步解決每個小問題，最終達到解決整個問題的目的。具體步驟如下（圖二）：


1. 找出發生氧化還原反應的粒子：首先，確定哪些物質或離子參與了氧化還原反應。這一步需要對反應物的性質有充分的了解。

2. 合理地預測產物：根據已知的化學性質，預測反應的產物。這一步需要結合化學反應的基本原理和經驗。

3. 配電子：確保反應前后電子的得失平衡。這一步是氧化還原反應的核心，需要仔細計算電子的轉移數目。

4. 配電荷：確保反應前后電荷的平衡。這一步通常需要添加適量的H+或OH-來平衡電荷。

5. 配原子：確保反應前后各元素的原子個數平衡。這一步需要檢查反應式中的所有原子，確保沒有遺漏。

3. 典型例題分析

為了更好地理解分解法的應用，我們通過幾個典型例題來詳細說明每一步的具體操作。

# 例題1：寫出Ca(ClO)2和SO2反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：ClO- 和 SO2

2. 合理地預測產物：ClO- 被還原為 Cl-，SO2 被氧化為 SO42-

3. 配電子：ClO- → Cl- 得到 2e-，SO2 → SO42- 失去 2e-，電子已經平衡

4. 配電荷：SO2 被氧化為 H2SO4，寫離子方程式時，H2SO4 拆成 SO42- 和 H+，因此在生成物一邊加 2 個 H+

5. 配原子：反應前后原子個數要相等，反應物一邊加 1 個 H2O

最終的離子方程式為：

\[ \text{ClO}^- + \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Cl}^- + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}^+ \]

# 例題2：寫出堿性條件下 Cl2 和 Na2S2O3 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：Cl2 和 S2O32-

2. 合理地預測產物：Cl2 被還原為 Cl-，S2O32- 被氧化為 SO42-

3. 配電子：Cl2 → 2Cl- 得到 2e-，S2O32- → 2SO42- 失去 8e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在堿性條件下，用 OH- 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{Cl}_2 + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} + 4\text{OH}^- \rightarrow 4\text{Cl}^- + 4\text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}_2\text{O} \]

# 例題3：寫出堿性條件下 NaClO 和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：ClO- 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：ClO- 被還原為 Cl-，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：ClO- → Cl- 得到 2e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在堿性條件下，用 OH- 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{ClO}^- + 2\text{Fe}^{2+} + 4\text{OH}^- \rightarrow \text{Cl}^- + 2\text{Fe(OH)}_3 \]

# 例題4：寫出酸性條件下 NO2 和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：NO2 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：NO2 被還原為 NO，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：NO2 → NO 得到 1e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，電子已經平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{NO}_2 + \text{Fe}^{2+} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{NO} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O} \]

# 例題5：寫出 HNO3（稀）和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：NO3- 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：NO3- 被還原為 NO，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：NO3- → NO 得到 3e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ 3\text{Fe}^{2+} + \text{NO}_3^- + 4\text{H}^+ \rightarrow 3\text{Fe}^{3+} + \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} \]

# 例題6：寫出酸性條件下 KMnO4 和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：MnO4- 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：MnO4- 被還原為 Mn2+，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：MnO4- → Mn2+ 得到 5e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O} \]

# 例題7：寫出酸性條件下 K2Cr2O7 和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：Cr2O72- 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：Cr2O72- 被還原為 Cr3+，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：Cr2O72- → 2Cr3+ 得到 6e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 6\text{Fe}^{2+} + 14\text{H}^+ \rightarrow 2\text{Cr}^{3+} + 6\text{Fe}^{3+} + 7\text{H}_2\text{O} \]

# 例題8：寫出 HNO3（稀）和 FeS 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：NO3- 和 FeS

2. 合理地預測產物：NO3- 被還原為 NO，FeS 被氧化為 Fe3+ 和 SO42-

3. 配電子：NO3- → NO 得到 3e-，FeS → Fe3+ + SO42- 失去 8e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ 3\text{FeS} + 8\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^- \rightarrow 3\text{Fe}^{3+} + 2\text{NO} + 3\text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}_2\text{O} \]

# 例題9：寫出 HNO3（稀）和 Cu2S 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：NO3- 和 Cu2S

2. 合理地預測產物：NO3- 被還原為 NO，Cu2S 被氧化為 Cu2+ 和 SO42-

3. 配電子：NO3- → NO 得到 3e-，Cu2S → 2Cu2+ + SO42- 失去 10e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ 3\text{Cu}_2\text{S} + 16\text{H}^+ + 4\text{NO}_3^- \rightarrow 6\text{Cu}^{2+} + 4\text{NO} + 3\text{SO}_4^{2-} + 8\text{H}_2\text{O} \]

# 例題10：寫出酸性條件下 H2O2 和 FeSO4 反應的離子方程式

1. 找出發生氧化還原反應的粒子：H2O2 和 Fe2+

2. 合理地預測產物：H2O2 被還原為 H2O，Fe2+ 被氧化為 Fe3+

3. 配電子：H2O2 → 2H2O 得到 2e-，Fe2+ → Fe3+ 失去 1e-，需要調整系數使電子平衡

4. 配電荷：在酸性條件下，用 H+ 來平衡電荷

5. 配原子：反應前后原子個數要相等

最終的離子方程式為：

\[ \text{H}_2\text{O}_2 + 2\text{Fe}^{2+} + 2\text{H}^+ \rightarrow 2\text{Fe}^{3+} + 2\text{H}_2\text{O} \]

通過以上例題的詳細解析，我們可以看到分解法在處理復雜氧化還原反應離子方程式時的有效性和實用性。這種方法不僅幫助學生理清了反應過程中的每一個步驟，還提高了他們解決問題的能力。希望本文能對高三學生在化學學習中提供一些幫助。