怎样用双线桥法配平过氧化钠与二氧化碳的化学方程式
双线桥法是分析氧化还原反应中电子转移情况、进而配平方程式的有效工具。对于反应“过氧化钠(Na₂O₂)与二氧化碳(CO₂)生成碳酸钠(Na₂CO₃)和氧气(O₂)”,其未配平的形式为:Na₂O₂ + CO₂ → Na₂CO₃ + O₂。使用双线桥法配平,首先需分析各元素化合价的变化。过氧化钠中的氧为-1价,在产物中,碳酸钠里的氧为-2价,氧气中的氧为0价。因此,这是一个氧元素自身的氧化还原反应(歧化反应)。
接下来绘制双线桥:一条线从Na₂O₂中的-1价氧出发,指向O₂中的0价氧,表示失去电子被氧化;另一条线从Na₂O₂中的-1价氧出发,指向Na₂CO₃中的-2价氧,表示得到电子被还原。计算电子转移数目时,每生成一个O₂分子(含两个0价氧原子),需要两个-1价氧原子各失去1个电子,共失去2个电子。同时,要生成Na₂CO₃,需要-1价氧原子得到电子变为-2价,每个氧原子得到1个电子。根据得失电子守恒,得失电子总数必须相等,因此,被氧化的氧原子与被还原的氧原子数目应为1:1。
配平步骤与最终结果
基于以上分析,我们设定Na₂O₂的系数为2,这样可提供4个-1价的氧原子。其中2个被氧化为1个O₂分子(失去2e⁻),另外2个被还原进入两个Na₂CO₃分子(得到2e⁻)。观察原子:2个Na₂O₂含有4个Na原子,因此需要生成2个Na₂CO₃来容纳这些钠原子,这恰好需要2个CO₂分子提供碳和氧。最终配平的方程式为:2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂。检查确认氧原子、钠原子、碳原子均守恒,且电子转移数目相等。建议将上述分析过程,包括化合价标注、双线桥的绘制以及系数调整,清晰地书写在纸上并拍照,这样可以直观展示每一步的逻辑,便于理解和交流。
