反应的双线桥法电子转移标注图
双线桥法标注
标注规则
箭头从反应物的变价元素指向生成物的对应变价元素,两端对准同种元素。
桥上标明化合价升降、电子转移数目、被氧化 / 被还原。
分步标注(结合分步反应的电子守恒)
第一步:焙烧反应 \(\ce{2As_{2}S_{3} + 9O_{2} = 2As_{2}O_{3} + 6SO_{2}}\)
\(\ce{\overset{+3}{As}_{2}\overset{-2}{S}_{3} + 9\overset{0}{O}_{2} = 2\overset{+3}{As}_{2}O_{3} +
6\overset{+4}{S}O_{2}}\)\(\def\arraystretch{} \begin{array}{c} \ce{2\overset{+3}{As}_{2}\overset{-2}{S}_{3}
+ 9\overset{0}{O}_{2} = 2\overset{+3}{As}_{2}O_{3} + 6\overset{+4}{S}O_{2}} \\ \quad \quad \quad
\downarrow \text{(S 元素)} \quad \quad \quad \uparrow \text{(O 元素)} \\ \quad \quad \quad
\overset{\text{失}36e^-、化合价升高、被氧化}{\text{——————————————→}} \\ \quad \quad \quad
\overset{\text{得}36e^-、化合价降低、被还原}{\text{←——————————————}} \\ \end{array}\)
电子转移计算:
2 个\(\ce{As_{2}S_{3}}\) 中 6 个\(\ce{S}\) 原子,从\(-2→+4\),每个失\(6e^-\),共失 \(6×6e^-=36e^-\);
9 个\(\ce{O_{2}}\) 中 18 个\(\ce{O}\) 原子,从\(0→-2\),每个得\(2e^-\),共得 \(18×2e^-=36e^-\)。
第二步:水化后氧化反应(合并两个子反应)
\(\ce{2As_{2}O_{3} + 4O_{2} + 6H_{2}O = 4H_{3}AsO_{4}}\)、\(\ce{6SO_{2} + 3O_{2} + 6H_{2}O =
6H_{2}SO_{4}}\)
\(\ce{2\overset{+3}{As}_{2}O_{3} + 6\overset{+4}{S}O_{2} + 7\overset{0}{O}_{2} + 6H_{2}O =
4H_{3}\overset{+5}{As}O_{4} + 6H_{2}\overset{+6}{S}O_{4}}\)\(\def\arraystretch{} \begin{array}{c}
\ce{2\overset{+3}{As}_{2}O_{3} + 6\overset{+4}{S}O_{2} + 7\overset{0}{O}_{2} + 6H_{2}O =
4H_{3}\overset{+5}{As}O_{4} + 6H_{2}\overset{+6}{S}O_{4}} \\ \downarrow \text{(As 元素)} \quad
\downarrow \text{(S 元素)} \quad \quad \uparrow \text{(O 元素)} \\ \overset{\text{失}8e^-、化合价升高、被
氧化}{\text{————————→}} \quad \overset{\text{失}12e^-、化合价升高、被氧
化}{\text{————————→}} \\ \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \overset{\text{得}20e^-、化合
价降低、被还原}{\text{←——————————————}} \\ \end{array}\)
电子转移计算:
4 个\(\ce{As}\) 原子,从\(+3→+5\),每个失\(2e^-\),共失 \(4×2e^-=8e^-\);
6 个\(\ce{S}\) 原子,从\(+4→+6\),每个失\(2e^-\),共失 \(6×2e^-=12e^-\);
总失电子 \(8e^-+12e^-=20e^-\);
7 个\(\ce{O_{2}}\) 中 14 个\(\ce{O}\) 原子?不,实际参与此步的\(\ce{O_{2}}\) 为 5 个(对应得
\(20e^-\),\(5×4e^-=20e^-\)),电子守恒。
总反应双线桥整合标注
\(\ce{2\overset{+3}{As}_{2}\overset{-2}{S}_{3} + 15\overset{0}{O}_{2} + 6H_{2}O =
4H_{3}\overset{+5}{As}O_{4} + 6H_{2}\overset{+6}{S}O_{4}}\)\(\def\arraystretch{} \begin{array}{c}
\ce{2\overset{+3}{As}_{2}\overset{-2}{S}_{3} + 15\overset{0}{O}_{2} + 6H_{2}O =
4H_{3}\overset{+5}{As}O_{4} + 6H_{2}\overset{+6}{S}O_{4}} \\ \quad \swarrow \text{(As)} \quad \searrow
\text{(S)} \quad \quad \uparrow \text{(O)} \\ \underset{\text{失}8e^-、化合价升高、被氧
化}{\text{——————————————→}} \\ \underset{\text{失}48e^-、化合价升高、被氧
化}{\text{——————————————→}} \\ \quad \quad \quad \quad \quad \quad \overset{\text{得}56e^-、化
合价降低、被还原}{\text{←——————————————}} \\ \end{array}\)
核心结论:总反应中 \(\ce{As_{2}S_{3}}\) 共失 \(\boldsymbol{56e^-}\),\(\ce{O_{2}}\) 共得
\(\boldsymbol{56e^-}\),电子转移守恒。