971、将NO3-+Zn+OH-+H2O→NH3+Zn[OH]42-配平后,离子方程式中H2O的系数是( )

这是一道氧化还原反应方程式的配平题。我们可以使用**化合价升降法（电子得失守恒）**结合**电荷守恒**和**原子守恒**来进行配平。 ### 1. 标出变价元素的化合价 * **N 元素**：在 $\text{NO}_3^-$ 中，O 为 -2 价，故 N 为 **+5** 价；在 $\text{NH}_3$ 中，H 为 +1 价，故 N 为 **-3** 价。 * 变化：$+5 \rightarrow -3$，化合价降低 8，得到 8 个电子 ($8e^-$)。 * **Zn 元素**：单质 Zn 为 **0** 价；在 $\text{Zn(OH)}_4^{2-}$ 中，OH 为 -1 价，故 Zn 为 **+2** 价。 * 变化：$0 \rightarrow +2$，化合价升高 2，失去 2 个电子 ($2e^-$)。 ### 2. 使电子得失守恒（最小公倍数法） * N 得 $8e^-$，Zn 失 $2e^-$。 * 最小公倍数为 8。 * 因此，$\text{NO}_3^-$ 的系数为 1（$1 \times 8 = 8$），Zn 的系数为 4（$4 \times 2 = 8$）。 * 初步确定主要物质的系数： $$1\text{NO}_3^- + 4\text{Zn} + \dots \rightarrow 1\text{NH}_3 + 4\text{Zn(OH)}_4^{2-}$$ ### 3. 利用电荷守恒配平离子 * **右边总电荷**： $\text{NH}_3$ 是电中性的 (0)； $4\text{Zn(OH)}_4^{2-}$ 带电荷 $4 \times (-2) = -8$。 右边总电荷 = **-8**。 * **左边总电荷**： $1\text{NO}_3^-$ 带电荷 -1； $4\text{Zn}$ 是电中性的 (0)； 设 $\text{OH}^-$ 的系数为 $x$，则左边目前已知部分电荷为 $-1 + x \times (-1)$。 根据电荷守恒：左边总电荷 = 右边总电荷 = -8。 $$-1 - x = -8 \implies x = 7$$ 所以，$\text{OH}^-$ 的系数为 **7**。 此时方程式变为： $$1\text{NO}_3^- + 4\text{Zn} + 7\text{OH}^- + y\text{H}_2\text{O} \rightarrow 1\text{NH}_3 + 4\text{Zn(OH)}_4^{2-}$$ ### 4. 利用原子守恒配平 $\text{H}_2\text{O}$ 我们可以通过氢原子 (H) 或氧原子 (O) 守恒来计算 $\text{H}_2\text{O}$ 的系数 $y$。 * **方法一：氢原子 (H) 守恒** * 右边 H 原子总数： $\text{NH}_3$ 中有 3 个； $4\text{Zn(OH)}_4^{2-}$ 中有 $4 \times 4 = 16$ 个； 总共 $3 + 16 = 19$ 个 H。 * 左边 H 原子总数： $7\text{OH}^-$ 中有 7 个； $y\text{H}_2\text{O}$ 中有 $2y$ 个； 总共 $7 + 2y$ 个 H。 * 建立等式： $$7 + 2y = 19$$ $$2y = 12$$ $$y = 6$$ * **方法二：氧原子 (O) 守恒（验证）** * 右边 O 原子总数： $4\text{Zn(OH)}_4^{2-}$ 中有 $4 \times 4 = 16$ 个。 * 左边 O 原子总数： $1\text{NO}_3^-$ 中有 3 个； $7\text{OH}^-$ 中有 7 个； $y\text{H}_2\text{O}$ 中有 $y$ 个； 总共 $3 + 7 + y = 10 + y$ 个。 * 建立等式： $$10 + y = 16$$ $$y = 6$$ 两种方法结果一致，$\text{H}_2\text{O}$ 的系数为 6。 ### 5. 最终配平结果 $$ \text{NO}_3^- + 4\text{Zn} + 7\text{OH}^- + 6\text{H}_2\text{O} = \text{NH}_3\uparrow + 4\text{Zn(OH)}_4^{2-} $$ 检查各项守恒： * N: 1 = 1 * Zn: 4 = 4 * H: $7 + 12 = 19$; $3 + 16 = 19$ (守恒) * O: $3 + 7 + 6 = 16$; $16$ (守恒) * 电荷: $-1 -7 = -8$; $4 \times (-2) = -8$ (守恒) 因此，$\text{H}_2\text{O}$ 的系数是 **6**。 故正确答案为 **C**。