电子守恒在氧化还原反应计算中的应用VIP专享VIP免费

电子守恒在氧化还原反应计算中的应用江苏省江安高级中学尤网平摘要：电子守恒在众多守恒中是一个重点，也是一个难点，更是每年必考的考点，本文主要介绍了电子守恒在氧化还原反应计算中的一些应用。关键词：电子守恒氧化还原反应电子守恒作为氧化还原反应中的重要规律，其应用贯穿于整个高中教学，是一个重点，也是一个难点，更是每年高考的必考的考点，而且难度偏大。虽然学生知道电子守恒的存在，但很难熟练运用。为了便于学生理解并且熟悉常见的题型，提高分析问题、解决问题的能力，现将有关题型归纳如下：一、应用于化合价的计算例24mL浓度为0.05mol.L－１的Ｎａ２ＳＯ３溶液，恰好与20mL浓度为0.02mol.L－１的Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７溶液完全反应，则Ｃｒ元素在还原产物中的化合价为（）。A.+6B.+3C.+2D.0解析：Ｎａ２ＳＯ３和Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７的反应同学们不会写，所以这类题目用化学方程式解不太好解，但用电子守恒来解就很简单，题目中提到“Ｃｒ元素在还原产物中的化合价”，所以Ｃｒ元素是被还原的，得电子，化合价降低，假设Ｃｒ元素在还原产物中的化合价为ｘ，则Ｃｒ元素得到的电子数目为〔（+6）－ｘ）〕×2×0.02×20×10－３，由于Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７为氧化剂，则Ｎａ２ＳＯ３为还原剂，S元素失去电子，化合价升高，S元素化合价由+4价升高，只能变为+6价，所以S元素失去的电子数目为〔（+6）－（+4）〕×0.05×24×10－３。根据电子守恒得：〔（+6）－ｘ）〕×2×0.02×20×10－３＝〔（+6）－（+4）〕×0.05×24×10－３ｘ＝3选B。二、应用于化学（或离子）方程式配平例在xR2+＋yH+＋O2＝mR3+＋nH2O的离子反应中，化学计量数x＝_______。解析：这道题若用质量守恒和电荷守恒也可以求解，但用电子守恒更方便，氧化剂O2得到的电子总数为2×〔0－（–2）〕，还原剂R2+失去的电子总数为x×〔（+3）－（+2）〕，由电子守恒得：2×〔0－（–2）〕＝x×〔（+3）－（+2）〕，x＝4。三、应用于多元素参与的氧化还原反应计算例将mmolCu2S和足量稀HNO3反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是()A.4mmolB.10mmolC.molD.mol解析：此题有两个难点：一个是化合价变化的元素种类多，有三种；第二个是参加反应的HNO3的物质的量不等于被还原的HNO3的物质的量，有一部分HNO3体现酸性生成了Cu(NO3)2，有一部分HNO3体现氧化性生成了NO，由化学方程式计算得到的是总HNO3的量。用电子守恒来计算就简单些，mmolCu2S失去的电子数为：〔（+2）–（+1）〕×2×mmol＋〔（+6）–（–2）〕×mmol＝10mmol，而每个HNO3分子被还原成NO要得到3个电子，故被还原的HNO3为mol，选C。四、应用于多步氧化还原反应的计算例3.84g铜和一定质量的浓硝酸反应，当铜反应完时，共收集到标准状况时的气体2.24L，若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?解析：这道题需要注意两点：一是浓硝酸为“一定量”而不是“足量”因此不一定都是铜跟浓硝酸的反应，在反应后期也可能是铜跟稀硝酸的反应。不管是铜和那种硝酸反应，都是铜失去电子给硝酸，使得硝酸被还原成NO2或NO2和ＮＯ的混合物，根据电子守恒，铜失去的电子数应等于硝酸被还原成NO2或NO2和ＮＯ的混合物得到的电子数，二是生成的NO2或NO2和ＮＯ的混合物与氧气、水反应又变成了硝酸，NO2或NO2和ＮＯ的混合物被氧化成硝酸所失去的电子数应等于氧气所得到的电子数，在这个过程中一开始是硝酸被还原成NO2或NO2和ＮＯ的混合物，后来NO2或NO2和ＮＯ的混合物又被氧化成硝酸，且物质的量没有发生变化，由此可见铜失去的电子数应等于氧气所得到的电子数。故：〔（+2）－0〕×(3.84ｇ÷64ｇ.mol－１)＝〔0－(–2)×2〕×ｎ（Ｏ２）ｎ（Ｏ２）＝0.03molＶ（Ｏ２）＝0.03mol×22.4Ｌ.mol－１＝0.672Ｌ五、电子守恒法在电解类型中的应用例将两个惰性电极插入到500mLAgNO3溶液中，通电电解，当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有H2逸出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量的是()A．27mgB．54mgC．108mgD．216mg解析：题中pH=6可看成Ag+的水解...