電子守恒法(得失電子數(shù)相等關(guān)系)

1、守恒計算問題守恒計算問題是指利用某種量的相等關(guān)系進(jìn)行技巧計算的一類問題，它是矛盾對立面的統(tǒng)一，是一種宏觀穩(wěn)定的湮滅計算；從微觀來看是電子、原子的行為，從宏觀來看是化合價和質(zhì)量的結(jié)果(電子 化合價，原子 質(zhì)量)。它的一般解題方法是設(shè)一個未知數(shù)，解一元一次方程。守恒問題包括總質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子守恒、原子守恒和總價數(shù)相等關(guān)系，下面分別討論之。三電子守恒法(得失電子數(shù)相等關(guān)系)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。1、求化合價1用0.1 mol / L的Na2SO3溶液30 mL，恰好將2×103 mol的還原，則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價是(MCE91) ( D )

2、A1 B2 C3 D4解析：該反應(yīng)中， 將被氧化為，0.1×30×22×(7x)，x42已知某強氧化劑RO(OH)2+ 中的R元素被Na2SO3還原到較低價態(tài)。如果還原2.4×103 mol RO(OH)2+ 至較低價態(tài)，需要60 mL 0.1 mol / L的Na2SO3溶液。那么，R元素被還原成的價態(tài)是 ( B )A-1 B0 C1 D2解析：B。由2.4×103×x0.06×0.1×2，x5，550。應(yīng)選B。324 mL濃度為0.05 mol / L的Na2SO3溶液，恰好與20 mL濃度為0.02 mol

3、/ L的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)，則元素Cr在被還原的產(chǎn)物中的化合價是(MCE95) ( B )A6 B3 C2 D0解析：0.02×0.02×2×(6x)0.024×0.05×(64)，x3，應(yīng)選B。4250 mL 2.4 mol / L的Na2SO3溶液恰好把0.2 mol的還原，則X在還原產(chǎn)物中的化合價為多少？解：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移守恒，設(shè)X在還原產(chǎn)物中的化合價為x，則有2.4 mol / L×0.25 L×20.2 mol×(6x)×2，x3，答：X在還原產(chǎn)物中的化合價為3。2、求物質(zhì)的

4、量1將m mol Cu2S和足量稀HNO3反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。則參加反應(yīng)的硝酸中被還原的硝酸的物質(zhì)的量是 ( C )A. 4m mol B. 10m mol C. mol D. mol解析：m mol Cu2S共失去電子：2m mol8m mol10m mol，Cu2S每失去3 mol 電子可還原1 mol HNO3，故被還原的HNO3為 mol，應(yīng)選C。2，硫酸銨在強熱條件下分解，生成NH3、SO2、N2和H2O，反應(yīng)中生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是(MCE93) ( A )A13 B23 C12 D43解析：該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是N2，還原產(chǎn)物是SO

5、2，設(shè)其物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，由電子守恒得：2x×(30)y×(64)，xy 13，應(yīng)選A。3在PCuSO4H2O Cu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為 ( A )解析：該反應(yīng)的氧化劑為P、CuSO4，還原劑為P，本題只需CuSO4氧化P的物質(zhì)的量，設(shè)7.5 mol CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為x mol，由電子守恒得：7.5×(21)x×(50)，x 1.5，應(yīng)選A。4在反應(yīng)3BrF35H2OHBrO3Br29HFO2，若有5 mol H2O作為還原劑時，被還原的BrF3的物質(zhì)的

6、量為 ( D )A. 3 mol B. 2 mol C. mol D. mol解析：該反應(yīng)的氧化劑為BrF3，還原劑為BrF3、H2O，本題只要求H2O還原BrF3的物質(zhì)的量，設(shè)5 mol H2O能還原BrF3 x mol，由電子守恒得：x×(30)5×(20)，x，應(yīng)選D。5往100 mL溴化亞鐵溶液中緩慢通入2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣，反應(yīng)完成后溶液中有的溴離子被氧化成溴單質(zhì)。求原溴化亞鐵溶液的物質(zhì)的量濃度。 解法一：電子守恒法。由提示知，還原性：Fe2+Br，Br已部分被氧化，故Fe2+已全部被氧化。設(shè)原FeBr2的物質(zhì)的量濃度為x，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，得電子總數(shù)等

7、于失電子總數(shù)，(1分)可得：(x2x× )×0.1 L×12× x1.2 mol·L1 解法二：電中性法。反應(yīng)后所得溶液中的離子有Fe3+、Cl和Br(剩余)。3xx×22×，x1.2 mol·L1。6某溫度下，將Cl2通入KOH溶液中，反應(yīng)后得到KCl、KClO、KClO3的混合液，經(jīng)測定ClO-和個數(shù)比為12，則Cl2與KOH溶液反應(yīng)時，被還原的氯與被氧化的氯的物質(zhì)的量之比為 ( D )解析：設(shè)ClO-為x個，由題意知，為2x個，它們共失去電子為11x個，由電子得失守恒知必有11x個Cl-生成。所以被還原的氯與

8、被氧化的氯的原子個數(shù)比為11x(x2x )113，應(yīng)選D。7取鐵粉和氧化鐵的混合物樣品14.88 g，加入125 mL稀硫酸，使之充分反應(yīng)。當(dāng)固體粉末完全溶解時，收集到3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)氣體，當(dāng)向溶液中加KSCN溶液時，溶液不顯紅色。再用5 mol / L的氫氧化鈉溶液中和過量的硫酸，并繼續(xù)加堿溶液至150 mL，恰好把溶液中的金屬陽離子全部沉淀下來。試求：(1) 原樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；(2) 上述硫酸的物質(zhì)的量濃度。解析：本題涉及的反應(yīng)共有5個，關(guān)系錯綜復(fù)雜，所以用常規(guī)方法利用化學(xué)方程式求解，既繁瑣費時又容易出錯。若抓住Fe失去電子總數(shù)等于Fe2O3和部分H2SO4得到電子總

9、數(shù)這一關(guān)系，則解法就簡單明了。(1) 設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為x，由電子得失守恒關(guān)系有：n(Fe)×2n(Fe2O3)×2n(H2)×2x，得x0.03 molFe2O3%×100%32.26%(2) 設(shè)H2SO4的物質(zhì)的量為y，由題意知H2SO4最終全部變成Na2SO4，而Na+的來源只有NaOH，由元素守恒可得如下關(guān)系式：2NaOH Na2SO4 H2SO40.15 L×5 mol / L0.125 L×2yy3 mol / L3、配平1在xR2+yH+O2mR3+nH2O的離子反應(yīng)中，化學(xué)計量數(shù)x _。解析：氧化劑O2得電子總數(shù)

10、為2×2e，還原劑R2+ 失電子總數(shù)為x×(32)e，由電子守恒得：2×2x×(32)，x4。2已知反應(yīng)：AgFCl2H2O AgClAgClO3HFO2，配平后，AgClO3系數(shù)為b，O2的化學(xué)計量數(shù)為c，則AgCl的化學(xué)計量數(shù)為_。解析：該反應(yīng)的氧化劑為Cl2，還原劑為Cl2、H2O，設(shè)AgCl系數(shù)為x，由電子守恒得：x×1b×52c×2，x5b4c。4、求質(zhì)量1在NxOyNH3 N2H2O(未配平)的氧化還原反應(yīng)中，被還原的元素和被氧化的元素質(zhì)量比是 ( A )A. 3x2yB. x3yC. 5x2yD. 2x3y解析

11、：2y3b，b，x3x2y。b為氨的物質(zhì)的量。2把一銅片投入盛有濃硝酸的燒瓶中，充分反應(yīng)后，將產(chǎn)生的氣體全部吸收到一容器中。反應(yīng)完畢，把燒瓶中的溶液蒸干并加熱使其完全分解，產(chǎn)生的氣體也一并收集到前一容器中。最后，將盛氣體的容器倒立在盛水的水槽內(nèi)，待反應(yīng)完全后，測得容器內(nèi)還余下一氧化氮氣體0.448 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積)。若在收集氣體過程中，無別的物質(zhì)進(jìn)入容器，則參加反應(yīng)的銅的質(zhì)量為_g。解析：本題涉及的反應(yīng)有以下幾個：Cu4HNO3(濃) Cu(NO3)22NO22H2Ox 2x 2Cu(NO3)2 2CuO4NO2O23NO2H2O 2HNO3NO 2x 0.02 molx0.03 mol，

12、Cu的質(zhì)量為0.03 mol×64 g / mol1.92 g。如果按反應(yīng)順序，根據(jù)各物質(zhì)在反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系進(jìn)行比例計算，是比較繁的。而綜觀全過程，Cu(NO3)2、NO2和O2只不過是一系列氧化還原反應(yīng)中的中間產(chǎn)物，從整個體系來看，發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)僅是：Cu2e Cu2+HNO33e NO這樣，根據(jù)HNO3在反應(yīng)中得電子總數(shù)應(yīng)等于Cu在反應(yīng)中失去電子總數(shù)，就很容易解出此題。反應(yīng)中硝酸還原成NO后失電子：×30.06 mol，所以銅的物質(zhì)的量為：0.03 mol，其質(zhì)量為：0.03 mol×64 g / mol1.92 g。3取0.04 mol KMnO4

13、固體加熱一段時間后，收集到a mol單質(zhì)氣體，此時KMnO4的分解率為x，在反應(yīng)后的殘留固體中加入過量的濃鹽酸并加熱充分反應(yīng)又收集到b mol單質(zhì)氣體，設(shè)Mn元素全部以Mn2+存在于反應(yīng)后的溶液中。(1) ab (用x表示)；(2) 當(dāng)x 時，(ab )取最小值，且最小值為 ；(3) 當(dāng)ab0.09時，0.04 mol KMnO4加熱后所得殘留固體各是何物質(zhì)？其物質(zhì)的量分別是多少？3. (1) 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2­ 0.04x 0.02x 0.02x 0.02x a MnO2 4HCl MnCl2 2H2O Cl2­ 0.02x 0.02x K2Mn

14、O4 8HCl MnCl2 4H2O 2Cl2­ 2KCl 0.02x 0.02x 2KMnO4 16HCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2­ 2KCl 0.04(1x) 0.04(1x)× bb0.02x0.04x0.10.1x0.10.04xab0.02x0.10.04x0.10.02x另解：Mn元素的降低總價O元素的升高總價Cl元素的升高總價0.04×5a×4b×2，2ab0.1，b0.12a，ab0.10.02x(2) x1，ab0.10.02×10.08(3) x0.5，KMnO4：0.04(10.5)0.02 mol，K2MnO4和MnO2各為：0.02(10.5)0.01 mol。5、電極反應(yīng)1實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng)：(MCE96.21) 負(fù)極：Pb PbSO42e 正極：PbO24H+2e PbSO42H2O 今若制得Cl2 0.050 mol，這時電池內(nèi)消耗