電子得失守恒巧解氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算題

1、巧用電子得失守恒解氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算題電子得失守恒規(guī)律是指在任何氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到電子的數(shù)目與還原劑失去電子的數(shù)目相等。由于氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑元素種類和數(shù)目的復(fù)雜性，使電子守恒關(guān)系式具有一定的靈活性和難度。在高考命題中，用得失電子守恒法求解的題型有確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的量的多少或量的比例，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物中元素的價(jià)態(tài)或種類，有關(guān)電化學(xué)及其他有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算等。一、電子守恒法的解題原理在氧化還原反應(yīng)中，元素得失電子數(shù)目是守恒的，利用得失電子守恒來(lái)建立等式是快速解決氧化還原反應(yīng)計(jì)算題的基本方法。在利用電子守恒法解題時(shí)，一般分為三個(gè)

2、步驟：找出氧化劑和還原劑以及各自的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物，找準(zhǔn)1個(gè)原子或離子得失電子數(shù) (注意:化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))，由題中物質(zhì)的物質(zhì)的量，根據(jù)電子守恒列等式：n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值=n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值。二、利用電子守恒解常見題型的方法1、簡(jiǎn)單反應(yīng)的電子得失守恒問(wèn)題在任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)中電子得失總是相等的，解這類問(wèn)題的關(guān)鍵是找出還原劑（或氧化產(chǎn)物）中被氧化的元素以及氧化劑（或還原產(chǎn)物）中被還原的元素，然后從元素化合價(jià)升高（降低）確定失（得）電子的總數(shù)。根據(jù)氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等求解，這種題型

3、除了可以確定化學(xué)式和化合價(jià)外，還可以確定具體的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物、氧化劑和還原劑及它們的比值。【例1】 (2011·大綱版全國(guó)卷)某含鉻Cr2O72 廢水用硫亞鐵銨FeSO4·(NH4)2 SO4·6H2O處理，反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀干燥后得到n molFeO·FeyCrxO3 。不考慮處理過(guò)程中的實(shí)際損耗，下列敘述錯(cuò)誤的是A消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2-x)molB處理廢水中Cr2O72 的物質(zhì)的量為molC反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子為3nx molD在FeO

4、83;FeyCrxO3中3x=y解析：該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)由+2升高到+3，鉻元素的化合價(jià)由+6降到+3。由鉻元素守恒知廢水中Cr2O72 的物質(zhì)的量為mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為6×mol 3nx mol。由得失電子守恒知y3x，而由鐵元素守恒知消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n×（1+y）moln(3x+1)mol，因此選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。答案：A2.電化學(xué)中的電子得失守恒問(wèn)題電化學(xué)反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。在電解池中，陽(yáng)極失電子數(shù)目與陰極得電子數(shù)目一定相等。在原電池中，負(fù)極失電子數(shù)目與正極得電子數(shù)目也一定相等。無(wú)論是電解池還是原電池，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)均可以

5、依據(jù)這個(gè)原則列出等式求解。這類試題可以求解電解后某物質(zhì)溶液濃度的變化，也可以求解析出物質(zhì)的質(zhì)量或氣體的體積，還可以求解加入物質(zhì)恢復(fù)原濃度需要的質(zhì)量，但最本質(zhì)的一點(diǎn)是要遵循電子守恒規(guī)律?！纠?】一燒杯中盛有一定量的硫酸鈉飽和溶液，將兩根銅電極插入該溶液中進(jìn)行電解。當(dāng)陰極逸出a mol氣體，燒杯中有W g Na2SO410H2O析出，保持溫度不變，此時(shí)剩余溶液中硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是?！窘馕觥恳蜚~是活性電極，故陽(yáng)極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，陰極反應(yīng)為2H+2e-= H2，總反應(yīng)為，陽(yáng)極失電子數(shù)目與陰極得電子數(shù)目相等。陰極逸出a mol H2，被電解的水為2a 

6、;mol。因?yàn)楸浑娊獾乃臀龀龅腘a2SO410H2O的組成仍為飽和溶液，則剩余硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以從被電解的水和析出的Na2SO410H2O來(lái)求解，剩余溶液中硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（142W/322）/（W36a）×100%=。值得一提的是如果將本題改為將兩根惰性電極插入該溶液中進(jìn)行電解，則根據(jù)電子守恒得硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為答案：3、多元素參與反應(yīng)的電子得失守恒問(wèn)題某些氧化還原反應(yīng)中組成氧化劑或還原劑的元素種類超過(guò)一種，這類氧化還原反應(yīng)具有復(fù)雜性。它可以是兩種元素氧化一種元素、一種元素氧化兩種元素、或二種元素氧化二種元素等。這種題型的解法，不要被表面現(xiàn)象迷惑，一定用認(rèn)真分析氧化劑和還

7、原劑所對(duì)應(yīng)的元素，一定要明確題意指定的對(duì)象哪種元素氧化哪種元素，根據(jù)題意用電子守恒解題才能不出差錯(cuò)?！纠?】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    mol 。生成1 mol Cu3P 時(shí)，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為    mol 。             

8、;            【解析】該反應(yīng)的氧化劑為P、CuSO4，還原劑為P，本題強(qiáng)調(diào)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，P被氧化為H3PO4。由電子守恒得7.5×(21)x×(50)，x 1.5 。生成1 mol Cu3P 時(shí)，氧化劑共得電子3×1+1×3=6（mol）。根據(jù)電子得失守恒知P被氧化時(shí)失去的電子為6mol,則作還原劑的P的物質(zhì)的量為

9、6/5=1.2 （mol）,所以參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為1.2+1=2.2（mol）。答案：1.5  2.24、微粒先后反應(yīng)時(shí)電子守恒的問(wèn)題當(dāng)一種物質(zhì)同時(shí)氧化兩種以上的微粒時(shí)，則強(qiáng)還原劑先被氧化。一種物質(zhì)同時(shí)還原兩種以上微粒時(shí)，則強(qiáng)氧化劑先被還原。被氧化和被還原到何種程度，要以還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量多少來(lái)決定，具體計(jì)算時(shí)用電子守恒規(guī)律，但是對(duì)氧化還原反應(yīng)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的每個(gè)階段要分析清楚，電子守恒在對(duì)應(yīng)的階段同樣適用?！纠?】下列微粒在溶液中的還原性和氧化性強(qiáng)弱如下：還原性HSO3¯>I¯，氧化性IO3¯>I2>SO4

10、2-。在含有x mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示，則x=      mol?！窘馕觥块_始加入KIO3溶液時(shí)，最先與IO3¯反應(yīng)的微粒是HSO3¯，其還原產(chǎn)物為I¯，氧化產(chǎn)物為SO42-。當(dāng)HSO3¯反應(yīng)完后，b點(diǎn)到c點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為IO3¯+5 I¯+6H+=3I2+3H2O。所以0點(diǎn)到b點(diǎn)參加反應(yīng)的HSO3¯的物質(zhì)的量可利用電子守恒求解， n(HSO3¯)&#

11、215;2=1mol×6,所以x= 3 mol    答案：35. 多步反應(yīng)電子得失守恒問(wèn)題有的試題反應(yīng)過(guò)程多，涉及的氧化還原反應(yīng)也多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，若用常規(guī)方法求解和化學(xué)方程式求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變得很簡(jiǎn)單。解這類試題時(shí)，注意不要遺漏某個(gè)氧化還原反應(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過(guò)程，分析在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目?！纠?】現(xiàn)有鐵粉和氧化鐵的混合物共27.2 g，加入足量的稀硫酸使之充分反應(yīng)。當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，當(dāng)向溶液中滴加KSCN溶液時(shí)，溶液不顯血紅色。試求原樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為xmol，由電子得失守恒關(guān)系有：n(Fe)×2n(Fe2O3)×2n(H2)×2。即 (27.2-160x)÷56=x+(2.24/22.