“電子守恒法”在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用

第第頁“電子守恒法”在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用氧化還原反應(yīng)是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一，考查的方式多種多樣，采用合適的方法會(huì)簡(jiǎn)化解題過程、提高正答率.有的同學(xué)不能夠很好地運(yùn)用“電子守恒”這一氧化還原反應(yīng)的重要守恒規(guī)律，從而常常會(huì)感到氧化還原反應(yīng)的問題比較棘手，在平時(shí)的教學(xué)中也有學(xué)生常常問及此類的題目.在氧化還原反應(yīng)的定量計(jì)算的考查題型中如果能很好的利用這個(gè)守恒規(guī)律，會(huì)使問題簡(jiǎn)化、解題效率提高.現(xiàn)將電子守恒法在氧化還原反應(yīng)方程式的配平和定量計(jì)算兩個(gè)方面的應(yīng)用小結(jié)如下：

首先，氧化還原反應(yīng)方程式的配平雖然近幾年高考沒有直接考查，但它是將這部分知識(shí)融合在其他題中來考查的，因此，掌握利用電子守恒法來配平氧化還原反應(yīng)方程式是中學(xué)生必備的知識(shí)技能，并且這種方法很通用.

例1配平下列方程式

（1）NH3+O2NO+H2O

分析在反應(yīng)中N：―3價(jià)+2價(jià)，即每個(gè)N原子失去5e―，O：0價(jià)―2價(jià)即每個(gè)O2分子得到4e―，最小公倍數(shù)是20，所以，NH3計(jì)量數(shù)為4，O2計(jì)量數(shù)為5，然后再利用原子守恒可得到方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為

4NH3+5O2=4NO+6H2O

（2）FeS2+O2Fe2O3+SO2

分析此反應(yīng)中的FeS2中Fe、S元素的化合價(jià)均發(fā)生變化，因此要整體考慮，

FeS2：Fe：+2+3失1e―

2S：―1+4失10e―失11e―×4

O2：2O：0―2得4e―×11

即可得到FeS2，O2的計(jì)量數(shù)分別為4、11，再由原子守恒可得：

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

（3）P+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4

分析此反應(yīng)中生成物中的Cu3P中Cu、P元素的的化合價(jià)均發(fā)生變化，因此也要作為整體考慮，且此方程式要從生成物開始配平，

3Cu：+2+1得3e―

P：0―3得3e―Cu3P得6e―×5

P：0+5失5e―H3PO4失5e―×6

即可得到生成物中：Cu3P、H3PO4的計(jì)量數(shù)分別為5、6再利用原子守恒即可得到方程式的計(jì)量數(shù)為

11P+15CuSO4+24H2O

5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4

其次，在氧化還原反應(yīng)的相關(guān)定量計(jì)算中，很好的利用電子守恒法也可使解題過程簡(jiǎn)化，便于理解.

例2將3.48gFe3O4完全溶解在10mL，1mol/LH2SO4（aq）中，然后加入K2Cr2O7（aq）25mL，恰好使溶液中Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，Cr2O2+7全部還原為Cr3+，則K2Cr2O7（aq）的物質(zhì)的量濃度為

A.0.05mol/LB.0.1mol/L

C.0.2mol/LD.0.3mol/L

分析此題考查的就是學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)，并需要寫出化學(xué)方程式，利用電子得失守恒即可找出物質(zhì)之間的量的關(guān)系，F(xiàn)e3O4中有13的Fe為+2價(jià)，且Fe2+被氧化為Fe3+只失1e―，即

n（Fe3O4）=n（Fe2+）=n（e―），

K2Cr2O7中+6價(jià)Cr被還原為Cr3+需得3e―，即

6n（K2Cr2O7）=n（e―），

由電子守恒可得

n（Fe3O4）=n（e―）=6n（K2Cr2O7），

n（Fe3O4）=3.48g232g/mol=0.015mol，

n（K2Cr2O7）=n（Fe3O4）6=0.0025mol，

則c（K2Cr2O7）=0.0025mol0.025L=0.1mol/L，

答案為選項(xiàng)B.

例311.2gCu、Mg混合粉末溶解在一定量的某濃度的稀硝酸中，當(dāng)金屬粉末完全溶解后，收集到0.2mol的NO氣體（設(shè)稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO），反應(yīng)后的溶液中加入足量的KOH溶液，可生成氫氧化物沉淀質(zhì)量

A.18.8gB.20g

C.22gD.21.4g

分析此題如果常規(guī)思維會(huì)先求出得到Cu、Mg的物質(zhì)的量，再求出Cu（OH）2、Mg（OH）2的物質(zhì)的量，最后求出總質(zhì)量.但采取電子守恒法計(jì)算過程就會(huì)簡(jiǎn)單得多，0.2mol的NO得到電子的物質(zhì)的量即為Cu2+、Mg2+結(jié)合OH―的物質(zhì)的量，生成氫氧化物的質(zhì)量即為金屬的質(zhì)量和OH―的質(zhì)量之和，

n（OH―）=n（e―）=3n（NO）=0.6mol，

所以，m總=m（Cu、Mg）+m（OH―）

=11.2g+0.6×17g=21.4g，

即答案為選項(xiàng)D.

例4Cu2S與一定濃度的HNO3反應(yīng)，生成Cu（NO3）2、CuSO4、NO2、NO和H2O，當(dāng)NO2和NO的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí)，實(shí)際參加反應(yīng)的Cu2S與HNO3的物質(zhì)的量之比為

A.1∶7B.1∶9C.1∶5D.2∶9

分析此題不需要寫出化學(xué)方程式，利用電子守恒可得出Cu2S與NO2、NO物質(zhì)的量的關(guān)系，每摩爾Cu2S生成Cu（NO3）2、CuSO4失去電子為10mol，每摩爾NO2、NO生成時(shí)得到4mol電子，利用電子守恒可得

2n（Cu2S）=5[n（NO2）+n（NO）]，

再結(jié)合原子守恒反應(yīng)中

n（Cu2S）=n[Cu（NO3）2]，

兩式結(jié)合可得實(shí)際參加反