得失電子守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用

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1、得失電子守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用何雨昊成都市玉林中學(xué)宜二摘要：在學(xué)習(xí)高中化學(xué)知識的過程中，我們會遇到各式各樣的問題，如何把這些問題歸類，獲得簡潔、高效的求解方法至關(guān)重要，得失電子守恒法在化學(xué)解題中就具有這樣的特點(diǎn)?；诖?，本文簡單地分析了得失電子守恒在氧化還原反應(yīng)范疇卜*相關(guān)計(jì)算問題的求解，并結(jié)合一些實(shí)際算例，闡述了得失電子守恒法在化學(xué)解題中的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：高屮化學(xué)：電子守恒;氧化還原反應(yīng);1概述自然界中的氧化還原反應(yīng)，其發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物中的物質(zhì)元素發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，有失去電子的還原劑，也有獲得電子的氧化劑，但是他們轉(zhuǎn)移的電

2、子數(shù)目是相等的，即為電子得失守恒規(guī)律?？紤]到氧化還原反應(yīng)中氧化劑同還原劑元素類別具有較復(fù)雜的特征，電子守恒關(guān)系存在一定的復(fù)雜性和難度。筆考在學(xué)習(xí)中將遇到的相關(guān)題型歸類處理，有助于牢岡掌握該知識點(diǎn)和以后的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，主要有以下三類：（1）求解氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)量和它們之間的比例；（2）求解氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物中包含的元素以及它們的化合價(jià)；（3）求解電化學(xué)題目和氧化還原反應(yīng)計(jì)算屮的計(jì)算問題。2得失電子守恒規(guī)律運(yùn)用原理探宄氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，氧化劑和還原劑發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，總量是相等的，求解該類題型的根木出

3、發(fā)點(diǎn)是基于此建立數(shù)學(xué)方程式。求解步驟如下:第一，精確辨識還原劑、氧化劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物;第二，計(jì)算發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的原子以及粒子數(shù);最后，結(jié)合題目屮的物質(zhì)量列出恒等式求解。3利用電子守恒求解題目類型3.1簡單反應(yīng)的電子得失守恒問題電子得失在氧化還原反應(yīng)中始終是對應(yīng)和等的，求解題目前必須先找到在反應(yīng)中發(fā)生化合價(jià)變化的元素，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)則要通過化合價(jià)升高或者降低的全部個(gè)數(shù)來確定。求解題0的原則算出還原劑失去的電子，也就是氧化劑得到的電子，通過求解這類題目，可獲得以下幾個(gè)方面的答案:確定化學(xué)式、化合價(jià)、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化劑、還

4、原劑；以及求解他們之間的數(shù)值關(guān)系。以下題為例說明：例一、工廠廢水中含有Cr2O7，考慮到對環(huán)境的影響，相關(guān)部門提出用硫亞鐵銨[FeSO,-(NH,)2S0.,*6H20]對其浄化處理，經(jīng)處理后得到含鐵和鉻的沉淀物，假設(shè)Fe和Cr都己經(jīng)完全析出，將其烘干以后，稱得nmolFe0?FeyCrxO3。假定整個(gè)過程都是理想狀態(tài)，請分析以下幾個(gè)問題。(1)求解廢水中Cr207的物質(zhì)量？(2)求解轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)量？⑶求解沉淀物Fe0?FeyCrx03中x和y的關(guān)系？解:根據(jù)題意可知，氧化還原反應(yīng)過程中，F(xiàn)e元素由+2價(jià)變?yōu)榈?3價(jià)，失去電子，C

5、r元素+6價(jià)降到+3價(jià)，獲得電子。結(jié)合反應(yīng)前后元素守恒得知廢水屮CnO7的物質(zhì)的量為nxmol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是3nxmol,結(jié)合得失電子守恒原理有y=3x,Fe元素守恒可以得出需要硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(3x+l)mol。3.2電化學(xué)中的得失電子守恒問題電化學(xué)是基于氧化還原反應(yīng)原理，利用氧化劑和還原劑發(fā)生電子轉(zhuǎn)移對電極進(jìn)行電解，陽極失去電子，而陰極得到電子，發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)保持一致，電化學(xué)的求解都是依據(jù)這個(gè)原則來求解的。以下題為例說明：例二、將若干量的Na2S0/泡和游液找一燒杯放罝，并將W根銅電極插入其中。若陰極收集到xmol氣

6、體的情況下,燒杯底部出現(xiàn)MgNa2S0410H20沉淀,溫度保持恒定，求剩余溶液屮Na2S0,的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？解:根據(jù)題意可知，銅為活性電極，陽極有:Cu-2e=Cu，陰極有:2H++2e-=ll2t，結(jié)合陽極和陰極得失電子數(shù)一致規(guī)律，當(dāng)陰極有brnolH2時(shí)，那么被電解掉的水為2bmol。結(jié)晶Na2S04?10H20是由電解掉的水和飽和溶液中的Na2S04組成，依然是飽和溶液，由此可以得出MSOi液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以轉(zhuǎn)換為求Na2S(V10HA結(jié)合以上分析有，剩余溶液中Na2SO,的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：3.3微粒先后反應(yīng)時(shí)電子守恒的問題由于物質(zhì)

7、的化學(xué)屬性不同，若存在一種氧化物氧化好兒種微粒的情況，那么根據(jù)還原屬性的強(qiáng)弱強(qiáng)進(jìn)行反應(yīng)排序。氧化性和還原性強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)結(jié)束后，依次反應(yīng)，計(jì)算中依然遵循得失電子守恒規(guī)律。分階段該原則均成立。例三、有以下幾種微粒在溶液屮的氧化性和還原性有以下順序:氧化性103—〉12〉SOb還原性HSO3—〉1—。向ymolNaHSO3溶液中一滴一滴加入KI03溶液。滴入的KI0:和混合溶液中析出的12的物質(zhì)的量如圖1所示，求X?圖1下載原圖解:滴入K103溶液，根據(jù)題意有，HS03_優(yōu)先與103—發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的還原產(chǎn)物為I'SO,是氧化產(chǎn)物。等H

8、SOr耗盡后，從b到C點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng)離子方程式是:IO3+5I+6H=3I2+3H2O。而從0點(diǎn)到b點(diǎn)，結(jié)合電子守恒定律得出參與反應(yīng)的I1S0廠物質(zhì)的量為:n(HSO3_)X2=lmolX6,因此x=3mol。3.4多種物質(zhì)參與反應(yīng)電子