電子守恒法(得失電子數(shù)相等關系).doc

守恒計算問題守恒計算問題是指利用某種量的相等關系進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)量的結果(電子 化合價，原子 質(zhì)量)。它的一般解題方法是設一個未知數(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)相等關系，下面分別討論之。三電子守恒法(得失電子數(shù)相等關系)在氧化還原反應中，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2103 mol的還原，則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價是(MCE91) ( D )A1 B2 C3 D4解析：該反應中， 將被氧化為，0.13022(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2.4103 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2.4103x0.060.12，x5，550。應選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 / L的K2Cr2O7溶液完全反應，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：0.020.022(6x)0.0240.05(64)，x3，應選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)氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移守恒，設X在還原產(chǎn)物中的化合價為x，則有2.4 mol / L0.25 L20.2 mol(6x)2，x3，答：X在還原產(chǎn)物中的化合價為3。2、求物質(zhì)的量1將m mol Cu2S和足量稀HNO3反應，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。則參加反應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，應選C。2，硫酸銨在強熱條件下分解，生成NH3、SO2、N2和H2O，反應中生成的氧化產(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：該反應的氧化產(chǎn)物是N2，還原產(chǎn)物是SO2，設其物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，由電子守恒得：2x(30)y(64)，xy 13，應選A。3在PCuSO4H2O Cu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反應中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為 ( A )解析：該反應的氧化劑為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，應選A。4在反應3BrF35H2OHBrO3Br29HFO2，若有5 mol H2O作為還原劑時，被還原的BrF3的物質(zhì)的量為 ( D )A. 3 mol B. 2 mol C. mol D. mol解析：該反應的氧化劑為BrF3，還原劑為BrF3、H2O，本題只要求H2O還原BrF3的物質(zhì)的量，設5 mol H2O能還原BrF3 x mol，由電子守恒得：x(30)5(20)，x，應選D。5往100 mL溴化亞鐵溶液中緩慢通入2.24 L(標準狀況)氯氣，反應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。設原FeBr2的物質(zhì)的量濃度為x，根據(jù)氧化還原反應中，得電子總數(shù)等于失電子總數(shù)，(1分)可得：(x2x )0.1 L12 x1.2 molL1 解法二：電中性法。反應后所得溶液中的離子有Fe3+、Cl和Br(剩余)。3xx22，x1.2 molL1。6某溫度下，將Cl2通入KOH溶液中，反應后得到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。所以被還原的氯與被氧化的氯的原子個數(shù)比為11x(x2x )113，應選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。當固體粉末完全溶解時，收集到3.36 L(標準狀況下測定)氣體，當向溶液中加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)量分數(shù)；(2) 上述硫酸的物質(zhì)的量濃度。解析：本題涉及的反應共有5個，關系錯綜復雜，所以用常規(guī)方法利用化學方程式求解，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得到電子總數(shù)這一關系，則解法就簡單明了。(1) 設Fe2O3的物質(zhì)的量為x，由電子得失守恒關系有：n(Fe)2n(Fe2O3)2n(H2)2x，得x0.03 molFe2O3%100%32.26%(2) 設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系式：2NaOH Na2SO4 H2SO40.15 L5 mol / L0.125 L2yy3 mol / L3、配平1在xR2+yH+O2mR3+nH2O的離子反應中，化學計量數(shù)x _。解析：氧化劑O2得電子總數(shù)為22e，還原劑R2+ 失電子總數(shù)為x(32)e，由電子守恒得：22x(32)，x4。2已知反應：AgFCl2H2O AgClAgClO3HFO2，配平后，AgClO3系數(shù)為b，O2的化學計量數(shù)為c，則AgCl的化學計量數(shù)為_。解析：該反應的氧化劑為Cl2，還原劑為Cl2、H2O，設AgCl系數(shù)為x，由電子守恒得：x1b52c2，x5b4c。4、求質(zhì)量1在NxOyNH3 N2H2O(未配平)的氧化還原反應中，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：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，充分反應后，將產(chǎn)生的氣體全部吸收到一容器中。反應完畢，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)，待反應完全后，測得容器內(nèi)還余下一氧化氮氣體0.448 L(標準狀況下體積)。若在收集氣體過程中，無別的物質(zhì)進入容器，則參加反應的銅的質(zhì)量為_g。解析：本題涉及的反應有以下幾個：Cu4HNO3(濃) Cu(NO3)22NO22H2Ox 2x 2Cu(NO3)2 2CuO4NO2O23NO2H2O 2HNO3NO 2x 0.02 molx0.03 mol，Cu的質(zhì)量為0.03 mol64 g / mol1.92 g。如果按反應順序，根據(jù)各物質(zhì)在反應中物質(zhì)的量的關系進行比例計算，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在反應中得電子總數(shù)應等于Cu在反應中失去電子總數(shù)，就很容易解出此題。反應中硝酸還原成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 mol64 g / mol1.92 g。3取0.04 mol KMnO4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，在反應后的殘留固體中加入過量的濃鹽酸并加熱充分反應又收集到b mol單質(zhì)氣體，設Mn元素全部以Mn2+存在于反應后的溶液中。(1) ab (用x表示)；(2) 當x 時，(ab )取最小值，且最小值為 ；(3) 當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 K2MnO4 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0.045a4b2，2ab0.1，b0.12a，ab0.10.02x(2) x1，ab0.10.0210.08(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：(MCE96.21) 負極：Pb PbSO42e 正極：PbO24H+2e PbSO42H2O 今若制得Cl2 0.050 mol，這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至