利用电子守恒法巧解化学计算题论文

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高中化学电子守恒

高中化学电子守恒

高中化学电子守恒篇一:高中化学守恒法解题技巧化学守恒法解题技巧守恒法是一种中学化学典型的解题方法,它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解,可以免去一些复杂的数学计算,大大简化解题过程,提高解题速度和正确率。

它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式,不去探求某些细微末节,直接抓住其中的特有守恒关系,快速建立计算式,巧妙地解答题目。

物质在参加反应时,化合价升降的总数,反应物和生成物的总质量,各物质中所含的每一种原子的总数,各种微粒所带的电荷总和等等,都必须守恒。

所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据,守恒法往往穿插在其它方法中同时使用,是各种解题方法的基础,利用守恒法可以很快建立等量关系,达到速算效果。

一、质量守恒质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等的原理,进行计算或推断。

主要包括:反应物总质量与生成物总质量守恒;反应中某元素的质量守恒;结晶过程中溶质总质量守恒;可逆反应中反应过程总质量守恒。

例1、在反应X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比为22:9,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR,则在此反应中Y和M的质量比为()(A)16:9 (B)23:9 (C)32:9 (D)46:9例2、1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的()(A)96倍(B)48倍(C)12倍(D)32倍练习:1、将100℃的硫酸铜饱和溶液200克蒸发掉50克水后再冷却到0℃时,问能析出胆矾多少克?若在100℃硫酸铜饱和溶液200克里加入16克无水硫酸铜,应有多少克胆矾析出?(硫酸铜溶液度100℃时为75.4克。

0℃时为14.3克)(130.48克4.34克)2、在一定条件下,气体A可分解为气体B和气体C ,其分解方程式为2A====B+3C 。

若已知所得B和C混合气体对H2的相对密度为42.5。

求气体A的相对分子量。

(17)3、为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度,称取亚硫酸钠4g置于质量为30g的烧杯中,加入6mol/L盐酸18mL(密度为1.1 g/cm3),反应完毕后,再加2mL盐酸,无气体产生,此时烧杯及内盛物物质为54.4g,则该亚硫酸钠试剂的纯度为百分之几?4、向KI溶液中滴入AgNO3溶液直至完全反应,过滤后滤液的质量恰好与原溶液质量相等,则AgNO3溶液中溶质的质量分数为多少?二、物质的量守恒物质的量守恒是根据反应前后某一物质的量不变的原理进行推导和计算的方法。

浅谈守恒法巧解有关硝酸的典型计算

浅谈守恒法巧解有关硝酸的典型计算

浅谈守恒法巧解有关硝酸的典型计算硝酸是一种常见的无机化合物,化学式为HNO3、守恒法是化学计算中常用的一种方法,用于计算化学反应中各种物质的质量、摩尔数或体积的关系。

下面将以守恒法为基础,对有关硝酸的典型计算进行简要探讨。

首先,我们可以考虑一种常见的硝酸的制备实验:用氧化亚氮与氧反应制备硝酸。

化学方程式如下:2NO(g)+O2(g)->2NO2(g)2NO2(g) + H2O(l) -> HNO2(aq) + HNO3(aq)在这个实验中,氧化亚氮(NO)气体与氧气(O2)气体反应生成二氧化氮(NO2)气体,再与水反应生成亚硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3)。

为了使用守恒法解决这个问题,我们需要先了解反应物和生成物之间的摩尔关系。

根据化学平衡原理,反应物和生成物的摩尔比应满足化学方程式中的系数比。

首先,我们假设氧化亚氮和氧的初始摩尔数分别为n1和n2、根据化学方程式,反应得到的二氧化氮的摩尔数即为n1,并且生成的亚硝酸和硝酸的摩尔数应分别为n1/2和n1/2接下来,我们假设生成的亚硝酸的摩尔数为n3,生成的硝酸的摩尔数为n4、根据化学方程式,生成的亚硝酸和硝酸的摩尔数应满足如下关系式:2n1=n32n1=n4我们还需要考虑到物质的守恒,即物质的质量守恒和电荷守恒。

对于质量守恒,我们可以将反应物的质量与生成物的质量逐一比较。

对于电荷守恒,反应物和生成物的总电荷数应相等。

根据上述守恒条件和关系式,我们可以通过代入数据和解方程来计算出每个物质的摩尔数。

例如,我们假设初始状态下氧化亚氮的摩尔数为0.1 mol,氧气的摩尔数为0.2 mol。

代入关系式,可以得到二氧化氮的摩尔数为0.1 mol,亚硝酸和硝酸的摩尔数均为0.05 mol。

通过计算可以得出,摩尔为单位的物质质量可以通过其摩尔数与摩尔质量的乘积来计算。

例如,硝酸的摩尔质量为63 g/mol,因此硝酸的质量为0.05 mol * 63 g/mol = 3.15 g。

电子守恒定律在化学计算中的应用

电子守恒定律在化学计算中的应用

电子守恒定律在化学计算中的应用氧化一还原反应是中学化学学习的主线,也是高考必考的考点之一。

在氧化一还原反应中遵循电子守恒,即氧化剂得到电子物质的量(或个数)等于还原剂失去电子的物质的量(或个数)。

若将电子守恒规律应用来解化学计算题,可以大大简化我们的计算过程,收到事半功倍的效果。

下面通过几个例题,谈谈电子守恒定律在化学计算中的应用。

一、在“活泼金属与酸或水反应产生氢气”类题中的应用活泼金属与酸或水反应产生氢气这类题很常见,很多学生认为解这类题比较难,我认为根本原因是没有弄清这类反应的实质:活泼金属失去电子,+1价的氢得到电子,而金属失去电子的物质的量等于生成氢气所需得到电子的物质的量,即n(金属)xAn==n(氢气)x2(n(金属):金属的物质的量,An:金属变化的化合价,n(氢气):氢气的物质的量) 例1A、B是同一短周期的两种元素,9gA单质跟足量的B的气态氢化物水溶液反应,产生11.2L氢气(标准状况下),A和B可形成化合物AB,,A原子核里中子数比质子数多1,通过计算确定A、B各为哪种元素。

解析:根据A、B可形成化合物AB,及A单质与足量的B的气态氢化物水溶液反应产生H2,可知A为金属元素且在上述反应中化合价表现为+3,n(H:)一11.2L+22.4L/mol-=0.5mol,n(金属)一9g~Mg·rnol 代入上述公式:9g~Mg·molx3-~-0.5molx2,得M一27g/mol,所以A为A1元素,可以进一步确定B为C1元素。

二、在金属与硝酸反应类题中的应用例25.12g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况下的气体3.36L,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需要通入多少升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液? 解析:铜失去电子的物质的量==被还原的硝酸得到电子的物质的量=氧化硝酸的还原产物NO、NO:消耗的氧气的物质的量,省去中间计算,即铜失去电子的物质的量=氧气得到电子的物质的量。

巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题

巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题

巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题摘要:得失电子守恒是氧化还原反应的本质特征,电子守恒法是中学化学计算中的基本解题方法。

本文结合教学过程中常见的几种情况对此进行了系统的总结归纳。

关键字:电子守恒;氧化还原;计算氧化—还原反应的本质是电子得失或偏移,在同一个氧化—还原反应里,氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数,而电解或电镀实际上也是发生氧化—还原反应,因此,在同一时间内,阴极上物质得到电子的数目等于阳极上物质失去电子的数目。

利用得失电子守恒来建立等式是快速解决氧化还原反应计算题的基本方法。

下面通过几个例题,谈谈电子守恒法在氧化还原反应计算中的应用。

一、省去中间过程,简化计算新课程教育网@版权所有例1:将1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中,随着反应的进行,生成气体的颜色逐渐变浅,当铜完全溶解后,共收集到χ?mL气体(标准状况)。

将盛有等量该气体的容器倒入水中,欲使容器内气体恰好完全溶解于水,试求需通入氧气的体积(标准状况)?新课程教育网@版权所有解析:由题意可知,铜与一定量的浓硝酸反应,先生成红棕色的NO2,后生成无色的NO;若用常规解法,应先求出NO、NO2的物质的量,再根据:计算出的物质的量,并求出其体积,此方法运算量大,中间计算多且复杂,容易出错。

用电子守恒法综合考虑,可省去中间的各步计算,使计算简化。

若由图示题意:新课程教育网@版权所有HNO3→?NO、NO2(χ?mL)→?HNO3新课程教育网@版权所有????就可发现Cu失去的电子总数等于O2得到的电子总数,即有2Cu~O2新课程教育网@版权所有新课程教育网@版权所有?二、判断氧化产物或还原产物的化合价?例2:24mL 溶液,恰好与20mL溶液完全反应,则铬元素在还原产物中的化合价为()A. +6B. +3C. +2D. 0解析:反应中的化合价变化为:Cr +6→?x↑ ,S +4→?+6↓6-4=2。

则有:三、在电解类题中的应用例3、用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中,通电电解,当电解液的PH 从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有H2析出,且电解前后溶液体积不变),电极上应析出银的质量是()。

转移电子守恒法在硝酸试题中的应用

转移电子守恒法在硝酸试题中的应用

“守恒”原理在金属与硝酸反应计算中的巧用观察不同金属与硝酸反应的化学方程式,发现只要硝酸的还原产物相同,则硝酸的还原产物与硝酸的物质的量之比相同。

运用这一规律,可简化金属与硝酸反应的有关计算,其原理和计算方法推导如下:金属与硝酸反应的有关计算,包含了电子守恒、电荷守恒、原子守恒等多种守恒原理,抓住本质,串联各种守恒关系,可得到以下计算硝酸用量的等量关系:还原产物得电子数=金属失去电子数=金属所带正电荷数=所结合的NO 3-数电子守恒 电荷守恒 电荷守恒 n(HNO 3)总 = 还原产物中N 原子物质的量+金属离子结合的NO 3- 物质的量原子守恒 所以:)[问题]取一定质量的Fe 、Cu 混合物粉末平均分成三份:①第一份加入到100mL 某稀硝酸中,充分反应后,剩余金属18.8g ,并放出0.10molNO 气体;②第二份加入到200mL 相同浓度的稀硝酸中,充分反应后,剩余金属9.6g ;③第三份加入到过量相同浓度的稀硝酸中,金属完全反应,求:(1) 此稀硝酸的物质的量浓度。

(2) ②中产生NO 的物质的量。

(3) 每份金属混合物中,含Fe 、Cu 的物质的量。

(4) 使②中金属完全溶解,至少还需加入此稀硝酸的体积及又放出NO 的物质的量。

(5) ③中生成NO 的总物质的量和消耗硝酸的总物质的量。

[问题解析](1)①中金属剩余,即HNO 3完全反应,根据总守恒关系:NO~4HNO 3C(HNO 3) =3()4()n NO V HNO ⨯ = 0.1040.10mol L ⨯ = 4.0mol/L(2)n(NO) =3()4n HNO = 4.0/0.204mol L L⨯ =0.20mol (3)根据电子守恒:3Cu~2NO 3Fe~2NO②比①多生成0.10molNO ,说明②比①多溶解了0.15mol 金属,若全为Fe ,则溶解了8.4g ,若全为Cu ,则溶解了9.6g ,而8.4g ﹤(18.8-9.6)g ﹤9.6g ,说明②比①多溶解了Fe和Cu,且①中溶解的全是Fe,②中剩余的金属只有Cu。

浅谈如何用“得失电子守恒法”巧解高中化学计算题

浅谈如何用“得失电子守恒法”巧解高中化学计算题

浅谈如何用“得失电子守恒法”巧解高中化学计算题作者:惠忠艳来源:《中学课程辅导·教学研究》2020年第08期摘要:得失电子守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧,也是高考试题中应用最多的方法之一,其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。

關键词:得失电子守恒法;高中化学;计算题中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)04-0130“得失电子守恒法”是依据氧化还原反应的本质:电子转移(即电子的得失与偏移),同一氧化还原反应中转移电子的总数的守恒,凡是属于氧化还原反应或电化学中的计算习题,均可采用“得失电子守恒法”进行计算。

“得失电子守恒法”的理论依据为:“氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数”。

化学计算是从量的方面来反应物质的组成、结构、性质及变化规律,它具有情境新颖、信息量大、化学知识丰富、综合性强等特点,它不仅能用来考查学生的思维能力和自学能力,还可以用来考查学生应用各方面知识进行判断、推理和分析、综合的能力、逻辑思维、抽象思维的能力。

因此,这类试题区分度较大,具有选拔优秀学生的功能。

选用合适的方法解计算题,不但可以缩短解题的时间,还有助于减小计算过程中的运算量,尽可能地降低运算过程中出错的机会。

而化学计算往往离不开“三大守恒”定律,即原子守恒(质量守恒)、得失电子守恒、电荷守恒。

守恒的实质就是利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而找出量的关系,基于宏观统揽全局而避开细枝末节,简化步骤,方便计算。

通俗地说,就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量来解决问题,其目的是简化步骤,方便计算。

一、与电化学结合原电池的负极和电解池的阳极失去电子发生氧化反应;原电池的正极和电解池的阴极得电子发生还原反应;正极与负极,阴极与阳极得失电子相等。

在书写电极反应式时,还应该注意原子守恒,得失电子守恒,电荷守恒。

电子守恒法在解题中的应用

电子守恒法在解题中的应用

电子守恒法在解题中的应用作者:刘辉来源:《中学生数理化·教与学》2011年第02期化学计算是历年来高考理综化学考查的重点内容之一从近年高考理综化学试题的答题情况来看,计算部分往往是考生的失分点,尤其是有关氧化还原反应的计算,掌握计算方法往往能化难为易,起到事半功倍的效果氧化还原反应是中学化学学习的主线,也是高考必考的内容之一在氧化还原反应中遵循电子守恒规律,即氧化剂得到电子的物质的量(或个数)等于还原剂失电子的物质的量(或个数),若将电子守恒规律应用到解化学计算题,就可以大大简化计算过程下面通过几个例题浅谈电子守恒法在解题中的应用一、在活泼金属与酸或水反应产生氢气中的应用活泼金属与酸或水反应产生氢气这类题很常见,很多学生认为解这类题比较难,我认为根本原因是没有弄清这类反应的实质,活泼金属失电子,+1价氢得电子,而金属失电子的物质的量等于生成氢气所需得到电子的物质的量例1 A、B是同一短周期的两种元素,9gA单质跟B的气态氢化物水溶液反应,产生11.2L氢气(标准状况下),A和B可形成化合物AB3,A原子核里中子数比质子数多1请通过计算确定A、B各为哪种元素解析:根据A、B可形成化合物AB3及A单质与足量B的气态氢化物水溶液反应产生氢气,可知A为金属且在反应中化合价为+3价,n(H2)=11.2L/22.4L·mol-1=0.5mol,n(A)=9M,所以3×9M=0.5×2,故M=27g/mol;根据A原子核里中子数比质子数多1求出A为铝元素,进一步确定B为氯元素二、在金属与硝酸反应一类题中的应用例2 5.12g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完全时,共收集到标准状况下的气体3.36L若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?解析:该题若用常规解法,应先求出NO和NO2的物质的量,再根据化学反应方程式:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,计算O2的物质的量,并求出其体积此方法运算量大,计算步骤多且易出错可用电子守恒法解:根据题意,铜失电子的物质的量等于被还原的硝酸得电子的物质的量还等于硝酸的还原产物NO、NO2消耗的氧气得电子的物质的量,省去中间计算,即简化为:铜失电子的物质的量等于氧气得电子的物质的量所以需通入0.896L标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液三、在判断氧化产物或还原产物化合价中的应用例3 12mL浓度为0.10mol/L的Na2SO3溶液,恰好与10mL浓度为0.04mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应,通过计算确定Cr元素在还原产物中的化合价解析:该题用常规方法求解比较困难我们不知道还原产物的化学式,也写不出该反应的化学反应方程式可用电子守恒法解:在Na2SO3与K2Cr2O7发生氧化还原反应中,Na2SO3是还原剂,1molNa2SO3失2mol电子,K2Cr2O7是氧化剂得电子,两者得失电子物质的量相等设还原产物中Cr元素的化合价为x.则0.012L×0.1mol/L×2=0.01L×0.04mol/L×2×(6-x)x=3所以Cr元素在还原产物中的化合价为+3价四、在电解电解质溶液中的应用例4 以惰性电极电解CuSO4溶液,若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol,则阴极上析出Cu的质量为()A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g解析:常规解法是根据电解原理,以惰性电极电解溶液,在阳极上产生的气体为O2,要想计算出Cu的质量,先写出电解反应方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4,找出氧气与铜的关系,计算铜的物质的量为0.02mol,再确定铜的质量为1.28g,电解方程式比较复杂,这样处理容易出错且浪费时间可用电子守恒法:电解时阳极失去电子总数与阴极得到电子总数相等,可得:0.0100mol×4=n(Cu)×2,再计算铜的质量为1.28g答案为B五、在判断不熟悉反应中氧化与还原产物的物质的量之比中的应用例5 (NH4)2SO4在强热的条件下分解,生成NH3、SO2、N2和H2O,试求反应中SO2和N2的物质的量之比解析:常规解法:先写出(NH4)2SO4分解的反应方程式,然后配平,最后求解,这种解法耗时较多可用电子守恒法:分析发现,SO2是还原产物、N2是氧化产物,生成SO2得到电子的物质的量应等于生成N2失去电子的物质的量;生成1molSO2得2mol电子,生成1molN2失6mol电子,所以SO2与N2的物质的量之比为3∶1。

得失电子守恒在计算中的应用

得失电子守恒在计算中的应用

As2 O3 的质量分数的实验过程如下:
解得:b = 3ꎬ答案选 B.
AsO 、AsO34 - 的混合溶液 100mL.
4) × 0. 05molL - 1 × 0. 024L
a. 称取 m g 粗产品溶解于 NaOH 溶液ꎬ得到含
3-

例 2 Na2 S x 在碱性溶液中可被 NaClO 氧化为
数ꎬ图 3 数据误差较大ꎬ删除该数据ꎬ再由图 2 和图
+5
+4
+5
+2
氧化剂:N → N 得(5 - 4) n( N)
N → N 得(5 - 2) n( N)
+1
+2
4 数据求平均数得消耗 I2 标准溶液 20mLꎻ氧化剂中
还原剂:Cu→Cu 失(2 - 1) n( Cu)
升高到 + 5 价.
— 138 —

)n(S)

b. 分 别 移 取 25. 00mL 上 述 溶 液ꎬ 用
0. 02500molL - 1 的 I2 标 准 溶 液 进 行 滴 定 ( I2 将
AsO33 - 氧化为 AsO34 - ꎬ淀粉溶液为指示剂) . 每次滴
定开始时液面读数如图 1 所示ꎬ三次滴定结束时ꎬI2
= 2. 5 mol + 2. 5 mol + 2 mol = 7 mol. 答案选 A.
上述通过实例分别阐述了基础版、升级版和高
级版等量关系式的用法. 并且对于基础版部分做了

n( As2 O3 ) 总 M
1. 0 × 10 - 3 mol × 198gmol - 1


mg
mg
0. 198
× 100%
化合价由 + 5 降低到 + 4、由 + 5 降低到 + 2ꎻ还原剂

面对高考浅谈守恒法在高中化学计算中的应用

面对高考浅谈守恒法在高中化学计算中的应用

浅谈守恒法在高中化学计算中的应用化学组舒少华化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。

守恒的实质:利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而找出量的关系,基于宏观统览全局而避开细枝末节,简化步骤,方便计算。

通俗地说,就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量来解决问题。

目的是简化步骤,方便计算。

下面我就结合例题列举守恒法在化学计算中常见的应用。

一、质量守恒质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。

例1.反应A + 3B = 2C,若 7g A和一定量 B 完全反应生成 8.5g C,则A、B、C的相对分子质量之比为()。

A、14:3:17B、28:2:17C、1:3:2D、无法确定答案:B− D例2.A、B、C三种物质各15 g,发生如下反应:A+B+C−→反应后生成D的质量为30 g。

然后在残留物中加入10 g A,反应又继续进行,待反应再次停止,反应物中只剩余C,则下列说法正确的是( )A.第一次反应停止时,剩余B 9 gB.第一次反应停止时,剩余C 6 gC.反应中A和C的质量比是5∶3D.第二次反应后,C剩余5 g答案:D解析:第一次反应 A 不足,因为第一次反应后加入 A 又能进行第二次反应。

第二次反应后,只剩余 C,说明 A、B 恰好完全反应。

则:m反(A)∶m反(B) = (15 g+10 g)∶15 g = 5∶3第一次反应耗 B 的质量m B为:15 g∶m B=5∶3,m B=9 g即第一次反应后剩余B质量为:15 g-9 g=6 g。

可见(A)选项不正确。

根据m A+m B+m C=m D ,可知生成30 g D时消耗C的质量。

m C=30 g-15 g-9 g=6 g即第一次反应后剩余C质量为:15 g-6g=9g。

得失电子守恒法在化学解题中的应用

得失电子守恒法在化学解题中的应用

得失电子守恒法在化学解题中的应用何雨昊【摘要】在学习高中化学知识的过程中,我们会遇到各式各样的问题,如何把这些问题归类,获得简洁、高效的求解方法至关重要,得失电子守恒法在化学解题中就具有这样的特点.基于此,本文简单地分析了得失电子守恒在氧化还原反应范畴下相关计算问题的求解,并结合一些实际算例,阐述了得失电子守恒法在化学解题中的应用价值.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)033【总页数】2页(P18-19)【关键词】高中化学:电子守恒;氧化还原反应【作者】何雨昊【作者单位】成都市玉林中学高三11班,四川成都 610000【正文语种】中文自然界中的氧化还原反应,其发生反应的本质是反应物中的物质元素发生了电子转移,有失去电子的还原剂,也有获得电子的氧化剂,但是他们转移的电子数目是相等的,即为电子得失守恒规律。

考虑到氧化还原反应中氧化剂同还原剂元素类别具有较复杂的特征,电子守恒关系存在一定的复杂性和难度。

笔者在学习中将遇到的相关题型归类处理,有助于牢固掌握该知识点和以后的学习和复习,主要有以下三类:(1)求解氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的物质量和它们之间的比例;(2)求解氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物中包含的元素以及它们的化合价;(3)求解电化学题目和氧化还原反应计算中的计算问题。

探究氧化还原反应的本质,氧化剂和还原剂发生电子转移,总量是相等的,求解该类题型的根本出发点是基于此建立数学方程式。

求解步骤如下:第一,精确辨识还原剂、氧化剂、还原产物、氧化产物;第二,计算发生电子转移的原子以及粒子数;最后,结合题目中的物质量列出恒等式求解。

电子得失在氧化还原反应中始终是对应相等的,求解题目前必须先找到在反应中发生化合价变化的元素,发生电子转移的总数则要通过化合价升高或者降低的全部个数来确定。

求解题目的原则算出还原剂失去的电子,也就是氧化剂得到的电子,通过求解这类题目,可获得以下几个方面的答案:确定化学式、化合价、氧化产物、还原产物、氧化剂、还原剂;以及求解他们之间的数值关系。

电子守恒法在化学计算中的妙用

电子守恒法在化学计算中的妙用
+ 3 ) = 1 6 : 4 = 4 : 1 。 三、 电 子 守恒 法 在 反 应 中预 测 产
根据 电子守恒 规 律 ,铜 失去 的 电 子 全 部 转 移 给 了二 氧 化 氮 和 一 氧 化 氮 ,二氧 化氮 和一 氧化 氮 又把 电子 全 部转 移给 了氧 气 。综观 全局 ,相 当于 铜 把 电子 通 过 二 氧 化 氮 和 一 氧 化 氮 这两 个 中间 媒 介最 终 传 递 给 了氧 气 ,
则能达 到化繁为简 、 事半功倍 的 目的。
的物 质 的量 为分 别 为 鼽3 , 则化 合 价
升高 的总数 为 + 5 ×x = 1 6 x 。 由得失电子数相等可知必有 1 6 x C 1 一 生成 。所 以被还 原 的氯原 子与 被氧 化
的氯 原 子 的物 质 的量 之 比 为 1 6 x:
面去考 虑 问题 ,经 常进 行灵 活 多变 的
训练, 那么思路拓宽了, 解决问题的办
法 就会 更 多、 更合理 、 更简 单 。

设需 氧气 的体积 为 V L( 标 准 状
况) 。
设 反 应 消 耗 的 锌 的 物 质 的量 为 5 m o l , 则 反 应掉 的硝 酸 为 1 2 m o l , 生 成 硝酸锌 时 消耗硝 酸 5 m o l ×2 = l O m o l , 所 以剩 余 2 m o l 硝酸, 假 设剩 余 的硝 酸 全 部被 还原 ,设还 原产 物 中 N的化 合 价
N 2 。
解得 : =0 , 即硝 酸 的还 原产 物 为 假 设剩余 2 m o l 硝 酸部 分被 还 原 ,
可 以通 过验 证排 除 D 。 因为 只能 生成 l m o l N H  ̄ N O 3 ,则得

妙招解难题——电子得失守恒法在计算题中的应用

妙招解难题——电子得失守恒法在计算题中的应用

得 电子 : F e 2 O 3 一F e 一 F e 2 ; C u O -  ̄ C u 一C u ; H。 _
H2 。
根据 电 子 得 失 守 恒 有 2 n( F e ) 一2 n ( F e 2 O 。 ) +
2 n ( Cu O) +2 n ( H2 ) ,
) 。
B _ 4 5 mL C . 3 0 mL D. 1 5 mL
八 6 O mL
设5 . 7 6 g 合金 中 F e ( ) 3的物 质 的量 为 z mo l , 则 没 被腐蚀 的 F e的物 质 的量 为 ( 0 . 4 一 ) mo l , 合金中 c u O
的 物质 的 量 为 Yt oo l 。
失 电子 : F F e 。
量为 3 . 2 g 。
失守恒法求解 。经分析知 n oo t l 气体为 0 2 , b mo l 气体为 C l , 生成 O 2 和C l 所失去 的电子数 等于 KMn O 4 得到的
电 子 数 。根 据 电 子 得 失 守 恒 有 4 n +2 b 一0 . 0 4 x 5 —
解析 : ( I ) 此 过 程 涉 及 的反 应 也 很 多 , 且 均 为 氧 化 还
逐渐缓慢加入 至过量 , 测得 产生 的气 体为 V mL; 过滤得
浅 绿 色 溶 液 A( 不含 C U 2 ) 和滤渣 B 。
原反应 , 利用化学方程式求解 比较 困难 。可利 用 电子得
②将 滤渣 B投人 到 一定 浓 度 的 HNO s中 , 完 全溶 解, 收集产生 的气 体 , 经 分析气 体是 N O和 NO 2 混合气 体, 总体积 8 9 6 mL , 其中 N 0 体积为 2 2 4 mI 。 . ③将① 中所得滤 液加入 到 同浓度 足量 的 HN( ] 3中 , 充分反应后再加入足量 的 Na OH溶液 , 将产生 的沉淀全 部滤 出 , 充分 加热 灼烧 得红 棕色 固体 , 称量该 固体 的质

利用电子守恒法巧解化学计算题

利用电子守恒法巧解化学计算题

利用电子守恒法巧解化学计算题作者:董西侠来源:《新课程·教研版》2011年第03期氧化还原反应是中学化学学习的重点和难点,也是历年高考热点之一。

从近几年高考试题的走向来看,出现了一种难度较大,以考查能力为导向的新题型:求氧化产物和还原产物的物质的量的比;给出陌生的物质,判断反应后的化合价或是否是氧化产物、还原产物等。

尽管形式千变万化,但都离不开判断化合价的升降、电子的转移、电子数的守恒。

下面仅通过几个实例,谈谈电子守恒法在化学计算中的应用。

一、判断氧化产物或还原产物的化合价例1.24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液,恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L -1的K2Cr2O7溶液完全反应,则Cr元素在还原产物中的化合价为()A.+6B.+3C.+2D.0解析:反应中Cr元素的化合价变化为2×(6-x),S元素的化合价变化为6-4=2。

20×10-3×0.02×2×(6-x)=24×10-3×0.05×2,则x=3。

答案:B。

二、省去中间过程,简化计算例2.3.84 g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况下的气体2.24 L,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?解析:铜失的电子数=被还原的硝酸得的电子数=氧化硝酸的还原产物NO,NO2消耗的氧气得的电子数,省去中间计算,得:铜失的电子数=氧气得的电子数。

则n(O2)=3.84 g÷64 g·mol-1×2×1/4=0.03 molV(O2)=0.03 mol×22.4 L·mol-1=0.672 L若用常规解法,应先求出NO,NO2的物质的量,再根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3计算出O2的物质的量,并求出其体积,此方法运算量大,中间计算多且复杂,容易出错,用电子守恒法综合考虑,可省去中间的各步计算,使计算简化。

电子守恒法的应用计算

电子守恒法的应用计算
n( Mn2 + ) × 5ꎬ故 n( NO3- ) ∶ n( Mn2 + ) = 5∶ 2ꎬD 项错误.
2. (1) 联氨( N2 H4 ) 是一种常用的还原剂. 其氧化产
物一般为 N2 . 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧ꎬ防止锅
炉被 腐 蚀. 理 论 上 1 kg 的 联 氨 可 除 去 水 中 溶 解 的 O2
( ).
A. N2 B. N2 O C. NO D. NO2
解析 根 据 两 步 反 应: NH2 OH
Fe3 +
→ Fe2 +
KMnO4

Fe ꎬ故可以认为羟胺被酸性 KMnO4 氧化ꎬ羟胺中 N 的化
3+
合价是 - 1ꎬ设羟胺的氧化产物中 N 的化合价是 xꎬ根据得
( 新疆乌鲁木齐市第八中学高三 8 班 830002)
摘 要:减数分裂能让我们了解自身是如何诞生的ꎬ而且还能通过比较减数分裂过程及精卵细胞的形成



②利用 H3 PO2 进行化学镀银反应中ꎬ氧化剂与还原剂
的物质的量之比为 4∶ 1ꎬ则氧化产物为
解析 (1)
1 kg.
2) mol = 4 molꎬ符合电子守恒ꎬC 项正确ꎻ氧化产物与还原
n( KClO3 )

= .
n( Na2 SO3 ) 1
产物分别为 NO3- 与 Mn2 + ꎬ根据电子守恒 n( NO3- ) × 2 =
失电子守恒ꎬ存在 25. 00 × 10 - 3 L × 0. 049 molL - 1 × ( x
+ 1) = 24. 55 × 10 - 3 L × 0. 020 molL - 1 × 5ꎬ解得 x = 1ꎬ故
羟胺的氧化产物为 N2 O.
对点训练

电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用

电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用

㊀第20期㊀㊀收稿日期:2019-07-09作者简介:崔文辉(1964 )ꎬ甘肃天水人ꎬ教授ꎬ理学硕士ꎮ电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用崔文辉ꎬ贾如琰ꎬ聂龙英(陇南师范高等专科学校农林技术学院ꎬ甘肃成县㊀742500)摘要:在基础有机化学教学中ꎬ会遇到一些分子式前面计量系数很大的有机化学反应方程式ꎬ由于这些数字的得出往往包含着对相关有机化合物分子结构信息的分析ꎮ本文探讨了用电子守恒法配平有机化学反应方程式的一般方法和步骤ꎮ关键词:电子守恒法ꎻ有机反应ꎻ方程式ꎻ配平中图分类号:G64ꎻO6㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1008-021X(2019)20-0169-03TheApplicationofElectronicConservationmethodinBalancingComplexChemicalEquationsofOrganicReactionCuiWenhui∗ꎬJiaRuyanꎬNieLongying(SchoolofAgricultureandForestryTechnologyꎬLongnanTeachersCollegeꎬChengxian㊀742500ꎬChina)Abstract:Intheteachingofbasicorganicchemistryꎬsomeorganicchemicalreactionequationsinwhichthestoichiometriccoefficientsinfrontoftheformulaisverylargewillbemetꎬbecausethedigitsiscloserelationtothemolecularstructureinformationofrelatedorganiccompounds.Inthispaperꎬthegeneralmethodandstepsofbalancingorganicchemicalreactionequationsbyelectronicconservationmethodweredemonstrated.Keywords:electronicconservationmethodꎻorganicchemicalreactionequationsꎻbalancing㊀㊀在任何一个氧化还原反应中ꎬ氧化剂得到的电子均来自还原剂所失去的电子ꎬ且得失数目必然相等ꎬ这就是电子守恒定律ꎮ在配平时ꎬ通过分析元素化合价的变化很容易确定还原剂和氧化剂及其电子得失的数目ꎬ当使得氧化剂和还原剂电子得失数目相等时ꎬ其相应的化学式前面的计量系数已经确定ꎮ其余分子式前面的计量系数再通过相关元素原子的数目守恒原理ꎬ经过简单计算而确定ꎮ在基础有机化学的教学内容中ꎬ与无机化学相比ꎬ需要严格配平的化学反应方程式数量相对非常少ꎬ"配平问题"通常也不是教学的重点ꎮ但是ꎬ也有个别几个有机化学反应方程式[1]ꎬ仅用观察法不容易尝试出正确的结果ꎬ配平后分子式前化学计量系数并不简单ꎬ这些数字非常直观的折射出配平问题的复杂性ꎮ如图1所示乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应[1]ꎬ以及实验室用金属锡加盐酸还原硝基苯制取少量苯胺的反应等[2]ꎮ应用电子守恒法配平氧化还原化学反应方程式时ꎬ首先要分析元素化合价变化ꎬ在有机化学反应中ꎬ其中最为常见的是对C㊁N两种元素的化合价的确定问题ꎬ由于这两种元素在不同的有机化合物中化合价是不同的ꎬ需要对相关有机化合物分子结构信息进行分析ꎮ对于有机化合物分子结构而言ꎬ初学者因刚接触这方面的知识ꎬ经验不足而普遍感到困难ꎬ客观上需要在课堂上给予分析讲解ꎮ本文利用氧化还原反应中电子守恒原理ꎬ专门对2个有机化学反应方程式进行配平ꎬ从而进一步揭示和呈现电子守恒法在配平有机氧化还原反应方程式中独特的优势ꎮ图1㊀化学计量系数比较大的有机化学反应方程式1㊀分析反应式中各元素化合价ꎬ找出还原剂和氧化剂也许是由于乙烯与酸性高锰酸钾反应方程式的产物的复杂性和配平的难度ꎬ在许多的大学有机化学教材中都没有给出乙烯与酸性高锰酸钾的反应方程式ꎮ学生只有通过查找资料才能写出相关反应方程式ꎮ示例1:对于乙烯与酸性高锰酸钾反应方程式而言ꎬ通过分析反应式中各元素化合价ꎬ很容易发现C和Mn两种元素反应前后有变化ꎬ分别是还原剂和氧化剂ꎮ如图2中(1)~(3)式所示ꎮ图2㊀元素化合价变化关系961 崔文辉ꎬ等:电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用山㊀东㊀化㊀工㊀㊀乙烯分子中碳元素化合价分析:在乙烯分子中每个C原子结合2个H原子ꎬ由于C元素电负性比H元素的大ꎬC㊁H原子间共用电子对偏向于C原子ꎬ故认为H元素显正价ꎬC元素显负价ꎮ此外ꎬ乙烯分子中2个C原子以双键相互键合ꎬ由于是同种元素之间成键ꎬ可认为相当于单质ꎬ化合价当作零对待ꎮ这样计算C元素化合价的代数和得出其在乙烯分子中的表观化合价为-2价ꎬ如图3中的(4)~(5)式所示ꎮ图3㊀乙烯分子中碳元素化合价分析2㊀分析反应中单个原子反应前后电子得失数目接下来分析CꎬMn两种元素单个原子反应前后电子得失数目ꎬ如图4中的(6)㊁(7)式所示:图4㊀反应中相关原子电子得失数目3㊀根据一个分子组成中实际所含相关元素原子的数目ꎬ分别计算出反应中得与失电子的总数ꎬ在使电子得失数目相等时确定了氧化剂和还原剂分子式前系数在考虑到一个分子组成中实际所含相关元素(CꎬMn)原子的数目的前提下ꎬ分别计算出得与失电子的总数ꎬ并根据电子守恒原理ꎬ通过最小公倍数的方法求得还原剂和氧化剂所需各自的原子的个数ꎬ进而得到相应分子式前系数ꎮ如图5中的(8)式所示ꎬ在反应中电子转移总数为60的前提下ꎬ需要5个乙烯分子和12个高锰酸钾分子参与反应ꎮ图5㊀氧化剂和还原剂分子式前计量系数的确定4㊀用观察法配平其它元素原子个数对于Mn元素的原子数目的配平ꎬ由于KMnO4分子式前的系数已定ꎬ所以ꎬ根据原子守恒定律ꎬMnSO4前的系数也是12ꎬ而对于钾元素的原子而言ꎬK2SO4前面的系数应是6ꎬ因为1个K2SO4分子中有2个K原子ꎮS硫原子(也可以将SO2-4作为一个整体)的数目由生成物MnSO4和K2SO4前面的系数之和反推出是18ꎮ该反应生成物水分子中的氢原子来自乙烯和硫酸2种分子ꎬ用求和的方法计算出中总数是56ꎬ由此得到水分子前面的计量系数是28ꎬ这些推理过程如图6中的(9)~(11)式所示ꎮ图6㊀观察法配平其他元素(Mn㊁K㊁S㊁H)原子个数㊀㊀示例2:实验室制取少量苯胺常用锡加盐酸还原硝基苯的反应ꎮ㊀㊀要理解该方程式的配平ꎬ首先需了解硝基的结构及其中氮元素的化合价ꎬ硝基化合物结构式如图7所示ꎮ图7㊀硝基化合物分子结构式的常见两种写法硝基化合物和苯胺分子中N元素化合价如图8所示ꎬ虽然N原子与2个O原子之间以一个双键和1个单键结合ꎬ但由于N-O单键是以N原子一方单独提供2个电子与氧原子空轨道配位而成的ꎬ故ꎬ共有4个电子偏离N原子而呈现+4价ꎮ同时ꎬN原子与C原子结合的单键之中ꎬ电子对是偏向N原子的ꎬ而呈现-1价ꎬ综合考虑后计算N元素化合价的代数和是+3价ꎮ071 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第48卷㊀第20期图8㊀硝基化合物和苯胺分子中N元素化合价分析㊀㊀接下来ꎬ标出发生氧化还原反应的相关元素的化合价ꎮ㊀㊀由生成物四氯络锡酸苯胺盐1个分子中有2个氮原子反推出至少需要2个硝基苯分子参与反应ꎬ所以参与得电子的N原子数至少要按2个计算ꎮ根据电子守恒原理ꎬ可首先确定与NꎬSn元素原子相关的硝基苯分子和锡原子的系数ꎬ如图9所示ꎮ图9㊀硝基苯和金属锡分子式前计量系数的确定㊀㊀用观察法通过计算Cl㊁H原子的个数确定HCl分子式前的系数ꎬ如图10所示ꎮ图10㊀HCl分子式前计量系数的确定㊀㊀综上所述ꎬ电子守恒法用于配平有机氧化还原反应方程式ꎬ关键是正确分析相关有机化合物的分子结构ꎬ得出发生电子得失或偏移的元素的化合价ꎬ配平方程式时先使反应中得失电子数目相等ꎬ就是找准了问题的关键ꎬ具有准确㊁高效㊁简便等优点ꎮ参考文献[1]李景宁.东北师范大学等五校合编.有机化学(上册)[M].5版.北京:高等教育出版社ꎬ2011:99ꎬ294.[2]李景宁主编.东北师范大学等五校合编.有机化学(下册)[M].5版.北京:高等教育出版社ꎬ2011:99.(本文文献格式:崔文辉ꎬ贾如琰ꎬ聂龙英.电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用[J].山东化工ꎬ2019ꎬ48(20):169-171.)171 崔文辉ꎬ等:电子守恒法在配平复杂有机化学反应方程式中的应用。

巧用电子守恒速解化学计算一例

巧用电子守恒速解化学计算一例

巧用电子守恒速解化学计算一例
徐传兵
【期刊名称】《数理化解题研究:高中版》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】化学计算题的解题方法往往不是惟一的,不同的解题过程也反映了学生
的不同能力倾向.为了考查学生思维的深刻性和缜密性,区分考生的能力倾向,常将一些重要的信息隐含在题目当中,如果考生忽视这些隐含信息,则可能造成错解,或是解题过程太复杂.因此解题时,要求考生认真处理信息,挖掘其中的隐含条件,充分利用好隐含信息在解题过程中的特殊功能.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】徐传兵
【作者单位】江苏省连云港市锦屏高级中学,222021
【正文语种】中文
【中图分类】G633.8
【相关文献】
1.氧化还原计算中巧用得失电子守恒 [J], 高友红
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利用电子守恒法巧解化学计算题
氧化还原反应是中学化学学习的重点和难点,也是历年高考热点之一。

从近几年高考试题的走向来看,出现了一种难度较大,以考查能力为导向的新题型:求氧化产物和还原产物的物质的量的比;给出陌生的物质,判断反应后的化合价或是否是氧化产物、还原产物等。

尽管形式千变万化,但都离不开判断化合价的升降、电子的转移、电子数的守恒。

下面仅通过几个实例,谈谈电子守恒法在化学计算中的应用。

一、判断氧化产物或还原产物的化合价
例1.24 ml浓度为0.05 mol·l-1的na2so3溶液,恰好与20 ml浓度为0.02 mol·l-1的k2cr2o7溶液完全反应,则cr元素在还原产物中的化合价为()
a.+6
b.+3
c.+2
d.0
解析:反应中cr元素的化合价变化为2×(6-x),s元素的化合价变化为6-4=2。

20×10-3×0.02×2×(6-x)=24
×10-3×0.05×2,则x=3。

答案:b。

二、省去中间过程,简化计算
例2.3.84 g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况下的气体2.24 l,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满
溶液?
解析:铜失的电子数=被还原的硝酸得的电子数=氧化硝酸的还原产物no,no2消耗的氧气得的电子数,省去中间计算,得:铜失的电子数=氧气得的电子数。

则n(o2)=3.84 g÷64 g·mol-1×2×1/4=0.03 mol
v(o2)=0.03 mol×22.4 l·mol-1=0.672 l若用常规解法,应先求出no,no2的物质的量,再根据:
4no2+o2+2h2o=4hno3
4no+3o2+2h2o=4hno3
计算出o2的物质的量,并求出其体积,此方法运算量大,中间计算多且复杂,容易出错,用电子守恒法综合考虑,可省去中间的各步计算,使计算简化。

三、在电解类题中的应用
例3.用两支惰性电极插入500 mlagno3溶液中,通电电解,当电解液的ph从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有h2析出,且电解前后溶液体积不变),电极上应析出银的质量是()a.27 mg b.54 mg
c.108 mg
d.216 mg
解析:根据得失电子守恒写出电极反应式:
阴极:4ag++4e=4ag
阳极:2h2o-4e=o2+4h+
可知:ag+—h+
1 mol 1 mol
x(1×10-3×0.5-1×10-6×0.5)mol
x=5×10-4mol
则析出银的质量为:
5×10-4mol×108 g·mol-1=5.4×10-2 g=
54 mg
四、在产物不确定类题中的应用
例4.10 g fe-mg合金溶解在一定量的某浓度的稀硝酸中,当金属完全反应后,收集到4.48 lno气体(设hno3的还原产物只有no)。

在反应后的溶液中加入足量的naoh溶液,可得多少克沉淀?
解析:该反应中fe的变价无法确定,用常规法得讨论计算。

仔细审题后发现,mg,fe失电子数等于氮元素得电子数。

n失=n得=4.48 l÷22.4 l·mol-1×3=0.6 mol
fe,mg失电子后的阳离子所带正电荷共为0.6 mol,它也等于沉淀该阳离子所需oh-的物质的量。

即n(oh-)=0.6 mol。

m沉淀=m阳+m(oh-)
=10 g+0.6 mol×17 g·mol-1
=20.2 g
得失电子守恒的规律是解氧化还原类题的一把钥匙,运用电子守恒法可以快速准确地解决问题,提高学生分析问题和解决问题的能力。

(作者单位河北赵县实验中学)。

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