巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题
有关得失电子守恒相计算题
有关得失电子守恒相计算题有关氧化还原反应的相关计算,利用得失电子守恒,可以简化计算过程,迅速得出答案,氧化还原反应的实质是电子的转移,因此复习时关于氧化还原反应的计算应从得失电子的角度考虑,才能掌握解
的得失电子列等式!
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)=n(还化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)
来源:网络转载
注:有些反应物做氧化剂或还原剂时,只是部分参加反应,不能全部代入计算。
例:(NH4)SO4在强热下分解生成N2、NH3、SO2和H2O,则化合价发生变化与未发生变化的N原子数目比为
A.1:4
B.1:2
C.2:1
D.4:1
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氧化还原反应有关的计算
考点7:氧化还原反应相关的计算一、考点综述氧化还原反应计算是化学高考的主题之一。
它的形式很多,如氧化还原产物(或化合价)的判断、反应物或生成物的物质的量或质量(气体体积、溶液浓度等)、电子转移数目等。
几乎所有的计算都会用到得失电子守恒这个规律,因为这是氧化还原计算的核心。
二、考点突破例1 硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成A.S2-B.S C.SO32-D.SO42-[解析] 设硫代硫酸钠中的硫元素的化合价L高X价,根据氧化还原守恒规律得:25×10-3×0.1×2X == 1×10-2×2×1,解得:X =4 。
[答案] D .[命题意图] 考察学生使用氧化还原守恒原理解决氧化还原产物判断问题的水平。
[变式1] 用0.1mol/L的Na2SO3溶液30mL,恰好将2×10-3mol的XO4-离子还原,则元素X在还原产物中的化合价是A. +1B. +2C. +3D. +4[变式2] 24mL浓度为0.05mol/L的Na2SO4溶液,恰好与20mL浓度为0.02mol/L的K 2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在被还原的产物中的化合价是A. +6B. +3C. +2D. 0[变式3] 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物.当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是A. NO2 B. NO C. N2O D. N2例2 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应 ,铜全部作用后共收集到气体22.4mL(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是A. 1.0×10-3molB. 1.6×10-3molC. 2.2×10-3molD. 2.0×10-3mol[解析] 浓硝酸与铜反应,HNO3被还原产物可能是NO2和NO的混合物,其物质的量为1×10-3mol,另外生成的Cu(NO3)2的物质的量可根据铜原子守恒求出,为0.6×10-3mol,即未被还原的HNO3的物质的量为2×0.6×10-3mol。
【化学】巧用电子得失守恒解氧化还原反应的相关计算题
【化学】巧用电子得失守恒解氧化还原反应的相关计算题电子得失守恒规律是指在任何氧化还原反应中,氧化剂得到电子的数目与还原剂失去电子的数目相等。
由于氧化还原反应中氧化剂和还原剂元素种类和数目的复杂性,使电子守恒关系式具有一定的灵活性和难度。
在高考命题中,用得失电子守恒法求解的题型有确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的量的多少或量的比例,确定氧化剂、还原剂、氧化产物或还原产物中元素的价态或种类,有关电化学及其他有关氧化还原反应的计算等。
一、电子守恒法的解题原理在氧化还原反应中,元素得失电子数目是守恒的,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。
在利用电子守恒法解题时,一般分为三个步骤:①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物,②找准1个原子或离子得失电子数 (注意:化学式中粒子的个数),③由题中物质的物质的量,根据电子守恒列等式:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
二、利用电子守恒解常见题型的方法1、简单反应的电子得失守恒问题在任何一个氧化还原反应中电子得失总是相等的,解这类问题的关键是找出还原剂(或氧化产物)中被氧化的元素以及氧化剂(或还原产物)中被还原的元素,然后从元素化合价升高(降低)确定失(得)电子的总数。
根据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等求解,这种题型除了可以确定化学式和化合价外,还可以确定具体的氧化产物和还原产物、氧化剂和还原剂及它们的比值。
【例1】(2011·大纲版全国卷)某含铬Cr2O72-废水用硫亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。
该沉淀干燥后得到n molFeO·Fe y Cr x O3。
不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x)molB.处理废水中Cr2O72-的物质的量为molC.反应中发生转移的电子为3nx molD.在FeO·Fe y Cr x O3中3x=y解析:该反应中铁元素的化合价由+2升高到+3,铬元素的化合价由+6降到+3。
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。
微学霸第3辑——氧化还原反应第五部分 利用得失电子守恒巧解氧化还原反应计算题 含解析
灵活应用电子得失守恒是解答的关键,得失电子守恒是氧化还原反应计算的核心思想:得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数.得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
电子守恒法解题的步骤是:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。
计算公式如下:n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数=n(还原剂)×失电子原子数×原子升价数。
利用这一等式,解氧化还原反应计算题,可化难为易,化繁为简.【典例】物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若HNO3被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5【答案】A【解析】方法一根据得失电子守恒法求解。
设锌的物质的量为2 mol,HNO3的物质的量为5 mol ,生成N2O的物质的量为x(被还原的HNO3的物质的量为2x).该反应中化合价变化情况:Zn→Zn2+(价差为2),23NO →N2O(价差为8),则由化合价升降相等,可得x× 8 =2 mol ×2,解得x=0.5 mol,则被还原的HNO3的物质的量(2x)为1 mol,未被还原的HNO3的物质的量为4 mol。
故反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是1∶4。
方法二根据题意写出锌与稀硝酸反应的化学方程式并配平:4Zn+10HNO34Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O,从化学方程式可看出反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是1∶4。
1.PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2,+4价的Pb还原成+2价的Pb;现将1 mol PbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3∶2,则剩余固体的组成及物质的量比是A.1∶1混合的Pb3O4、PbOB.1∶2混合的PbO2、Pb3O4C.1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbOD.1∶1∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO【答案】A【解析】本题考查氧化还原反应的电子守恒规律。
每日一题-利用得失电子守恒巧解氧化还原反应计算题
利用得失电子守恒巧解氧化还原反应计算题高考频度:★★★★★难易程度:★★★☆☆FeS与一定浓度的HNO3反应,生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O,当NO2、N2O4、NO 的物质的量之比为1∶1∶1时,实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为A.1∶6B.1∶7C.2∶11 D.16∶25(1)在氧化还原反应(包括电化学)的有关计算中,易忽视氧化还原反应的先后顺序,不能根据氧化还原反应的“先后规律”分析问题。
当同一体系中,有多个氧化还原反应发生时,要注意反应的先后顺序,必须遵循强者优先的原则。
(2)不能准确而迅速地再现、提取和运用氧化与还原、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物等一系列对立统一的概念。
NO 在酸性环境中能表现强氧化性(中性、碱性环境中则无(3)对潜在的氧化还原反应的忽视,如:3强氧化性)。
1.羟氨(NH2OH)是一种还原剂。
将25.00 mL 0.049 mol/L的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应,生成的Fe2+又恰好被24.50 mL 0.020 mol/L的酸性KMnO4溶液所氧化。
在上述反应中,羟氨的氧化产物为A.NO2B.NO C.N2O D.N22.现有6.4 g铜与过量硝酸(8 mol/L,50 mL)充分反应,硝酸的还原产物为NO和NO2,反应后溶液中含有H+ 0.05 mol(假定反应前后溶液体积不变)。
下列说法不正确的是A.NO与NO2的物质的量之比为1∶5NO-的物质的量浓度为0.5 mol/LB.反应后溶液中所含3C.被还原的硝酸的物质的量为0.15 molD.上述过程转移电子总的物质的量为0.2 mol3.向含a mol NaClO的溶液通入b mol SO2充分反应(不考虑二氧化硫与水之间的反应以及次氯酸的分解)。
下列说法不正确的是SO-+2HClO+Cl-A.当0<b<a/3时:SO2+H2O+3ClO-=24SO-B.当b=a时,SO2+H2O+ClO-==2H++Cl-+24C.当a/3≤b≤a时,反应后溶液中H+的物质的量:0<n(H+)≤2b molSO-物质的量之比为:(a-b)∶b∶b D.当0<b<a时,反应后溶液中ClO-、Cl-和241.【答案】C【解析】由25.00 mL 0.049 mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50 mL 0.020 mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用可知,NH2OH失去电子数等于高锰酸钾得到电子数,设羟胺的氧化产物中N元素的化合价为x,由电子守恒可知,25.00 mL×0.001 L×0.049 mol/L×(x+1)=24.50 mL×0.001 L×0.020 mol/L×(7−2),解得x=1,羟胺的氧化产物是N2O,故选C。
氧化还原反应计算中巧用得失电子守恒规律
氧化还原反应计算中巧用得失电子守恒规律浠水县团陂高中高友红得失电子守恒是指在氧化还原反应中,还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等的规律。
在利用得失电子守恒规律时,一般步骤为①找出氧化剂与还原剂,以及与它们对应的还原产物及氧化产物;②找准一个原子或离子得失电子数;③由题中物质的量,根据守恒可以列出等式:n(×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原氧化剂)子个数×化合价变化值。
用这种方法解题的最大优点在哪里呢?就是抓住氧化还原反应的始态和终态,忽略中间过程,利用得失电子总数相等建立关系式,从而简化过程,快速解题。
例1:向1L0.5mol/L的FeBr2溶液中通入标准状况下一定量的Cl2,完全反应后测得溶液中的Br—有一半被氧化,试求通入标准状况下Cl2的体积为多少?分析:将Cl2通入FeBr2溶液中,由于Fe2+和Br—都具有还原性,故Cl2与Fe2+和Br—均可反应。
但是,由于还原性Fe2+强于Br—,所以Cl2必须先与Fe2+反应,过量的Cl2再氧化Br—。
依据题意,有一半Br—被氧化,则Fe2+已完全被氧化。
解法一:由2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ +2 Cl—可知,氧化Fe2+消耗Cl2的物质的量为1/2 ×0.5mol/L×1L=0.25mol由2 Br—+ Cl2= Br2+2 Cl—可知,Br—被氧化一半时消耗Cl2的物质的量为1/2 ×1/2 ×0.5mol/L×1L×2=0.25mol故通入标准状况下Cl2的体积为:(0.25+0.25)mol×22.4L/mol=11.2L解法二:反应开始时为FeBr2和Cl2,反应的终态为FeBr3FeCl3Br2, 且原溶液中有一半Br—被氧化,由得失电子守恒,Cl2得电子的总数与Fe2+和Br—失电子的总数应相等。
设通入Cl2为X mol,则X mol×2=0.5mol/L×1L×1+0.5mol/L×1L×2×1/2×1X=0.5mol故通入标准状况下Cl2的体积为:0. 5mol×22.4L/mol=11.2L比较这两种方法,方法二比方法一步骤少,且简便快捷,能快速解题。
电子守恒原理速解氧化还原反应习题
利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题众所周知,在氧化还原反应中,一种物质获得(或吸引)的电子数等于另一种物质失去(或偏离)的电子数,即在氧化还原反应中,得失电子数守恒。
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。
例1:3.84g 铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况时的气体2.24L ,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?解析:铜失去的电子数=被还原的硝酸得到的电子数=还原产物NO 、NO 2消耗的氧气得到的电子数,省去中间计算,得:铜失去的电子数=氧气得到的电子数。
则n O g g mol mol ()..2138464214003=÷⋅⨯⨯=- V O mol L mol L ()...210032240672=⨯⋅=-若用常规解法,应先求出NO 、NO 2的物质的量,再根据:42443242223223NO O H O HNO NO O H O HNO ++=++=计算出O 2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。
例2:24mL 005123.mol L Na SO ⋅-的溶液,恰好与20mL 0021227.mol L K Cr O ⋅-的溶液完全反应,则铬元素在还原产物中的化合价为( )A. +6B. +3C. +2D. 0 解析:反应中铬元素的化合价变化为26⨯-()x ,硫元素的化合价变化为6-4=2。
则有:2010002262410005233⨯⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯--.().x解得x=3答案:B例3:将32.64g 铜与140mL 一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO 和NO 2混合气体在标准状况下的体积为11.2L ,请回答:(1)NO 的体积为__________L ,NO 2的体积为__________L 。
巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题
关键词 : 电子 守恒原理 ; 氧化还原反应 ; 计算题 中图分类号: G6 3 & 8 文献标识码: A 文章编号: 1 9 9 2 — 7 7 1 1 ( 2 0 1 4 ) o 2 — 0 0 9 7
( 2 ) 当 = 时, a +时 , 加热后所得残 留固体的质量 为
— —
计算 出 O 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 : H N O 广N 0、 N O : m I 一 H N O , 就可发现 c u失去的电子总数等于 O 得到的 电子总数 , 即
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
所以6 分子作为还原剂 的磷 既被硫 酸铜 氧化 , 又被 自 身 即另外 5
分子 氧化 ,依据 电子守恒 , 6分 子作为还 原剂 的磷 总共失 去 3 0 个, 其 中硫酸铜得到 1 5 个, 另外 5 分子磷得 到 1 5个 , 所以 6 分子
法是 中学化学计算 中的基本 解题 方法。 本文对教 学过程 中常见的 几种情况进行 了系统的总结归纳 , 并配以典型的例 题论述 了运 用
电子 守恒法可 以快速解决氧化还 原反应计 算题 的技巧。
四、 复杂氧化还原中局部使用电子守恒 例 4 . 在反应 1 1 P + 1 5 C u S O 4 + 2 4 H 2 O = 5 C u 3 P + 6 H 3 P O 4 + 1 5 H 2 S O 4 中, 1 m o l C u S O 能氧化 P的物质的量是( )
巧用“电子得失守恒法”配平氧化还原反应方程式
巧用“电子得失守恒法”配平氧化还原反应方程式作者:张庆来源:《中学教学参考·理科版》2014年第05期《普通高等学校招生全国统一考试大纲(新课标版)》2010年版对与氧化还原反应有关的内容表述为:“了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。
”2011年版又增加了“掌握氧化还原反应的配平与相关计算”的要求。
但在2012年版(2013版与2012版相同)中又将2011版的新增内容改为“掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算”。
这样的变化说明氧化还原反应方程式的配平是高考的必备基础考点,但又仅限于常见的氧化还原反应方程式配平。
氧化还原反应方程式的配平方法较多,常见的方法有:化合价升降配平法、电子得失守恒配平法、待定系数配平法、零价配平法等。
电子得失守恒法是依据氧化还原反应中电子转移(得失或偏移)守恒配平氧化还原反应。
本文在借鉴有关研究的基础上,结合笔者自己的教学经验,总结了电子得失守恒法在氧化还原反应方程式配平中的步骤和技巧。
一、电子得失守恒法的步骤1.标变价2.调整系数反应物和产物中变价原子数不同时,可以先添加系数。
3.求转移电子数根据得失电子数的最小公倍数确定标准物的系数。
通常选用化合价变化情况单一的1mol 的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)作标准,根据元素的变价求出1mol 的氧化剂(或还原产物)和1mol的还原剂(或氧化产物)中所有变价元素的得失电子数。
该步是电子守恒法配平氧化还原方程式的关键,配平技巧就是如何确定得失电子数的方法。
4.根据得失电子数的最小公倍数求标准物的系数5.依据元素守恒,配平方程式利用观察法配平未参加反应的元素原子个数,使反应方程式满足质量守恒规律。
通常在配平未变价的原子时,先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物(以下简称“四大物质”)的系数(如该反应中硝酸的系数),再确定其他物质的系数(通常先配H,然后配O)。
该反应中有2mol硝酸起了酸的作用,所以硝酸前的系数为4,H2O的系数为2。
利用电子守恒法巧解氧化还原计算题
作 者 单 位 :甘 肃 省 临 洮 中 学
分析 :该 题 的还 原 剂 是 Zn,氧 化 剂 是 HNO。,还 原 产 物 是 NH+,氧 化 产 物 是 Zn .氧 化 1t ool锌 所 需 HNO。的 物 质 的 量 就 是被 还 原 成 的 NH+ 的物 质 的 量 .利 用 电 子 守 恒 列 等 式 . 设 生 成 的 NH NO 的 物 质 的 量 为 z,则 :
高中化学利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题
高中化学利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题众所周知,在氧化还原反应中,一种物质获得(或吸引)的电子数等于另一种物质失去(或偏离)的电子数,即在氧化还原反应中,得失电子数守恒。
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。
电子守恒法的理论基础:氧化剂获得的电子总数==还原剂损失的电子总数氧化剂化合价降低总数==还原剂化合价升高总数例1。
(2001年高考试题)众所周知,在酸性溶液中,当下列物质氧化Ki时,它们的变化如下:fe3+→fe2+;mno4-→mn2+;cl2→2cl-;hno3→no如果分别用相同数量的这些物质氧化足够的ki,最多的I2是()a.fe3+b.mno4-c.cl2d hno3例题2.(2021年江苏高考题)在一定条件下,ro3n-和氟气可发生如下反应:ro3n-+f2+2oh-=ro4-+2f-+h2o从而可知在ro3n-中,元素r的化合价是()a.+4b.+5c.+6d.+7例30.3 MolCu2S与足够的硝酸反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水,则参与反应的硝酸中还原硝酸的量为()a.0.9mol B 1mol C。
1.2倍。
2.2mol【例4】(2021年上海卷)clo2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保组织的要求clo2将逐渐取代cl2成为生产自来水的消毒剂,工业上clo2常用naclo3和na2so3溶液混合并加h2so4酸化后反应制得,在以上反应中naclo3和na2so3的物质的量之比为()【例5】(1997年上海高考试题)在一定温度下,将Cl2引入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO 3的混合溶液。
测定后,ClO-与ClO3-的浓度比为1:3,然后为Cl21当与NaOH溶液反应时,还原氯与氧化氯的比率为()a.21∶ 5B 11∶3c。
3.∶1d。
4.∶1.例6、用两支惰性电极插入500mlagno3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?【例7】(1997年高考试题)当一种金属单质与一定浓度的硝酸反应时,假设只生成一种还原产物。
“守恒法”在氧化还原反应计算中的应用 2024年高考化学考点微专题(解析版)
“守恒法”在氧化还原反应计算中应用1(2023·浙江·高考真题)关于反应2NH2OH+4Fe3+=N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是A.生成1molN2O,转移4mol电子 B.NH2OH是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物【答案】A【解析】A.由方程式可知,反应生成1mol一氧化二氮,转移4mol电子,故A正确;B.由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,故B错误;C.由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,故C错误;D.由方程式可知,反应中铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,若设计成原电池,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,亚铁离子为正极产物,故D错误;故选A。
2(2022·全国·高考真题)N A为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.25℃,101kPa下,28L氢气中质子的数目为2.5N AB.2.0L1.0mol⋅L-1AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0N AC.0.20mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4N AD.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4g,外电路中通过电子的数目为0.10N A【答案】C【解析】A.25℃、101kPa不是标准状况,不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量,故A 错误;B.Al3+在溶液中会发生水解生成Al(OH)3,因此2.0L1.0mol/L的AlCl3溶液中Al3+数目小于2.0N A,故B错误;C.苯甲酸燃烧的化学方程式为C6H5COOH+152O2点燃7CO2+3H2O,1mol苯甲酸燃烧生成7molCO2,则0.2mol苯甲酸完全燃烧生成1.4molCO2,数目为1.4N A,故C正确;D.电解熔融CuCl2时,阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4gCu的物质的量为0.1mol,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.2mol,数目为0.2N A,故D错误;答案选C。
电子守恒原理的运用及其强化练习
二十、电子守恒原理的运用一、电子守恒原理:在氧化还原反应中,失去电子的总数等于得到电子的总数。
失去电子的总数=得到电子的总数。
即:n(失去的电子)=n(得到的电子)二、电子守恒原理的运用:1、电子守恒原理用于解释氧化还原反应中元素化合价升降的关系:化合价升高的总数=失去电子的总数=化合价降低的总数=得到电子的总数2、电子守恒原理形成的化合价升降法广泛用于配平氧化还原反应的化学方程式和离子方程式。
配平下列化学方程式或离子方程式:(1)FeSO4+ O2+ H2O—Fe(OH)3+ Fe2(SO4)3(2)NH4NO3—N2+ HNO3+ H2O(3)NH4)2SO4—SO2+ N2+ NH3+H2O(4)Fe+H2SO4—Fe2(SO4)3+SO2+H2O(5)Br2+Na2CO3—NaBr+NaBrO3+CO2(6)Fe(OH)3+ClO-+ OH-—FeO42-+Cl-+ H2O(7)ClO-+ CN-+ H2O—Cl-+ N2+ HCO3-(8)MnO4-+ H2S+ H+—Mn2++ S+ H2O(9)FeS+ H++ NO3-—Fe3++ SO42-+ NO2+ H2O(10)S2O32-+ Cl2+ H2O—SO42-+ Cl-+H+3、电子守恒原理用于建立关系式,形成快速计算的方法。
例如:已知K2Cr2O7的酸性溶液和H2O2反应,则依据电子守恒,它们之间的关系式为:K2Cr2O7—3H2O2,得到:n(H2O2)=3n(K2Cr2O7)4、电子守恒原理运用于氧化还原反应的计算,可形成一种电子守恒法,将复杂的化学方程式的计算变为简单的计算。
例如:将硫酸铵固体加强热,可分解产生SO2、N2、NH3和H2O,则生成的二氧化硫和氮气在相同状况下的体积比为()A、1:3B、3:1C、1:1D、3:4分析:根据电子守恒,不需要书写和配平化学方程式,就可建立关系式3SO2—N2,所以选择B。
三、强化训练1、硝酸铵受热分解产生氮气、硝酸和水,则该反应中被氧化的N元素和被还原的N元素的质量比为()A、5:3B、3:5C、3:2D、2:32、氯酸钾和浓盐酸混合可以生成氯化钾、氯气和水,则该反应中起还原作用的HCl和不起性作用的HCl的质量比为()A、6:1B、1:6C、5:1D、1:53、一定条件下,向含硝酸的废水中加入甲醇,将硝酸还原成氮气。
电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。
利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
题组一两元素之间得失电子守恒问题1.现有24mL浓度为·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。
已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为( ) A.+2 B.+3 C.+4 D.+5答案 B解析题目中指出被还原的物质是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6;而Cr元素的化合价将从+6→+n(设化合价为+n)。
根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有·L-1××(6-4)=·L-1××2×(6-n),解得n=3。
2.Na2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2S x 与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( )A.2 B.3 C.4 D.5答案 D解析本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
Na2S-2/x x―→xNa2S+6O4NaCl+1O―→NaCl-1得关系式1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤6-⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x ·x =16×2,x =5。
题组二 多元素之间得失电子守恒问题3.在反应3BrF 3+5H 2O===9HF +Br 2+HBrO 3+O 2↑中,若有5molH 2O 参加反应,被水还原的溴元素为( )A .molD .2mol答案 C解析 设被水还原的溴元素(BrF 3)的物质的量为x ,5 mol H 2O 参加反应,失去电子4 mol ,根据电子守恒得:3x =4 mol ,x =43mol 。
谈氧化还原反应计算中的技巧
谈氧化还原反应计算中的技巧“氧化还原反应”理论一直是中学阶段的教学重点,又是难点。
但规律也比较多,其中还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子总数是有关计算的灵魂。
这一灵魂又称为电子守恒原理。
根据这一原理既可配平氧化还原反应方程式,又可进行氧化还原反应的有关计算。
现分类归纳如下:一、确定氧化剂(还原剂)与还原产物(氧化产物)的物质的量例1、在反应中(a、b、c、d、e、f是化学计量数),若被氧化,则被水还原的的物质的量是()A. 1.5molB. 2molC. 3molD. 4mol解析:在上述反应中水作还原剂,氧的化合价由-2→0,则每摩尔水失去2mol电子;既作氧化剂,又作还原剂,作氧化剂时,溴的化合价从+3→-1,则每摩尔得到4mol电子,根据守恒原理:设被还原的的物质的量为n. 3mol×2=n×4 解得n=1.5mol 故选A注:既作氧化剂又作还原剂时电子的得失另当别论。
例2、晶体受热完全分解,生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂,在此反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为()A. 1:2B. 1:3C. 2:3D. 3:2解析:很显然,在这里确定化合物中氮和铂的化合价是关键,由于铵根离子显+1价,氯显-1价,故氮元素显-3价,铂元素显+4价;是氧化产物,每生成1mol失去2×3mol电子,铂是还原产物,每生成1mol得到4mol电子,根据电子守恒原理即故选C二、确定产物中被氧化(被还原)元素的化合价例3、硫代硫酸钠()可作为脱氯剂,已知25.0ml0.100mol·L-1溶液恰好能把224ml(标准状况)完全转化为离子,则将被转化成()A. S2-B. SC. SO32- D. SO42-解析:根据题意可知,作还原剂,硫的化合价为+2价,设产物中硫的化合价为n价,利用电子守恒原理得25.0×10-3L×0.100mol·L-1×2×(n-2)=解之得 n=6 故选D例4、用还原,如果还原含有2.4×10-3mol的溶液时,消耗0.2mol·L-1溶液30ml,则锰元素在产物中的化合价为()A. +1B. +2C. +4D. +5解析:反应中每摩尔作还原剂被氧化成时,失去2mol电子,设每摩尔被还原时得nmol电子,根据电子守恒:0.2mol·L-1×30×10-3L×2=2.4×10-3mol×n解得n=5 故选B三、确定某产物的相对分子质量例5、9.6g镁与含63g的稀溶液恰好完全反应,生成的还原产物的相对分子质量可能是()A. 80B. 46C. 44D. 28解析:根据题意可知,镁与硝酸的物质的量之比为4:10,那么4mol被氧化成时要失去8mol电子,而10mol中肯定有8mol没有被还原。
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巧用电子守恒原理解氧化还原反应计算题
发表时间:2010-10-27T10:35:11.187Z 来源:《中学课程辅导●教学研究》2010年第14期供稿作者:李风云[导读] 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。
李风云
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. +6 B. +3 C. +2 D. 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()。
A.27mg
B.54mg
C.108mg
D.216mg
解析:根据得失电子守恒写出电极反应式:
阴极:4Ag++4e=4 Ag
阳极:2 H2O-4e=O2+4H+
可知:Ag+—H+
则析出银的质量为:
5×10-4mol×108g·mol-1=5.4×10-2g=54mg 四、复杂氧化还原中局部使用电子守恒
例4、在反应 11P + 15 CuSO4 + 24 H2O = 5 Cu3P + 6 H3PO4 + 15H2SO4中,1mol CuSO4 能氧化P的物质的量是() A 、2/5 mol B、 1/5 mol C、 11/5 mol D、1/3 mol 解析:该氧化还原反应中氧化剂为硫酸铜和一部分的磷单质,也就是说11分子的磷单质中有5分子(化合价由0降低到-3价)作为氧化剂的,有6分子(化合价由0变化到+5)作为还原剂的,所以6分子作为还原剂的磷既被硫酸铜氧化,又被自身即另外5分子氧化,依据电子守恒,6分子作为还原剂的磷总共失去30个,其中硫酸铜得到15个,另外5分子磷得到15个,所以6分子作为还原剂的磷中由3个被硫酸铜氧化,3个被自身另外5个氧化。
既15mol CuSO4氧化3mol P,1 mol CuSO4能氧化P原子的物质的量为1/5 mol,通过分析反应可知答案应该是B
五、综合题中的应用
例5、将0.04 mol KMnO4 固体加热,一段时间后收集到a mol气体,此时KMnO4分解率为x。
在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,又收集到 b mol气体(设Mn元素全部以+2价形式存在于溶液中)。
试填写:(1)a+b= (用 x表示)
(2)当x= 时,a+b取最小值,且最小值为
(3)当a+b=0.09时,加热后所得残留固体的质量为解析:不论是KMnO4的分解反应还是与浓盐酸的反应,它们都是氧化还原反应,在这个过程中必然有电子得失,且电子得失要守恒。
①KMnO4的Mn元素失电子:
Mn(+7) → Mn(+2)转移5个电子
0.04mol 0.2mol
0.04mol的KMnO4可以失去0.2mol的电子。
生成的气体:氧气(amol)和氯气(bmol)得电子:它们得到的总的电子数为:4a+2b
由得失电子守恒可得:4a+2b=0.2 a+b=0.1-a
而又根据2KMnO4 === MnO2 + K2MnO4+ O2↑
2mol----------------------- 1mol
0.04x------------------------ a=0.02xmol
所以 a+b= 0.1- 0.02x
②至于第二问,当x=1时,a+b取最小值,为0.08
③当a+b=0.09时,x=0..5,此时KMnO4分解0.02mol 2KMnO4=== MnO2 + K2MnO4 + O2↑------固体质量减轻 2mol----------------------- 1mol------1*32=32g 0.02mol--- -xg
由2/0.02=32/x得:x=0.32g 所以剩余固体的质量为:0.04*(39+55+64)g-0.32g=120g 小结:涉及氧化还原反应的计算问题,其核心就是利用得失电子的物质的量守恒来建立等式,因此,准确找到氧化剂和还原剂得失电子的数目,并利用好总结出的公式是解这类问题的关键。
得失电子守恒的规律是我们解氧化还原反应计算题的一把钥匙,巧妙地运用电子守恒法可以快速准确地解决问题,提高我们多视角分析问题、解决问题的能力。
作者单位:河北省怀来县沙城中学邮编:075400。