电子转移守恒在化学解题中的应用

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  守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题,如凡是有电子转移的化学过程都遵循电子守恒(得失相等),在一般的氧化还原反应中主要表现在同一个氧化还原反应里,氧化剂中有关元素化合价降低的总数与还原剂中有关元素化合价升高的总数相等;而在原电池、电解池(也属于氧化还原反应)中主要表现在同一“电池中”,在同一时间内,通过正、负极(或阴、阳极)的电子数相等.电子转移守恒(简称“电子守恒”)就是依据这种等量关系来解题的,它的一般解题方法是设一个未知量,解一元一次方程.
  四、利用电子守恒求物质有关量(物质的量、物质的量浓度、质量、体积等)
  例73.84 g Cu和一定质量的浓硝酸反应,当Cu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?
  计算出所需O2的物质的量,这样运算量大,中间计算复杂,容易出错.但用电子守恒法综合考虑,可省去中间各步的计算,使计算简化.
  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=还原产物NO、NO2被氧化成硝酸失去电子数=氧化还原产物NO、NO2消耗的氧气得电子的物质的量,省去中间计算过程,即可简化为:铜失去电子的物质的量=氧气得电子的物质的量. 则有:
  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(或化合价升降)守恒来建立的,因此关键要找准化合价升降的数目,即指该物质化合价的变化,包含了角标.得失电子守恒法是解氧化还原反应计算题的一把金钥匙,巧妙地运用电子守恒法可以快速准确地解决问题,提高多视角分析问题、解决问题的能力.
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