电子守恒原理的应用

氧化还原反应中的电子守恒规律在氧化还原反应中，氧化剂所得到的电子来自于还原剂所失去的电子，即氧化剂所得到电子的总数等于还原剂所失去电子的总数----电子守恒。

这是一条任何氧化还原反应都遵循的规律，也是有关氧化还原反应计算的重要依据。

应用电子守恒解决某些氧化还原反应问题，可以避免书写繁琐的化学方程式，做到事办功倍的效果。

下面以几个实例体会该规律在解题中的应用。

【例1】一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Pb2+和Cr2O72-，则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为（）A．1.5 mol B．3.0 mol C．1.0 mol D．0.75 mol【解析】设所需PbO2的物质的量为x molPbO2→Pb2+：得电子：x mol × (4 - 2)Cr3+→Cr2O72-：失电子：1 mol × (6 - 2)根据电子的得失相等，得x mol × (4 - 2) = 1 mol × (6 - 3)解得，x = 1.5 mol【答案】A【例2】24 mL 浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL 浓度为0.02 mol/L 的K2Cr2O7溶液完全反应，已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为（）A．+2价B．+3价C．+4价D．+5价【解析】设Cr元素在还原产物中的化合价为xK2Cr2O7→Cr ：得电子：20 × 10-3 L × 0.02 mol/L × 2 ×(6 - x) Na2SO3→Na2SO4：失电子：24 × 10-3 L × 0.05 mol/L × (6 - 4) 根据得失电子相等，得20 ×10-3L×0.02 mol/L×2×(6 - x)=24×10-3 L×0.05 mol/L × (6 - 4)解得，x = 3注意：K2Cr2O7中含有两个Cr，每mol K2Cr2O7反应有2 mol Cr 得电子。

高中化学教学中如何合理的运用守恒定律摘要】本文笔者认为在高中化学中合理的运用守恒法解题，能够提高我们学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，将抽象又复杂的化学知识分解成为简单直观的问题，摆脱不必要的环节，不用过多的考虑途径变化，一方面能够减少运算量，另一方面还能够提高运算结果的准确性，有助于提高解题的效率和准确率。

【关键词】高中化学；守恒定律；合理运用；教学；效率前言高中化学是一门实践性和应用性很强的学科，在高中化学解题中经常会遇到各种化学反应，化学反应一般遵循守恒定律，包括有质量、原子、电荷、化合价以及元素守恒等，所以说守恒定律在高中化学中是一个普遍存在的定律，利用化学反应中物的守恒能够解决在高中化学中遇到的难题，有效提升解题的效率。

在应用守恒法解题的过程中，需要具备扎实的基础知识和一定的发散思维，掌握各种物质发生化学反应时的变化形式，迅速的找出已知条件中隐含的守恒关系，从而达到事半功倍的效果。

现笔者就高中化学教学中如何合理的运用守恒定律谈几点自己的看法。

一、元素守恒法的合理运用所谓元素守恒，即在化学反应过程当中，其元素种类以及不同元素的原子个数保持一致，且在物质质量、量方面保持一致。

在元素守恒当中，其包括有离子以及原子守恒两种类型，其中，离子守恒，根据反应过程当中，反应前后离子数目恒定对问题进行计算与推导。

原子守恒即根据反应过程当中原子个数、种类的恒定对问题进行计算与推导。

在以该方式对问题进行求解时，并不需要使用化学方程式，在实际问题求解中，只要做好反应前、反应后离子与原子对应关系的寻找，即能够通过守恒关系的简单应用实现所需结果的计算。

举例说明：将4.2g铝和过氧化钠的混合物放入一定量的水中，当反应完全之后，向容器中导入100毫升4mol/L的盐酸，正好能够将沉淀完全消除，求原来混合物中铝和过氧化钠的质量。

在解这道题的时候，由于涉及到很多化学反应步骤，如果用一般的方法求解，不但会加大计算量，计算结果的准确性也无法保证，这个时候就需要利用元素守恒法求解，从而简化题目。

【高考复习】09高考化学复习：在习题中如何应用电子守恒在高中化学教学中，氧化还原反应占有很重要的地位，它贯穿于整个高中的教学。

而解决氧化还原反应的有计算问题是这部分知识的重点和难点高考它经常出现在主题中。

我们必须充分利用守恒思想来解决计算问题掌握的方法。

电子守恒意味着在氧化还原反应中获得和失去的电子总数相等。

正确运用这种方法解决问题是高中教学的重点，但是很多学生虽然知道在氧化还原反应中存在电子守恒，但是很难熟练地应用电子守恒计算的技巧。

为了加深学学生理解并使学生更好地掌握解决问题的方法。

在学生对公式的掌握远胜于书面描述的前提下，我对电子学持谨慎态度恒作了简单的改进。

例如，在以下反应中：P+CuSO4+H2O→ cu3p+H3PO4+H2SO4，能氧化P的1mol Cu2+物质的量为a.-molb.-molc.-mold.-mol分析：许多学生用以下想法解决这个问题：先配平：11p+15cuso4+24h2o=5cu3p+6h3po4+15h2so4再找得失关系：15cu2+→15--→h3-15molcu2+反应后生成6molh3po4，所以1molcu2+可氧化-mol即-molp，错选c，错在忽略了p元素的歧化反应该注意的是，6mol H3PO4中的部分P是通过自歧化而不是被Cu2+氧化获得的。

这种解题思路不但麻烦，浪费时间，而且容易出错。

我的改进点在于：氧化还原反应的本质是电子的转移，总收益=总损失；我们还知道，其特点是复合价格的变化，即复合价格的总上涨=总下跌。

因此，我尝试在做问题的过程中使用复合价格解题。

鉴于此我把化合价的这个变化总结成了一个公式：即n1×△↑=n2×△↓(n1，n2表示化合价升高或降低物定性材料的数量，△↑, △↓ 表示材料的价态变化）。

这样，感知知识变得非常直观，解决问题也很方便。

因此本题我们标出化合价后知道，“1molcu2+能氧化p”铜化合价降低1价，p化合价升高5，代入公式后1mol×1=n2×5。

电子守恒——电解型计算题的灵魂有关电解原理知识考查的试题在近六年全国高考理科综合试卷I中屡屡出现，其中有关电解型计算题的考查更备受高考命题专家的青睐。

其中解答电解型计算题的灵魂就是电子守恒。

为了帮助同学们更好的掌握电解型计算题的类型，下面就结合近三年高考理综卷I中的化学试题，谈谈电子守恒在电解型计算题中的应用，希望能对教师的教学起到抛砖引玉的作用。

一、妙用电子守恒解高考电解型计算题例1．（06年全国理综）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为A．1:2:3 B．3:2:1 C．6:3:1 D．6:3:2解析：该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。

在氯化钾、氯化镁、氧化铝中K、Mg、Al分别为+1价、+2价、+3价，在串联电路中，相同时间通过的电量相同，当都通过6mol电子时，析出K、Mg、Al 的物质的量分别为6mol、3mol、2mol，则n(K):n(Mg):n(Al)=6:3:2。

故本题应选D。

例2．（07年全国理综卷I）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．0.64g B．1.28g C．2.56g D．5.12g解析：电解时，阴、阳两极得失电子总数相等，根据这一灵魂，找出对应关系，即可迅速求解。

根据电极反应式，阳极：4OH—―4e—==2H2O+O2↑，阴极：2Cu2++4e —==2Cu，可得关系式：O2~~~2Cu，n(Cu)=2n(O2)=2×0.01mol=0.02mol，m(Cu)=0.02mol×64g?mol—1=1.28g。

故本题应选B。

例3．（08年全国理综卷I）电解100 mL含c(H+)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是A．0.10mol/L Ag+ B．0.20 mol/L Zn2+C．0.20 mol/L Cu2+ D．0.20 mol/L Pb2+解析：解答本题时首先要考虑阳离子的放电顺序，然后再考虑电子守恒的应用。

守恒规律论文：电子得失守恒规律应用电子得失守恒，是指在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。

无论是自发进行的氧化还原反应，还是原电池或电解池中，均如此。

它广泛应用于氧化还原反应中的各种计算，甚至还包括电解产物的计算。

例1．已知某强氧化剂[ro(oh)2]+能被亚硫酸钠还原到较低价态，如果还原含 2.4×10-3mol[ro(oh)2]+的溶液到低价态，需12ml0.2mol/l的亚硫酸钠溶液，那么r元素的最终价态为：（a） +3 （b） +2（ c）+1（ d） -1解析：设r的最终价态为+x价，依得失电子守恒可列式为：2.4×10-3（5—x）＝12×10-3×0.2（6—4）解得：x＝+3答案：（a）例2．3.84g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）＝3.84ｇ÷64ｇ.mol－１×2×1／4＝0.03molｖ（ｏ２）＝0.03mol×22.4ｌ.mol－１＝0.672ｌ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。

例3．10gｆｅ－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，收集到标况下4.48ｌｎｏ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。

电子守恒法的应用技巧解题技巧点拨：在氧化还原过程中，总是存在着得电子总数等于失电子总数，在原电池和电解池中通过两极的电子数必然相等。

利用这个规律，巧妙选择化学式或溶液中某两种数相等，或几个连续（或平行）的方程式前后某微粒（如离子、原子、电子）的物质的量保持不变作为解题依据，列出关系式解答题目。

1．在一定条件下,PbO2与Cr3+反应产物是Cr2O72-和Pb2+，则1mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为 ( )A．1mol B.1.5mol C.2mol D.2.5mol2．一定条件下NH4NO3受热分解的未配平方程式为：NH4NO3→HNO3＋N2＋H2O，在反应中，被氧化与被还原的氮原子数之比为（）A．5∶3 B．5∶ 4 C ．1∶1 D．3∶53．已知反应:N2H5+ + 4Fe3+ = 4Fe2++ Y···· ··（已经配平）推断氧化产物Y为（）A.N2 B.NO C.NO2D.N2O4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.N2OD.N25．将m摩尔Cu2S与足量稀硝酸反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O，则参加反应中被还原的HNO3物质的量可能为（）A.l 0m /3 mol B .2m molC .5m /3mmol D.4mmol6.对于反应:11P +15CuSO4+24H2O＝5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4，1molCu2+能氧化的磷的物质的量是( )A.0.2molB.11/15molC.15/11molD.0.4mol7．硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知溶液恰好把224mL（标准状况下）Cl2完全转化为Cl－离子，则将转化成（）A． B．S C． D．8．Cu2S与一定浓度硝酸反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO、NO2和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3物质的量之比为（）A．1∶7 B．1∶9C．1∶5 D．2∶99.将8.4g 铁溶于一定量稀硝酸中，恰好完全反应后,n(Fe2+)=n(Fe3+)，则稀硝酸中含HNO3( )A．0.125mol B．0.25molC．0.375mol D．0.5mol10.铜金合金14 g 与足量的某浓度硝酸反应，将产生的气体与 1.12L(标准状况)O2混合，通入水中，气体恰好完全被吸收，则合金中铜的质量为( ) A．9.6g B． 6.4 g C． 3.2g D． 1.6 g11．某金属的硝酸盐受热分解生成NO2和O2的物质的量之比是8:1 ，则金属元素的化合价比反应前 ( )A．升高 B．不变 C．降低 D．无法确定12．NO2、NH3、O2组成的混合气体，一定条件下完全反应生成N2和H2O，则混合气体中NO2、NH3、 O2体积比可以是 (不考虑2NO2=N2O4) ( )A．2∶4∶1 B．2∶1∶ 2 C．1∶2∶1 D．1∶4∶313.将Wg铁、氧化铁和氧化铜组成的混合物粉未放入100mL 4.4mol/L盐酸中，反应完全后得氢气896mL（标况），生成的溶液中只有FeCl2、HCl和 1.28g 固体。

得失电子守恒原理的应用引言得失电子守恒原理是物理学中的一个基本定律，它描述了在物质反应中电子的得失数量必须相等。

该原理不仅在化学反应、核反应中起着重要作用，还在实际应用中具有广泛的意义。

本文将重点介绍得失电子守恒原理在材料科学、电子工程以及环境保护等领域的应用。

材料科学中的应用得失电子守恒原理在材料科学中具有重要的应用价值。

例如，在合成材料的研究中，科学家通过添加或去除电子来调节材料的性能。

由于得失电子守恒原理的存在，当一个原子失去一个电子时，其他原子必须获得一个电子以保持总电荷不变。

这种调控机制可以用来改变材料的导电性、磁性等特性。

此外，在研究材料的催化性能时，得失电子守恒原理也被广泛应用。

通过在催化剂表面引入或移除电子，可以调节反应活性，从而提高催化剂的效率。

电子工程中的应用得失电子守恒原理在电子工程中有多种应用。

首先，在电路设计中，它被用来确保电荷的平衡。

在一个封闭的电路中，当一个器件失去一个电子时，其他器件必须补充相同数量的电子以保持电荷平衡。

这对于电路的正常运行非常重要。

其次，在电子器件的制造中，得失电子守恒原理也被应用于离子注入技术。

离子注入可以向半导体材料中引入特定的杂质离子，从而改变材料的导电性能，这种改变只有在电荷平衡的基础上才能实现。

环境保护中的应用得失电子守恒原理在环境保护中扮演着重要的角色。

例如，在废水处理过程中，得失电子守恒原理被用于去除有害物质。

通过引入具有高度还原性的物质，这些物质会与废水中的有害物质发生反应，从而将它们转化为无害的物质。

同时，引入的还原剂也会失去相应数量的电子，保持电荷平衡。

此外，在大气污染物的净化过程中，得失电子守恒原理也起到了关键作用。

通过在大气中引入一些具有高度氧化性的物质，可以将污染物氧化为无害的物质，同时这些物质会失去相应数量的电子。

结论得失电子守恒原理作为物理学中的基本定律，在材料科学、电子工程和环境保护等领域都具有重要的应用价值。

通过合理应用得失电子守恒原理，可以调节材料性能，改善电子器件的工作效果，净化环境等。