得失电子守恒法

电子得失守恒规律431800湖北省京山一中贾珍贵刘洪涛1.电子得失守恒规律物质给出（失去）电子的性质称为还原性，还原剂是电子的给予体。

物质接受（得到）电子的性质称为氧化性，氧化剂是电子的接受体。

在氧化还原反应中，还原剂失去电子总数一定等于氧化剂得到的电子总数。

在定量的氧化还原反应中，若化合价升高的元素原子的物质的量为n1，升高的价数为a1化合价降低的元素原子的物质的量为n2，降低的价数为a2，则n1·a1= n2·a2。

多种元素得失电子时，应计算求和。

2.电子转移方向和数目的标明标明电子转移方向和数目有助于更清楚地认识电子得失守恒关系，通常的方法有：双线桥法——用此法可以分析同种元素在反应前后的电子转移、化合价升降、被氧化、被还原、发生氧化反应、还原反应等关系。

若有多种元素间发生电子转移时，也可用多根线桥标明。

应用双线桥法时，箭头、箭尾应对准同种元素，箭尾对准反应物中的某元素，箭头应指向生成物中的同一元素；标电子转移时，应标明“得到”、“失去”几个电子或“＋ne－”、“－ne－”；－如2Na+ O2失去－发生氧化反应+ 3H2O2－单线桥法——只用以表明反应物（氧化剂与还原剂）间的电子转移关系。

箭尾对准失去电子的元素，箭头指向得到电子的元素；电子转移只标明总数，如ne－，不要指明“得到”或“失去”。

若有多种元素间发生电子转移时，也可用多根线桥标明。

如－－+3H2O 2Na + Cl2 = 2NaCl3 2氧化剂还原剂还原剂氧化剂－2=2FeCl3+2Br2电子得失守恒规律主要的应用是配平氧化还原方程式、进行氧化还原反应方面的计算，有的要计算反应物或产物的化合价，有的计算反应物或产物的物质的量或质量等。

正确理解上述公式，正确判断元素的化合价，正确判断氧化产物和还原产物，准确找到氧化剂和还原剂得失电子的数目，运用得失电子物质的量守恒来建立等式，是解这类问题的关键。

典例精析【例题1】用0.1 mol / L的Na2SO3溶液30 mL，恰好将1×10－3 mol的X2O72—还原，则元素X在还原产物中的化合价是( )A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4[答案 ]C 。

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(得失电子数相等关系)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：守恒计算问题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，它是矛盾对立面的统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价和质量的结果(电子 −−→−对应化合价，原子 −−→−对应 质量)。

它的一般解题方法是设一个未知数，解一元一次方程。

守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价数相等关系，下面分别讨论之。

三．电子守恒法(得失电子数相等关系) 在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。

1、求化合价1．用0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液30 mL ，恰好将2×10－3 mol 的XO 4-还原，则元素X在还原产物中的化合价是(MCE91) ( D )A ．＋1B ．＋2C ．＋3D ．＋4解析：该反应中， SO 32-将被氧化SO 42-为，0.1×30×2＝2×(7－x )，x ＝42．已知某强氧化剂RO(OH)2+ 中的R 元素被Na 2SO 3还原到较低价态。

如果还原2.4×10－3 mol RO(OH)2+ 至较低价态，需要60 mL 0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液。

那么，R 元素被还原成的价态是( B )A ．-1B ．0C ．＋1D ．＋2 解析：B 。

由2.4×10－3×x ＝0.06×0.1×2，x ＝5，5－5＝0。

应选B 。

3．24 mL 浓度为0.05 mol / L 的Na 2SO 3溶液，恰好与20 mL 浓度为0.02 mol / L 的K 2Cr 2O 7溶液完全反应，则元素Cr 在被还原的产物中的化合价是(MCE95) ( B )A ．＋6B ．＋3C ．＋2D ．0 解析：0.02×0.02×2×(6－x )＝0.024×0.05×(6－4)，x ＝3，应选B 。

氧化还原反应中电子守恒计算氧化还原反应中的电子守恒计算解题方法：1．计算依据：（1）氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。

（2）氧化剂中元素降价总数等于还原剂中元素升价总数，即化合价升降守恒。

（3）反应前后各元素种类不变，各元素的原子数目不变，即质量守恒。

（4）在有离子参加的氧化还原反应中，反应前后离子所带电荷总数相等，即电荷守恒。

2．计算方法——得失电子守恒法：还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数:解题的一般步骤为：(1)找出氧化剂、还原性及相应的还原产物和氧化产物。

(2)找准一个原子或离子得失电子数。

(注意化学式中粒子的个数)(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原性)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。

3．常见题型：1.硫代硫酸钠可作为还原剂,已知溶液恰好把标准状况下完全转化为-离子,则-将转化成A.-B. SC. -D. -1 / 3答案：C2.当溶液中-和-离子数之比为1：3时,正好完全发生氧化还原反应,X在还原产物中的化合价为A. B. C. D.答案:C3.24mL浓度为的溶液恰好与20mL某浓度的溶液完全反应已知被氧化为,且元素Cr在还原产物中的化合价为价,则原溶液的物质的量浓度为A. B. C. D.答案：B4.当溶液中离子与分子的个数比恰好按2：5进行反应时,溶液中被还原为较低价态,则X元素的化合价变为( )A. B. C. D.答案：C5.某铁的氧化物溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下,恰好将完全氧化值为( )A. B. C. D.答案：A6.在含有的溶液中通入,再加入含有的溶液后,恰好完全转化为,则反应后X元素的化合价为( )A. B. C. D.答案：B7.某强氧化剂与的溶液恰好完全反应,则X还原后化合价为( )A. B. C. 0 D.答案：C氧化还原反应中电子守恒计算3 / 3。

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)2 SO4·6H2O］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。

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。

高四化学练习——电子得失守恒【知识点解析】1.化合价升降与电子得失是一一对应关系氧化剂中的某种元素在化学反应中化合价降低，该原子得到电子，化合价降低数目与得到电子数目相等；还原剂中的某种元素在化学反应中化合价升高，该原子失去电子，化合价升高数目与失去电子数目相等。

氧化剂化合价降低总数与其得电子数相等；还原剂化合价升高总数与其失电子总数相等。

2.氧化还原反应中得失电子数相等氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数；存在多个氧化剂或多个还原剂的氧化还原反应中，多个氧化剂得到电子的总数与多个还原剂失去电子总数相等；多个氧化还原反应的反应体系中，无论这些反应是平行反应，还是多步反应，整个体系中所有氧化剂得电子总数与所有还原剂失电子总数相等。

3.得失电子数与电子转移数关系得电子总数=失电子总数=电子转移总数这三个数值之所以相等，其实质必然存在某种联系，它们是站在不同角度对同一个氧化还原反应中的量的变化的描述：得电子数是站在氧化剂的角度；失电子数是站在还原剂的角度；而电子转移数则是从氧化剂和还原剂之间的关系角度来反映两者间的量的变化，是对氧化还原反应过程的描述。

4.得失电子总数相等在电化学中的应用电化学反应都是氧化还原反应，所以氧化还原反应中的守恒关系在电化学中也存在；负（阳）极上失电子总数=正（阴）极上得电子总数=电极之间转移得电子总数；两极之间的电子转移通过外电路进行定向流动形成电流，所以电路中通过的电量（电子所带电荷总数）与电子转移数也存在着一一对应关系；负（阳）极上失电子总数=正（阴）极上得电子总数=电极之间转移的电子总数=电路中通过的电子数。

【典型例题】【例1】在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为A．1︰1︰l B．2︰2︰1 C．2︰3︰l D．4︰3︰2解析：假设三个反应均生成1molO2，在高锰酸钾、氯酸钾的分解反应中，只有氧的化合价升高，且均由-2价升高到0价，故转移电子数均为4mol。

氧化还原反应的计算！1.典型的计算类型：求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等．2.计算的依据：氧化剂得电子数=还原剂失电子数，列出守恒关系式求解．3.基本方法——得失电子守恒法：依据得失电子守恒，列出守恒关系求解：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。

【例题】题型1：氧化还原反应电子转移数目的计算1、三氟化氮（NF3）是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体．它无色、无臭，在潮湿的空气中能发生下列反应：3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF（已知NO遇到空气会变为红棕色气体）．下列有关说法正确的是（）A．反应中NF3是氧化剂，H2O是还原剂B．反应中被氧化与被还原的原子的物质的量之比为2：1C．若反应中生成0.2mol HNO3，则反应共转移0.2mol e﹣D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生白雾、红棕色气体等现象【解析】A．只有N元素的化合价发生变化，自身发生氧化还原反应，故A错误；B．当有3molNF3参加反应，生成2molNO，1molHNO3，反应中被氧化与被还原的原子的物质的量之比为1：2，故B错误；C．若反应中生成0.2molHNO3，N元素化合价由+3价升高到+5价，则反应共转移0.4mole﹣，故C错误；D．反应中生成NO，与氧气反应生成红棕色的NO2，同时生成硝酸，易与空气中的水蒸气结合形成白雾，故D正确．故选D．2（2012·上海）、火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2+O2→Cu2S+2FeS+SO2下列说法正确的是（ )A．SO2既是氧化产物又是还原产物B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C．每生成1molCu2S，有4mol硫被氧化D.每转移1.2mol电子，有0.2mol硫被氧化E.此反应转移电子个数为4mol【解析】A.2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2中，Cu元素由+2价降低为+1价，S元素由-2价升高到+4价，氧气中O元素由0降低为-2价，则SO2既是氧化产物又是还原产物，故A正确；B.2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2中，Cu元素由+2价降低为+1价，S元素由-2价升高到+4价，硫元素失电子被氧化，但该反应中CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，故B错误；C．被氧化的S元素由-2价升高到+4价，每生成1 molCu2S，则生成1mol二氧化硫，有1mol硫被氧化，故C错误；D.2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2中，S元素由-2价升高到+4价，该反应中转移电子数是6，所以每转移1.2 mol电子，则有0.2 mol硫被氧化，故D正确；故选AD．题型2：计算参加反应的氧化剂或还原剂的量1、（2008•海南）锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水．当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（）A.2molB.1molC.0.5molD.0.25mol【解析】因为硝酸很稀，所以硝酸被氧化成NH3（氨气）而不是NO2（二氧化氮），然后氨气极易溶于水，就与稀硝酸反应生成硝酸铵，所以没有NO2 就只生成硝酸锌、硝酸铵和水，反应的方程式可以表达为：4Zn+10HNO3（稀）=4Zn（NO3）2 +NH4NO3+3H2O，所以被还原的硝酸就是被还原成氨气的那部分，也就是生成硝酸铵的那份，所以生成1mol的硝酸锌，相对应的生成硝酸铵物质的量就是0.25mol，所以硝酸还原成氨气的部分就是0.25mol．故选：D．2、在3S+6KOH==2K2S+K2 SO3 +3H2 O的反应中，被还原的硫比被氧化的硫多3．2 g,则参加反应的物质的量为（）A．0．1 mol B．0．2 mol C．0．3mol D．0．4 mol【解析】由化学反应方程式可得，硫在反应中既被氧化又被还原，其中每3 mol硫参与反应，则有1 mol S被氧化，2 mol S被还原，被还原的硫比被氧化的硫多32g，现被还原的硫比被氧化的硫多3．2 g,则有0．2 mol S被还原,0．1 mol硫被氧化,共有0．3 mol硫参加反应，故C项正确。