浅谈守恒思想在氧化还原反应计算题中的应用

陈海燕

摘要：在高中化学学习中，守恒思想是非常重要的一种解题方法，如果学生能够深刻认识到守恒思想的本质，巧用守恒思想来解决化学题目，定会起到事半功倍的效果。对于近些年的高考化学试题进行观察也能够看出高考在守恒思想知识点方面所设置的考题分值也越来越大，这足以表明我们广大的高中生应巧用守恒思想，仔细摸索守恒思想在高中学习解题中的运用技巧时的重要意义。本文主要对于常见的几种守恒思想，如普通反应的得失电子守恒问题、多步反应的得失电子守恒问题以及微粒先后反应时的得失电子守恒问题的运用技巧进行介绍，同时结合相关题目加以说明，以期能为高中生在运用守恒思想时提供一些参考借鉴。

关键词：电子守恒；氧化还原反应；应用

中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）21-024-1

笔者对近些年来的化学高考题目进行分析，发现守恒思想知识点方面在考题中所占的分值比例越来越大。而守恒思想在高中化学学习中是必不可少的一种方法，如果我们广大的高中学生能够掌握守恒思想的本质，抓住题目设置中相关变化的始态与终态，而忽略中间所进行的过程，就可以快速建立起等式关系，简化解题思路，迅速得出正确答案，起到事半功倍的效果。因此，教师应引导学生正确运用守恒思想进行高中化学解题。笔者现将这些学习经验总结如下。

一、普通反应的得失电子守恒问题

高中化学的选择题经常会出现求产物化合价或者求反应前后某原子被氧化和被还原之比的问题，此类问题往往是以一个普通的反应为背景而设置问题的。此时许多学生往往会通过写出反应的化学方程式进行分析和解题，而该类题型中虽然是一些普通反应，但在许多问题中的化学方程式不能很好的写出，此时学生在面对问题时只能望洋兴叹，无从下手。

例1在某种氧化剂中，X2O2-7是起氧化作用的。溶液中02mol的X2O2-7恰好能完全氧化0.6mol SO2-3，则X2O2-7被还原后的化合价为（）

A.+1B.+2C.+3D.+4

解析：由题意得，我们会发现X2O2-7离子中的X的化合价为+6，假设X2O2-7离子被还原后X的化合价为+n，而SO2-3离子被氧化成SO2-4，因此其中的S元素的化合价由+4转变为+6。根据电子守恒思想，可得化合价升降的总数相等的，即0.2mol×2×（6-n）=0.6mol×（6-4），解得n=3。故本题选择C。

点拨：本题如果按照固有的思维（运用方程式进行解题）而无法解答，因为该题根本就无法写出此氧化还原反应的方程式。而通过解答过程，我们可以发现运用电子守恒思想解题则很高效。此外需要特别注意的是，本题在列式0.2mol×2×（6-n）=06mol×（6-4）时，很容易在前部分少×2，此也是本题的一个易错点。

二、多步反应的得失电子守恒问题

高考化学命题者为了提高试题难度，往往在有些试题中，涉及到多个反应过程，其中涉及到的氧化还原反应也多，数量关系比较复杂。此时如果用常规方法解题往往会比较困难，若抓住得电子的总数与失电子的总数是相等的这一原理，即电子守恒思想，则解题往往就会变得很简单。

例2将27.2g的Fe与Fe2O3混合物与足量的稀H2SO4充分反应。当固体粉末全部消失时，气体瓶中收集到了2.24L的气体（标况下），此时向溶液中加入KSCN，溶液并没有显示出血红色，求混合物中Fe2O3的含量。

解析：Fe和Fe2O3与稀H2SO4发生的离子反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+，设nFe=x，nFe2O3=y，根据Fe+2H+=Fe2++H2↑可得，生成0.1mol的H2需要0.1mol的Fe。根据电子守恒及质量守恒可得：56x+160y=27.2（2-0）×（x-0.1）=2y×（3-2），解得x=0.2y=0.1。Fe2O3的质量为mFe2O3=nFe2O3×MFe2O3=16g，所以物中Fe2O3的含量为16g27.2g×100%≈58.8%。

点拨：通过本题的解题过程，我们可以发现，虽然过程中写出了反应方程式，但是其并不是解题的关键，方程式只是起到了辅助作用。而关键在于运用电子守恒和质量守恒列式，从而进行计算。此外在解答多步反应的问题时还需要特别注意的是，一定要理清具体的反应过程，不要有遗漏。

三、微粒先后反应时的得失电子守恒问题

在有一些反应中，有可能某个物质能够氧化或者还原两种或者两种以上的微粒，而其中当氧化时一定是强还原剂先被氧化；而当还原时，则一定是氧化剂先被还原。因此可见并非同时发生反应的。但要想知道其中被氧化或者被还原到什么地步，则其是由还原剂或者氧化剂的量所决定的，而在具体计算时可以用电子守恒思想解题。

例3某溶液中微粒的还原性和氧化性的强弱顺序关系为：还原性：

HSO-3>I-，氧化性IO-3>I2>SO2-4，往含有xmolNaHSO3的溶液中逐滴KIO3溶液。加入的KIO3和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示，则x=mol。

解析：根据题干的已知条件可得，一开始加入KIO3时，最先与IO-3反应的是HSO-3，其还原产物为I-，氧化产物为SO2-4。当HSO-3反应完后，b→c发生的反应的离子方程式为IO-3+5I-+6H+=3I2+3H2O。所以从0→b参加反应的HSO-3的物质的量可利用电子守恒得，nHSO-3×2e-=nIO-3×6e-，即x×2=1×6，解得x=3。

點拨：解答本题的关键就是通过题干中的所给出微粒的氧化性和还原性的强弱，从而确定哪个物质先反应，哪个物质后反应。然后在运用电子守恒思想进行解题。但在运用此思想解题时，要对氧化还原反应过程中对应的每个阶段分析清楚。

综上所述，在高考化学中可能会遇到比较复杂的氧化还原反应的计算题，但是无论多复杂、难度系数多高，教师应引导学生始终把握电子守恒思想。此外学生还需要纠正一遇到该类型的计算题就要列方程式进行计算的错误思想，当然纠正该思想不可能一蹴而就，还需要学生在平时的学习中，多运用电子守恒来解题。endprint