一、守恒

　　“守恒”是化學中的一個永恒規(guī)律，在氧化還原反應中常涉及的守恒有：

　　(1)電子守恒：

　　電子守恒是指氧化劑得到的物質的量(或個數)和還原劑失去電子的物質的量(或個數)相等，即反應前后氧化劑得到電子的總數等于還原劑失去電子的總數。

　　(2)質量守恒;

　　質量守恒是指氧化還原反應中反應前后各元素的種類和相應的原子個數不變。

　　(3)電荷守恒

　　電荷守恒是指在離子反應中，所有陽離子所帶正電荷總數等于所有陰離子所帶的負電荷總數，即溶液呈電中性。

　　二、方法

　　對氧化還原反應的有關計算應根據化合價的變化，理清氧化和還原兩條線索，以得失電子守恒為切入點，并結合化學方程式和質量守恒列式求解。

　　對于過程相對復雜的氧化還原反應，(連續(xù)反應或多個反應并列發(fā)生)的計算，可以通過分析反應前后，始終兩態(tài)涉及的所有物質，找出所有起始物質到終了物質中化合價發(fā)生變化的元素，根據化合價升高總數和化合價降低總數相等列式求解，簡化解題步驟。

　　【例題1】在一定條件下的硝酸銨受熱分解的未配平的化學方程式為( )

　　NH4NO3HNO3+ N2↑+ H2O，在反應中被氧化與被還原的氮原子數之比為：

　　A. 5 : 3　　 　B. 5 : 4 C. 1 : 1 D. 3 : 5

　　解析：分析題意，根據化合價概念，被氧化與被還原的分別是NH4NO3中的NH4+中的N原子和NO3-中的氮原子，設被氧化的N原子數為x，則失去電子為3x，設被還原的N原子數為y，則得到電子為5y，那么3x = 5y，x : y = 5 : 3

　　答案：A

　　【例題2】12 mL濃度為0.1 mol//L的Na2SO3溶液，恰好與10 mL濃度為0.04 mol//L的K2Cr2O7溶液，完全反應，通過計算確定Cr元素在還原產物中的化合價。

　　解析：在Na2SO3溶液與K2Cr2O7溶液發(fā)生的氧化還原反應中，Na2SO3充當還原劑，1 mol Na2SO3失2 mol電子，K2Cr2O7充當氧化劑得到電子，兩者得失電子的物質的量相等，即：12×10-3 L×0.1 mol//L×2 = 10×10-3 L×0.04 mol//L×2×(6-x)，解得：x = +3價。

　　答案：+3

　　【例題3】(09年全國卷Ⅱ

　　)含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項為通Cl2過程中，溶液內發(fā)生反應的離子方程式，其中不正確的是( )

　　A.x=0.4a，2Fe2+ +Cl2 =2Fe3++2Cl-

　　B.x=0.6a，2Br-+ Cl2 = Br2+2Cl-

　　C.x=a，2Fe2+ +2Br-+2Cl2 =Br2 +2Fe3+ +4Cl-

　　D.x=1.5a，2Fe2+ +4Br-+3Cl2 =2Br2+2Fe3+ +6Cl-

　　解析：由于Fe2+的還原性強于Br-，故根據氧化還原反應的先后順序知，Cl2先氧化Fe2+，然后再氧化Br-。 2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-，2Br- + Cl2Br2 + 2Cl- 2FeBr2 + 3Cl22FeCl3 + 2Br2 。當x/a≤0.5時，Cl2僅氧化Fe2+，故A項正確.

　　當x/a≥1.5時，Fe2+ 和Br-全部被氧化，D項正確;當介于兩者之間時，則要分步書寫方程式，然后進行疊加得總反應。如B項，當x=0.5a時，Cl2剛好把Fe2+ 全部氧化，而當x=0.6a，顯然Cl2還要氧化Br-，而選項中沒有表示，故錯誤。

　　答案：B

　　【例題4】5.12 g Cu和一定質量的濃硝酸反應，當Cu反應完時，共收集到標準狀況下的氣體3.36 L，若把裝有這些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升標準狀況下的氧氣才能使集氣瓶充滿溶液?

　　解析：銅失去電子的物質的量 = 被還原的硝酸得到電子的物質的量 = 氧化還原產物NO、NO2消耗的氧氣的電子的物質的量，省去中間計算過程，即可簡化為：銅失去電子的物質的量 = 氧氣得電子的物質的量。

　　則有：n(Cu)×2 = n(O2)×4

　　n(O2) =5.12 g/64 g·mol-1×2× = 0.04 mol

　　V(O2) = 0.04 mo×22.4L/mol = 0.896 L

　　若用常規(guī)方法，應先求出NO、NO2物質的量，再根據：

　　4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3，4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3

　　計算出氧氣的量，并求出其體積，此方法運算量大，計算步驟多且容易出錯，用電子守恒法能使計算過程大大簡化。

　　答案：0.896 L

　　【例題5】15 g 鎂鐵合金，溶解在一定量的某濃度的稀硝酸中，當金屬完全反應后，收集到標準狀況下5.6 L NO氣體(假設硝酸的還原產物只有NO)，在反應后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，可得多少克沉淀?

　　解析：該反應中鐵的價態(tài)無法確定，若用常規(guī)解法需要進行討論，但Mg、Fe失去電子的物質的量等于氮(N)元素得到電子的物質的量。

　　n(得)=n(失)=5.6 L/22.4 L·mol-1×3 = 0.75 mol

　　Mg、Fe失去電子后，對應的陽離子所帶的正電荷共為0.75 mol，它也等于沉淀生成的陽離子所需OH-的物質的量，即n(OH-) = 0.75 mol.

　　m(沉淀) = m (陽) + m(OH-) = 15 g + 0.75 mol×17 g/mol = 27.75 g

　　答案：27.75 g

　　【例題6】(09上海卷24)某反應中反應物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。

　　(1)已知KBrO3在反應中得到電子，則該反應的還原劑是 。

　　(2)已知0.2 mol KBrO3在反應中得到1mol電子生成X，則X的化學式為 。

　　(3)根據上述反應可推知 。

　　a.氧化性：KBrO3>H3AsO4 b.氧化性：H3AsO4>KBrO3

　　c.還原性：AsH3>X d.還原性：AsH3>X

(4)將氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數填入下列方框中，并標出電子轉移的方向和數目：
　　+
　　解析：(1)分析化合價知：As-3H3 → H3As+5O4，元素的化合價升高，所以AsH3為還原劑。(2)設X中Br的化合價為x，則：
　　0.2 mol×(5-x) = 1 mol，解得：x = 0，所以X為Br2
　　(3)在氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，還原劑的還原性大于還原產物的還原性，選a、c。
　　答案：
　　(1)AsH3
　　(2)Br2
　　(3)a c
　　(4)