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在高中化學教學中,氧化還原反應占有很重要的地位,它貫穿于整個高中的教學。而解決氧化還原反應的有關問題又是這部分知識的重點和難點,在高功課目中經(jīng)常出現(xiàn)。充分的利用守恒思想來解決是我們必須掌握的方法。
電子守恒也就是說在氧化還原反應中得失電子的總數(shù)相等。正確地利用此方法解題是高中教學的一個重點,但是很多孩子雖然知道在氧化還原反應中存在電子守恒,但是很難熟練地應用電子守恒的技巧。為了加深孩子理解并且使孩子能夠更好地掌握解題方法,根據(jù)孩子對公式的掌握遠遠比文字描述更好的前提下,我對電子守恒作了簡單的改進。
例如: 在下列反應中:P+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4,1molCu2+能氧化P的物質(zhì)的量為
A.-mol B.-mol C.-mol D.-mol
解析:很多孩子做本題的解題思路是:
先配平:
11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
再找得失關系:15Cu2+→15-
-→H3-
15molCu2+反應后生成6molH3PO4,所以1molCu2+可氧化-mol即-molP,錯選C,錯在忽略了P元素的歧化反應,即6molH3PO4中有一部分P是通過自身歧化得來而非被Cu2+氧化。
這種解題思路不但麻煩,浪費時間,而且容易出錯。我的改進點在于:氧化還原反應的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,即 總得=總失;我們又知道特征是化合價的變化,即:化合價總升=總降,因此在做題過程中我盡量用化合價來解題。鑒于此我把化合價的這個變化總結成了一個公式:即n1×△↑=n2×△↓(n1,n2表示化合價升高或降低物質(zhì)的物質(zhì)的量,△↑、△↓表示該物質(zhì)化合價的變化)這樣一來使感性認識變得很直觀,解題也方便了不少。
因此本題我們標出化合價后知道,“1molCu2+能氧化P”銅化合價降低1價,P化合價升高5,代入公式后1mol×1=n2×5,從而得出n2=-mol,得出正確答案是:A
應用本公式后,將問題大大簡化,避開配平的繁雜過程。經(jīng)過我的調(diào)查孩子掌握的情況明顯比以前大大提高,錯誤率也明顯減低,當然本公式不僅可以確定物質(zhì)的量,還能確定化合價,例如:
24mL濃度為0.05mol/LNa2SO3溶液,恰好與20mL濃度為0.02mol/LK2Cr2O7溶液完全反應,則元素Cr在被還原的產(chǎn)物中的化合價是( )。
A. +6 B. +3 C. +2 D. 0
解析:Na2SO3→Na2SO4 設產(chǎn)物中化合價為a
代入公式24mL×0.05mol/L×2=20mL×0.02mol/L×(12-a)
解得a=+3 答案為B
注意:任何氧化還原反應都存在得失電子守恒,關鍵要找準化合價升、降價的數(shù)目,即指的是該物質(zhì)化合價的變化,包含了角標。
類似的題目還有:
在KNO3+S+C→K2S+N2+CO2反應中,被1mol KNO3氧化的碳的質(zhì)量是
A.21g B.18g C.15g D.12g
正確答案:C