妙用電子守恒 巧解復(fù)雜試題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
  [題目1]把平均式量為51的Cl2和NO2的混合氣體A與平均式量為48的SO2和O2的混合氣體B,同時通入一盛滿水的倒立于水中的容器中,充分反應(yīng)后溶液充滿容器,求A與B的體積比。
  
  解析:該過程存在較復(fù)雜的多步交叉反應(yīng):
  
  Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4, NO2+SO2+H2O=H2SO4+NO, 3NO2+H2O=2HNO3+NO, 4NO+3O2+2H2O=4HNO3……
  
  如果按具體反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算,勢必相當(dāng)復(fù)雜,且容易出錯,但仔細(xì)思考,便不難推知:反應(yīng)后溶液充滿容器,說明最終產(chǎn)物為HCl、H2SO4和HNO3,價態(tài)變化為:Cl由0價得一個電子變?yōu)?1價 ;O由0價得兩個電子變?yōu)?2價;N由+4價失一個電子變?yōu)?5價;S由+4價失兩個電子變?yōu)?6價。因此,只要求出1molA和1molB分別得失電子總數(shù),然后根據(jù)電子守恒,問題便可迎刃而解。
  
  設(shè)1molA中Cl2的物質(zhì)的量為xmol,則NO2為(1-x)mol;1molB中SO2的物質(zhì)的量為ymol,則O2為(1-y)mol
  
  依題意得:71x+46(1-x)=51       ∴x=0.2mol
  
  64y+32(1-y)=48        ∴y=0.5mol
  
  1molA失電子(1-0.2)×1-0.2×2=0.4mol
  
  1molB得電子4×0.5-2×0.5=1mol 由得失守恒:0.4nA=nB
  
  由阿伏伽德羅定律知:氣體A與B的體積之比為5∶2
  
  [題目2]14g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng),將放出的氣體與1.22L氧氣混合,通入水中,恰好被全部吸收,則合金中銅的質(zhì)量為多少g?
  
  解析:題目中沒有說明硝酸的濃度,因而放出的氣體無法確定需分類(濃硝酸、稀硝酸)討論,分別計(jì)算。涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式有:
  
  Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2  ↑ +2H2O
  
  Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+H2O
  
  4NO2+O2+2H2O=4HNO3
  
  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O
  
  3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO2 ↑+2H2O
  
  4NO+3O2+2H2O=4HNO3
  
  計(jì)算量較大。如果我們仔細(xì)思考從氧化還原入手,運(yùn)用電子守恒就會發(fā)現(xiàn),整個過程首先是Cu、Ag失電子HNO3得到電子轉(zhuǎn)化成氮的氧化物,然后氮的氧化物失電子O2得電子,氮的氧化物又轉(zhuǎn)化成HNO3。從而可知Cu、Ag失去的電子數(shù)等于O2得到的電子數(shù)。
  
  設(shè)Cu的物質(zhì)的量為xmol、Ag的物質(zhì)的量為ymol
  
  得到      64x +108y =14
  
  2x + y = 1.12/22.4 × 4
  
  解之       x = 0.05          mCu = n ? MCu = 0.05mol × 64g/mol =3.2g
  
  這樣以來就避免了討論和復(fù)雜的計(jì)算。
  
  綜合以上兩例,希望同學(xué)們遇到氧化還原反應(yīng)的題目時,應(yīng)多思考,找出電子轉(zhuǎn)移的情況,恰到好處用好“電子守恒”。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1052799.html

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