摘 要：利用电子守恒原理，既可配平氧化还原反应方程式，又可进行氧化还原反应的快速计算，本文通过举例论述了电子守恒原则在氧化还原反应中的应用。 关键词：氧化还原反应 得失电子守恒 氧化剂 还原剂
氧化还原反应的实质是电子的转移(电子的得失或电子对的偏移)，特征为化合价的变化。一个氧化还原反应发生时，必然有电子的转移，且氧化剂得电子总数一定等于还原剂失电子总数，即电子守恒。根据这一原理，既可配平氧化还原反应方程式，又可进行氧化还原反应的快速计算。现将电子守恒原理在氧化还原反应解题中的应用举例如下：
题型一：有关氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物物质的量关系的判断
例1硫酸铵在强热条件下分解，生成氨、二氧化硫、氮气和水，反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量的比是()。
A.1∶3?摇?摇?摇B.2∶3?摇?摇?摇C.1∶1?摇?摇?摇D.4∶3
解析：氧化产物是氮气，每生成1摩尔氮气，失去6摩尔电子，还原产物是二氧化硫，每生成1摩尔二氧化硫，得到2摩尔电子，因此根据得失电子守恒原则可知：氧化产物和还原产物的物质的量的比是1∶3，故本题正确答案为C。
例2ClO 是一种广谱性的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO 将逐渐取代Cl 成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO 常用NaClO 和Na SO 溶液混合并加H SO 酸化后反应制得，在以上反应中NaClO 和Na SO 的物质的量之比为()。
A.1∶l B.2∶1C.1∶2 D.2∶3
解析：因NaClO 每生成1摩尔ClO 得到1摩尔电子，Na SO 每生成1摩尔Na SO 失去2摩尔电子，因此根据得失电子守恒原则可知，反应中NaClO 和Na SO 的物质的量之比为2∶1，故本题正确答案为B。
题型二：关于氧化产物或还原产物中元素化合价的判断
例3R O在一定条件下可以将Mn 氧化成MnO，若反应后R O离子变为RO，又知反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶2，则n值为（）。
A.4?摇?摇?摇?摇?摇B.3?摇?摇?摇?摇?摇C.2?摇?摇?摇?摇?摇D.1
解析：本题从表面看求n值，实质是要求解反应离子R O中R的化合价，设R O中R为x价，依据得失电子守恒可知：2×（x-6）×5=5×2，解得x=7，即n=2，故本题正确答案为C。
题型三：关于氧化产物、还原产物化学式的确定
例4硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0mL0.100mol／L Na S O 溶液恰好把224mL(标准状况)Cl 完全转化为C1 ，则S O将转化成()。
A.S ?摇?摇?摇B.S?摇?摇?摇C.SO?摇?摇?摇?摇D.SO
解析：设S O的氧化产物中硫元素的化合价为n，则根据得失电子守恒原则得：(0.224L÷22.4L/mol)×2=0.100mol／L×25.0×10 L×2(n-2)，解得n=+6，故本题正确答案为D。
例5某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶l时，还原产物是()。
A.NO ?摇?摇?摇?摇B.NO?摇?摇?摇?摇C.N O?摇?摇?摇?摇D.N
解析：设金属为R，其化合价为n，HNO 的还原产物中氮元素的化合价为x，则根据得失电子守恒原则得：2n= 5-x，当n=1时，x=3，不合题意；当n=2时，x=1，还原产物为N O，符合题意；当n=3时，x=-1，不合题意；当n=4时，x=-3，不合题意，故本题正确答案为C。
题型四：计算被氧化的还原剂或被还原的氧化剂的有关量
例6 （2007 全国卷Ⅰ）已知氧化还原反应2Cu(IO ) +24KI+12H SO =2CuI↓+13I ＋12K SO +12H O，其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为（）。
A.10molB.11mol C.12mol D.13mol
解析：该反应中每有1mol氧化剂Cu(IO ) 被还原，就有11mol被氧化，根据得失电子守恒原则1mol氧化剂在反应中得到的电子为11mol，故本题正确答案为B。
例7高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应：KMnO +HBr―Br +MnBr + KBr+H O。若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量为()。
A.0.1mol B.0.2molC.0.5molD.1.0mol
解析：根据得失电子守恒原则得关系式“2KMnO～10HBr”，从而可得：2mol∶10mol =0.1mol∶n(HBr)，解得n(HBr)=0.5 mol，故本题正确答案为C。
题型五：确定反应方程式计量数
例8(2000 上海)KCIO 和浓盐酸在一定条件下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯，其变化为：□KClO +□HCl(浓)――□KCl+□ClO ↑+□Cl ↑+□□，请完成该化学反应方程式并配平。
解析：依化合价归中规律及得失电子守恒规律知：KClO 得1e 成为ClO ，2HCl失2e 成为Cl ，所以KClO 及ClO 前系数为2，Cl 前计量数为1，再依次按Cl、H、O守恒，则未知物为H O，便知化学计量数依次为：2、4、 2、 2、1、2。
题型六：有关氧化还原反应的综合计算
例93.84g铜和一定质量的浓硝酸反应，当铜反应完时，共收集到标准状况时的气体2.24L，若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液？
解析：铜失去的电子数=被还原的硝酸得到的电子数=还原产物NO、NO 消耗的氧气得到的电子数，省去中间计算得：铜失去的电子数=氧气得到的电子数。
则ｎ(Ｏ )=3.84g÷64g/mol×2÷4=0.03mol
V(O )=0.03mol×22.4L/mol=0.672L
若用常规解法，应先求出NO、NO 的物质的量，再根据：
4NO +O +2H O=4HNO
4NO+3O +2H O=4HNO
计算出O 的物质的量，并求出其体积，此方法运算量大，中间计算多且复杂，容易出错，用电子守恒法综合考虑，可省去中间的各步计算，使计算简化。
例10往100mL溴化亚铁溶液中缓慢通入2.24L（标准状况）氯气，反应完成后溶液中有 的溴离子被氧化成溴单质。求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。
解析：由于还原性：Fe ＞Br ，Br 已部分被氧化，故Fe 已全部被氧化。
设原FeBr 的物质的量浓度为x，根据氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数，可得：
(x+2x× )×0.1L×1=2× ?圯x=1.2mol・L
从以上例题可以看出涉及氧化还原反应的相关问题时，准确找到氧化剂和还原剂得失电子的数目，然后巧妙地运用电子守恒法，可以快速准确地解决氧化还原反应的相关问题，提高我们多视角分析问题、解决问题的能力。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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