遇到涉及氧化还原反应的计算题,应根据电荷守恒,得出关系式
电荷守恒即电子得失守恒,在氧化一还原反应中,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化一还原反应,还是原电池或电解池中均如此。
例题7:已知酸性条件下,KMnO4是常用氧化剂,在氧化还原反应中,被还原为Mn2+ (无色),又知KMnO4(H+,aq)可将SO32—氧化为SO42—。则某酸性溶液中含KMnO40.50mol,逐滴滴入5.0mol·L—的 Na2SO3(aq)至KMnO4(H+,aq)恰好完全褪色为止。试计算加入的Na2SO3(aq)体积。
思路分析:此题若按常规解法,要写出化学方程式较难或较麻烦,但利用电荷守恒就能轻易得到反应的关系式:KMnO4(H+,aq)被还原为 Mn2+的过程是得到5个电子,而 SO32— 氧化为SO42—的过程是失去2个电子,根据得失电子相等(即电荷守恒)的原理,KMnO4与Na2SO3反应的关系式应为:2KMnO4 ∽ 5 Na2SO3,根据此关系式计算就能简化这道计算题。
答案: V = 0.25 ( L)
例题8 用石墨电极电解5OOmL NaNO3和Cu(SO4)2的混合溶液,一段时间后,阴极逸出11.2L(标准状况)气体,阳极逸出8.4L(标准状况)气体,求:
(1)原混合溶液中Cu2十的物质的量的浓度
(2)电解后溶液中的H十 的物质的量的浓度
思路分析:根据题意可得:阴极得到Cu和H2,阳极得到O2。
依得失电子守恒得: n(Cu) ×2 +n(H2)× 2 = n(O2)×4
解得:n(Cu)=0.25mo1
当阴极产生H2,说明溶液中Cu2+全部被还原
所以:C(Cu2+)= 0.5mol/L,而由溶液中电荷守恒(Na+、NO3—)没有变化,因此相当于H+取代了Cu2+,
C(H+) = 2×C(Cu2+) =1.Omo1/L