电子转移数目计算是高考化学中氧化还原反应的核心考点，常结合具体反应情境进行综合考查。以下是其典型应用实例及解题思路

1. 守恒规律应用——反应中电子转移的定量计算

实例：金属与硝酸反应的计算

如铁与稀硝酸反应生成Fe³⁺时，根据守恒规律，铁失去的电子数等于硝酸中氮元素得到的电子数。

  • 步骤：

    • ① 写出反应式（部分配平）：Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + H₂O

    ② 标化合价变化：Fe（0→+3，每mol Fe失3e⁻），HNO₃中N（+5→+2，每mol NO得3e⁻）

    ③ 列守恒式：3n(Fe) = 3n(NO)，简化得n(Fe) = n(NO)

    高考题链接：此类问题常出现在选择题或工艺流程题中，要求计算反应中转移的电子数或物质比例。

    2. 典型反应中的电子转移数目分析

    实例1：Cl₂与NaOH溶液的反应

    反应式为：Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

  • 关键点：Cl₂既是氧化剂（Cl⁻的还原产物）又是还原剂（ClO⁻的氧化产物），每1mol Cl₂转移1mol电子。
  • 易错点：若题目问“1mol Cl₂与水反应转移电子数”，由于反应可逆且不完全，实际转移电子数小于1mol；但若明确生成1mol HClO，则转移1mol电子。

    • 实例2：H₂O₂分解反应

    反应式为：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑

  • 计算：每mol H₂O₂中O（-1→-2或0），总转移2mol电子（分解2mol H₂O₂时转移2mol电子）。

    • 考查形式：常结合阿伏伽德罗常数选择题，判断转移电子数是否正确。

    3. 工业流程中的电子转移计算

    实例：高铁酸钾（K₂FeO₄）的制备

    反应式：2Fe(OH)₃ + 3ClO⁻ + 4OH⁻ → 2FeO₄²⁻ + 3Cl⁻ + 5H₂O

    电子转移数目计算在高考化学中的应用实例

  • 步骤：

    • ① Fe³⁺（+3）→ FeO₄²⁻（+6），每mol Fe³⁺失去3e⁻；

    ② ClO⁻（+1）→ Cl⁻（-1），每mol ClO⁻得到2e⁻；

    ③ 总电子守恒：2mol Fe³⁺失6e⁻，3mol ClO⁻得6e⁻。

    应用场景：工艺流程题中常要求计算氧化剂与还原剂的物质的量比或电子转移总数。

    4. 选择题中的陷阱与技巧

    常见题型：阿伏伽德罗常数与电子转移数的综合判断

  • 实例：判断“1mol Fe与足量稀H₂SO₄反应转移3mol电子”是否正确。

    • 解析：稀硫酸中Fe生成Fe²⁺，1mol Fe转移2mol电子，故错误。

  • 关键：需注意反应条件（如浓硫酸可能钝化）、产物价态（Fe²⁺或Fe³⁺）等。

    • 5. 复杂反应体系的电子转移分析

    实例：CuFeS₂与O₂的焙烧反应

    反应式：4CuFeS₂ + 13O₂ → 4CuO + 2Fe₂O₃ + 8SO₂

  • 分析：

    • Cu（+2→+2，未变）；Fe（+2→+3，每mol Fe失1e⁻）；S（-1→+4，每mol S失5e⁻。

    总电子数：每mol CuFeS₂中1mol Fe和2mol S参与，共失（1×1 + 2×5）=11mol e⁻。

    总结解题策略

    1. 标化合价：明确反应前后元素的价态变化。

    2. 分步计算：分别计算氧化剂得电子数和还原剂失电子数。

    3. 守恒验证：确保总得电子数=总失电子数。

    4. 注意陷阱：可逆反应、浓度影响（如浓/稀硝酸）、隐含条件（如水解、歧化反应）等。

    通过以上实例和策略，可系统掌握高考中电子转移数目计算的题型及解题逻辑。