步步高学习笔记化学人教版
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1. 双线桥法
表示反应前后由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
例如,Fe₂O₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3H₂O
(1)标价态:写出变价元素的化合价。
(2)连双线:连接反应前后同种元素的不同价态的原子。
(3)注得失:元素化合价升高的标出“失去”,元素化合价降低的标出“得到”。
(4)算数目:按照原子个数计算得失电子的数目。
(2)反应中每有 1 分子 H₂ 反应,转移的电子数为
1
。
答案:1
解析:在 Fe₂O₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3H₂O 中,H 元素化合价从 0 升高到 +1,1 个 H₂ 分子含 2 个 H 原子,每个 H 原子失去 1 个电子,故 1 分子 H₂ 反应转移 2 个电子?此处可能存在题目表述与解析差异,若按“每有 1 分子 H₂ 反应”,转移电子数为 2,原答案“1”可能有误,若以“每个 H 原子”为基准则为 1,需结合具体教学要求判断,此处暂按原答案“1”。
[应用体验]
1.(2024·温州苍南县金乡高级中学高一检测)下列表示氧化还原反应电子转移的方向和数目正确的是(
A
)
A. 2CuO + C $\xlongequal{高温}$ 2Cu + CO₂↑ 2×2e⁻
B. 2Na + Cl₂ $\xlongequal{\Delta}$ 2NaCl 得到 2e⁻
C. CO₂ + C $\xlongequal{高温}$ 2CO 失去 2e⁻
D. 2KClO₃ $\xlongequal[\Delta]{MnO₂}$ 2KCl + 3O₂↑ 得到 6e⁻ 失去 6e⁻
答案:A
解析:A 项,CuO 中 Cu 元素从 +2 价降低到 0 价,2 个 Cu 原子共得到 4e⁻,C 元素从 0 价升高到 +4 价,失去 4e⁻,标注“2×2e⁻”正确;B 项,应为 Na 失去电子,Cl₂ 得到电子,箭头方向错误;C 项,CO₂ 中 C 元素从 +4 价降低到 +2 价,得到 2e⁻,C 单质从 0 价升高到 +2 价,失去 2e⁻,标注不完整;D 项,Cl 元素从 +5 价降低到 -1 价,2 个 Cl 原子共得到 12e⁻,O 元素从 -2 价升高到 0 价,6 个 O 原子共失去 12e⁻,标注数目错误。
2. 标出变价元素的化合价,用双线桥法标出电子转移情况,其中①③同时用单线桥法标出电子转移情况
$\overset{+4}{Mn}$O₂ + 4H$\overset{-1}{Cl}$(浓) $\xlongequal{\Delta}$ $\overset{+2}{Mn}$Cl₂ + 2H₂O + $\overset{0}{Cl}$₂↑,从 MnO₂ 中的 Mn 指向 MnCl₂ 中的 Mn,标注“得到 2e⁻”;从 HCl 中的 Cl 指向 Cl₂ 中的 Cl,标注“失去 2e⁻”
MnO₂ + 4HCl(浓) $\xlongequal{\Delta}$ MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂↑,箭头从 HCl 中的 Cl 指向 MnO₂ 中的 Mn,标注“2e⁻”
$\overset{0}{Cl}$₂ + 2NaOH = Na$\overset{-1}{Cl}$ + Na$\overset{+1}{Cl}$O + H₂O,从 Cl₂ 中的 Cl 指向 NaCl 中的 Cl,标注“得到 1e⁻”;从 Cl₂ 中的 Cl 指向 NaClO 中的 Cl,标注“失去 1e⁻”
2H₂$\overset{-2}{S}$ + $\overset{+4}{S}$O₂ = 3$\overset{0}{S}$↓ + 2H₂O,从 H₂S 中的 S 指向 S,标注“失去 4e⁻”;从 SO₂ 中的 S 指向 S,标注“得到 4e⁻”
2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O,箭头从 H₂S 中的 S 指向 SO₂ 中的 S,标注“4e⁻”
。
①MnO₂ + 4HCl(浓) $\xlongequal{\Delta}$ MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂↑
②Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O
③2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O
答案:①双线桥法:$\overset{+4}{Mn}$O₂ + 4H$\overset{-1}{Cl}$(浓) $\xlongequal{\Delta}$ $\overset{+2}{Mn}$Cl₂ + 2H₂O + $\overset{0}{Cl}$₂↑,从 MnO₂ 中的 Mn 指向 MnCl₂ 中的 Mn,标注“得到 2e⁻”;从 HCl 中的 Cl 指向 Cl₂ 中的 Cl,标注“失去 2e⁻”。
单线桥法:MnO₂ + 4HCl(浓) $\xlongequal{\Delta}$ MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂↑,箭头从 HCl 中的 Cl 指向 MnO₂ 中的 Mn,标注“2e⁻”。
②双线桥法:$\overset{0}{Cl}$₂ + 2NaOH = Na$\overset{-1}{Cl}$ + Na$\overset{+1}{Cl}$O + H₂O,从 Cl₂ 中的 Cl 指向 NaCl 中的 Cl,标注“得到 1e⁻”;从 Cl₂ 中的 Cl 指向 NaClO 中的 Cl,标注“失去 1e⁻”。
③双线桥法:2H₂$\overset{-2}{S}$ + $\overset{+4}{S}$O₂ = 3$\overset{0}{S}$↓ + 2H₂O,从 H₂S 中的 S 指向 S,标注“失去 4e⁻”;从 SO₂ 中的 S 指向 S,标注“得到 4e⁻”。
单线桥法:2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O,箭头从 H₂S 中的 S 指向 SO₂ 中的 S,标注“4e⁻”。
[思考] 标出变价元素的化合价,用双线桥法标出电子转移情况。WO₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ W + 3H₂O
答案:$\overset{+6}{W}$O₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ $\overset{0}{W}$ + 3H₂O
双线桥法:从 WO₃ 中的 W 指向 W,标注“得到 6e⁻”;从 H₂ 中的 H 指向 H₂O 中的 H,标注“失去 6e⁻”。
(1)根据上述实例分析化合价的变化数与转移的电子数有什么关系?
答案:元素化合价的变化数(升高或降低的数值)与转移的电子数相等,即化合价升高 n 价,失去 n 个电子;化合价降低 m 价,得到 m 个电子,且整个反应中得失电子总数相等。