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“电荷守恒”的妙用 　　摘 要：化学中的多种守恒关系，几乎都是高考中的热点。在电解质的电离和盐类的水解这两部分知识中，有两种守恒关系经常被用到：电荷守恒和物料守恒。在这里首先认识电荷守恒的相关知识，简单介绍根据电荷守恒判断反应物和生成物、配平离子反应方程式、书写并配平电极反应式以及溶液中离子浓度的相对大小的应用。 　　关键词：电荷守恒；离子方程式；电极反应式；离子浓度 　　所谓电荷守恒关系，就是在任何电解质溶液中阴阳离子浓度间的一个等式关系。电荷守恒主要表现在以下几个方面： 　　1.离子反应方程式中的电荷守恒：反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数。 　　2.溶液呈电中性：所有阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。 　　一、离子反应方程式中的电荷守恒 　　1.用电荷守恒判断反应物或生成物 　　例1.利用变化是加强酸（H+）还是加强碱（OH-）来实现： 　　（1）使Al3+生成Al（OH）3或AlO2- 　　（2）使AlO2-生成Al（OH）3或Al3+ 　　分析：（1）中使Al3+生成Al（OH）3或AlO2-，从电荷看由+3价变成了0价或-1价，所以加强碱（OH-）来实现，且分别加3个和4个OH-。 　　离子反应方程式为：Al3++3OH-=Al（OH）3 Al3++4OH-=AlO2-+2H2O 　　（2）中使AlO2-生成Al（OH）3或Al3+，从电荷看由-1价变成了0价或+3价，所以加强酸（H+）来实现，且分别加1个和4个H+。 　　离子反应方程式为：AlO2-+H++H2O=Al（OH）3 AlO2-+4H+=Al3++2H2O 　　例2.HCO3-分别和强酸（H+）、强碱（OH-）反应的产物是什么？ 　　分析：HCO3-和强酸（H+）反应电荷数一正一负，所以产物生成0价的可能性更大。离子反应方程式为：HCO3-+H+=CO2↑+H2O 　　HCO3-和强碱（OH-）反应电荷数为-2，则生成物中必有负电荷数的物质CO32-，不可能都生成电荷数为0的CO2和H2O。 　　离子反应方程式为：HCO3-+OH-=CO32-+H2O 　　2.用电荷守恒配平离子反应方程式 　　例3.KMnO4溶液分别在酸性和碱性条件下氧化H2O2 　　分析：（1）用得失电子守恒配平： 　　2MnO4-+5H2O2――2Mn2++5O2↑（酸性） 　　2MnO4-+3H2O2――2MnO2+3O2↑（碱性） 　　（2）酸性溶液时反应式两边补加H+和H2O，反应物电荷数为-2，生成物电荷数为+4，所以应在反应物加6H+，再根据质量守恒，确定H2O的系数。 　　离子反应方程式为：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O 　　（3）碱性溶液时反应式两边补加OH-和H2O，反应物电荷数为-2，生成物电荷数为0，所以应在生成物加2OH-，再根据质量守恒，确定H2O的系数。 　　离子反应方程式为：2MnO4-+3H2O2=2MnO2+3O2↑+2OH-+2H2O 　　3.用电荷守恒配平电极反应式 　　例4.甲烷燃料电池在不同介质中的电极反应式 　　（1）碱性介质（OH-和H2O）下的甲烷燃料电池 　　根据得失电子守恒： 　　负极：CH4-8e-――CO32-根据电荷守恒：左边电荷数为+8，右边电荷数为-2，所以左边应补充10OH- 　　正极：2O2+8e-――根据电荷守恒：左边电荷数为-8，右边应补充8OH- 　　所以电极反应式为： 　　负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 　　正极：2O2+8e-+4H2O=8OH- 　　（2）酸性介质（H+和H2O）下的甲烷燃料电池 　　根据得失电子守恒： 　　负极：CH4-8e-――CO2根据电荷守恒右边应补充8H+ 　　正极：2O2+8e-――根据电荷守恒左边应补充8H+ 　　所以电极反应式为： 　　负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 　　正极：2O2+8e-+8H+=4H2O 　　（3）熔融碳酸盐介质（CO32-和CO2）下的甲烷燃料电池 　　根据得失电子守恒： 　　负极：CH4-8e-――CO2根据电荷守恒左边应补充4CO32- 　　正极：2O2+8e-――根据电荷守恒右边应补充4CO32- 　　所以电极反应式为： 　　负极：CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O 　　正极：2O2+8e-+4CO2=4CO32- 　　（4）熔融金属氧化物介质（O2-）下的甲烷燃料电池 　　根据得失电子守恒： 　　负极：CH4-8e-――CO2根据电荷守恒左边应补充4O2- 　　正极：2O2+8e-――根据电荷守恒右边应补充4O2-