这是一个示例氧化还原反应问题，展示了如何使用平衡氧化还原方程计算反应物和产物的体积和浓度。

关键收获：氧化还原反应化学问题

• 氧化还原反应是一种发生还原和氧化的化学反应。
• 求解任何氧化还原反应的第一步是平衡氧化还原方程式。这是一个必须平衡电荷和质量的化学方程式。
• 一旦氧化还原方程式平衡，使用摩尔比计算任何反应物或产物的浓度或体积，前提是已知任何其他反应物或产物的体积和浓度。

快速氧化还原审查

氧化还原反应是一种发生还原和氧化的化学反应。因为电子在化学物质之间转移，所以形成了离子。因此，平衡氧化还原反应不仅需要平衡质量（方程式两边的原子数量和类型），还需要平衡电荷。换句话说，在平衡方程式中，反应箭头两侧的正负电荷数是相同的。

方程式平衡后，只要已知任何物质的体积和浓度，即可使用摩尔比确定任何反应物或产物的体积或浓度。

氧化还原反应问题

给出了酸性溶液中MnO4-和Fe2+之间反应的以下平衡氧化还原方程式：

• MnO4-（aq）+5 Fe2+（aq）+8 H+（aq）→ Mn2+（aq）+5fe3+（aq）+4h2o

计算与25.0 cm3 0.100 M Fe2+反应所需的0.100 M KMnO4的体积和溶液中的Fe2+浓度（如果您知道20.0 cm3溶液与18.0 cm3 0.100 KMnO4反应）。

如何解决

由于氧化还原方程式是平衡的，1 mol MnO4-与5 mol Fe2+反应。利用这个，我们可以得到Fe2+的摩尔数：

• 摩尔Fe2+=0.100 mol/L x 0.0250 L
• 摩尔Fe2+=2.50 x 10-3摩尔
• 使用此值：
• 摩尔MnO4-=2.50 x 10-3摩尔Fe2+x（1摩尔MnO4-/5摩尔Fe2+）
• 摩尔MnO4-=5.00 x 10-4摩尔MnO4-
• 0.100 M高锰酸钾的体积=（5.00 x 10-4 mol）/（1.00 x 10-1 mol/L）
• 0.100米高锰酸钾的体积=5.00 x 10-3升=5.00立方厘米

为了获得本问题第二部分中提出的Fe2+浓度，除解决未知铁离子浓度外，问题的处理方法相同：

• 摩尔MnO4-=0.100 mol/L x 0.180 L
• 摩尔MnO4-=1.80 x 10-3摩尔
• 摩尔Fe2+=（1.80 x 10-3 mol MnO4-）x（5 mol Fe2+/1 mol MnO4）
• 摩尔Fe2+=9.00 x 10-3摩尔Fe2+
• 浓度Fe2+=（9.00 x 10-3 mol Fe2+/（2.00 x 10-2 L）
• 浓度Fe2+=0.450M

成功秘诀

解决此类问题时，检查您的工作非常重要：

• 检查以确保离子方程式平衡。确保方程两边的原子数量和类型相同。确保反应两侧的净电荷相同。
• 注意使用反应物和产物之间的摩尔比，而不是克数。可能会要求您以克为单位提供最终答案。如果是这样，用摩尔来解决问题，然后用物种的分子质量在单位之间转换。分子质量是化合物中元素的原子量之和。将原子的原子量乘以符号后面的任何下标。不要乘以方程中化合物前面的系数，因为你已经考虑到这点了！
• 小心使用正确的有效数字报告摩尔、克、浓度等。

来源

• 舒尔茨，H.D.，费舍尔，W.R.，Böttcher，J.，杜伊尼斯维尔德，W.H.，编辑（1999）。氧化还原：基础、工艺和应用。斯普林格·维拉格，海德堡ISBN 978-3-540-66528-1。
• 拉特尼耶克，保罗·G。；格伦德，蒂莫西J。；Haderlein，Stefan B.，编辑（2011年）。水生氧化还原化学。ACS研讨会系列。1071ISBN 9780841226524。