高中化学守恒的守恒法

2024-11-20 08:49:57

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回答1：

守恒法是解决化学计算常用的一种快速、简便而又准确的一种方法，在考试时可节省时间又可提高准确率。守恒法一般包括质量守恒（原子或原子团守恒）、电荷守恒、得失电子守恒以及一些化学变化前后恒定不变的量。下面，就有关化学计算中运用守恒法的解题方法，以实例分析。
�� 一、质量守恒（原子或原子团守恒）法�质量守恒定律的内容，从宏观上表达是：“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”；从微观上可理解为：“在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目、原子质量前后没有变化，因此，质量守恒”。 [例1].（2005年高考全国卷）已知Q与R的摩尔质量之比为9﹕22，在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则参加反应的Y和生成物Q的质量之比为（）。 A. 46:9 B. 32:9 C. 23:9 D. 16:9 [解析]由题意得： X + 2Y = 2Q + R 18 22 1.6 g m(Y) 3.6 g 4.4 g根据质量守恒，参加反应Y与生成物Q的质量之比为（4.4+3.6—1.6）:3.6 =16:9[解答] D [例2]．标准状况下将17.92 L CO2气体通入1 L 1 mol/L的NaOH溶液中，完全反应后所得溶质的物质的量是多少？[解析]：反应前后原子的质量是守恒的，此题可利用反应前后钠原子和碳原子守恒来计算。[解答] 解：由题意，17.92 L CO2的物质的量为：17.92 L/22.4 mol·L-1== 0.8 mol 设生成的Na2CO3物质的量为x mol，NaHCO3物质的量为y mol。由题意得 x + y == 0.8 mol (碳元素守恒) 2x + y == 1 mol (钠元素守恒) 解得，x == 0.2 mol y == 0.6 mol 答：生成Na2CO3 0.2 mol，NaHCO3 0.6 mol。二、电荷守恒法
在溶液中，存在着阴阳离子，由于整个溶液不显电性，故所有阳离子所带电荷总数等于阴离子所带的电荷总数。 [例3]．测得某溶液中含Ｃｕ2＋，Ｋ＋，ＳＯ42－，Ｃｌ－四种离子且阳离子的个数比为：Ｃｕ2+∶Ｋ＋＝3∶4，则ＳＯ42－与Ｃｌ－的物质的量之比可能是（）。
Ａ．3∶2 Ｂ．1∶3 Ｃ．1∶8 Ｄ．2∶5 [解析]：据电荷守恒法，可得其比值。设溶液中含ＳＯ42－ｘmol、含Ｃｌ－ｙmol。则：2ｘ＋ｙ＝3ｎ×2＋4ｎ×1
所以ＳＯ42－，Ｃｌ－物质的量之比可能有以下特征：
（1）当ｘ＝ｎ时，ｙ＝8ｎ，ｘ∶ｙ＝1∶8
（2）当ｘ＝2ｎ时，ｙ＝6ｎ，ｘ∶ｙ＝1∶3
（3）当ｘ＝3ｎ时，ｙ＝4ｎ，ｘ∶ｙ＝3∶4
（4）当ｘ＝4ｎ时，ｙ＝2ｎ，ｘ∶ｙ＝2∶1
所以Ｂ，Ｃ项符合题意。[解答] BC [例4]． 100 ｍＬ 0.1 mol/L醋酸与50 ｍＬ0.2mol/L NaOH溶液混合，在所得溶液中（）。
Ａ．c(Ｎａ＋)＞c(ＣＨ3ＣＯＯ－)＞c(ＯＨ－)＞c(Ｈ＋)
Ｂ．c(Ｎａ＋)＞c(ＣＨ3ＣＯＯ－)＞c(Ｈ＋) ＞c(ＯＨ－)Ｃ．c(Ｎａ＋)＞c(ＣＨ3ＣＯＯ－)＞c(Ｈ＋) ＝c(ＯＨ－)
Ｄ．c(Ｎａ＋)＝c(ＣＨ3ＣＯＯ－)＞c(ＯＨ－)＞c(Ｈ＋)[解析]：由题意知醋酸与ＮａＯＨ物质的量相等恰好完全反应生成ＣＨ3ＣＯＯＮａ，溶液中c(ＯＨ－)＞c(Ｈ＋)，据电荷守恒： c(Ｎａ＋)＋c(Ｈ＋)＝c(ＯＨ－)＋c(ＣＨ3ＣＯＯ－)，由于c(ＯＨ－)＞c(Ｈ＋)，故c(Ｎａ＋)＞c(ＣＨ3ＣＯＯ－)，又盐溶液中阴、阳离子浓度一般大于c(Ｈ＋)、c(ＯＨ－)，故选Ａ。三、电子守恒法电子守恒法主要针对氧化还原反应来的，因为在氧化还原反应中，失去电子的总数，一定等于得到电子的总数，得失电子总数保持守恒。
[例5]．将50.00 ｍL 0.098 mol/L的羟氨（ＮＨ2ＯＨ）酸性溶液，与足量硫酸铁在煮沸条件下反应，生成的Ｆｅ2＋又恰好被49.00 ｍＬ 0.040 mol/L的酸性ＫＭｎＯ4溶液所氧化。在上述反应中，羟氨的氧化产物为（）。
Ａ．ＮＯ2 Ｂ．ＮＯＣ．Ｎ2ＯＤ．Ｎ2
[解析]：羟氨被Fｅ3＋氧化，Ｆｅ2＋又被酸性ＫＭｎＯ4溶液所氧化。归根结底，羟氨失去电子被ＫＭｎＯ4所得到。ＮＨ2ＯＨ中Ｎ为－1价，设羟氨的氧化产物中Ｎ为ｘ价，由电子守恒法可得：
［ｘ－（－1）］×50.00 ｍＬ×0.098 mol/L ＝（7－2）×49.00 ｍＬ×0.04 mol/L
解得：ｘ＝1 [解答] Ｃ [跟踪练习] 1、1.6ｇ某物质，在氧气中完全燃烧，生成4.4 ｇ二氧化碳和3.6 ｇ水，关于物质的组成，有下列论断：①一定含Ｃ，Ｈ；②一定不含Ｏ；③可能含Ｏ；④一定含Ｏ；⑤分子中Ｃ，Ｈ原子个数比为1∶2；⑥分子中Ｃ，Ｈ的原子个数比为1∶4。其中正确的是（��）。
�Ａ．①②⑥ Ｂ．①②⑤ Ｃ．①③⑥ Ｄ．①④⑤2、有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析测知其中含水7.62％，Ｋ2ＣＯ32.83％，KOH 90％。若将此样品先加入到1 mol/L的盐酸46.00 ｍＬ里，过量的盐酸再用1.07mol/L KOH溶液27.65 ｍＬ正好中和，盐酸中和后的溶液可得固体约为（��）。
Ａ．3.43ｇＢ．4.00ｇＣ．4.50ｇＤ．1.07ｇ3、将3.20 g铜跟30.0 mL 10.0 mol/L的硝酸反应，产物只有NO和NO2。若反应后溶液中有a mol H+，则（1）此时溶液中含有NO3-离子的物质的量为多少？（2）生成气体的物质的量是多少？（3）若a=0.15 mol，则生成的NO和NO2的物质的量之比是多少？ [跟踪练习]答案：1、 A 2、 A (提示：氯元素守恒) 3、（1）（a+0.1）mol （提示：溶液中电荷守恒）（2）（0.2—a）mol （提示：由氮元素守恒）（3） 1:1 （提示：由氮元素守恒和电子得失守恒共同求得）

回答2：

电荷守恒：方程式左右电荷（正负、多少）都不变。配平就是根据这个来。至于氧化还原反应也是类似的，有多少升，就有多少降。我已经上大学了习题都扔了……你有不会的题可以问我

回答3：

例1、（2004.崇文）向100ml0.25mol/l的alcl3溶液中加入金属钠，恰好反应生成只含nacl和na[al(oh)4]的澄清溶液，则加入金属钠的质量是（
）
a、3.45g
b、2.3g
c、1.15g
d、0.575g
解析：本题涉及的反应有2na+2h2o=2naoh+h2↑
alcl3+4naoh=na[al(oh)4]+3nacl,若从反应方程式角度考虑，思维量大，做题用时长，而从元素守恒角度，则钠通过反应最终在化合物nacl和na[al(oh)4]中，在两个化合物中，na+与cl-,na+与[al(oh)4]-之比均为1：1，从而可以通过原题中的数据0.025摩alcl3直接求出m(na)=23g/mol×(0.025×3+0.025)mol=2.3g
答案：b
例2、（南京检测）硫酸镁、硫酸铝两种物质组成的混合溶液100ml中so42-的物质的量浓度为0.1mol/l，加入0.30mol/l的naoh溶液到生成的白色沉淀恰好不再溶解为止，消耗naoh的体积为100ml，过滤，所得溶液中[al(oh)4]-的物质的量浓度为（
）
a、0.025mol/l
b、0.05mol/l
c、0.10mol/l
d、0.25mol/l
解析：本题发生的反应过程为：mg2+,al3+→mg(oh)2,[al(oh)4]-,从钠元素守恒角度分析，反应后的钠元素存在状态是na2so4和na[al(oh)4]，而题中给出了na+的物质的量和so42-的物质的量，因此可以迅速求得n([al(oh)4]-)=0.30mol/l×0.1l-0.10mol/l×0.1l×2=0.01mol
c=0.01mol/(0.1+0.1)l=0.05mol/l
答案：b
例3、向一定量fe、feo和fe2o3的混合物中加入120ml4mol/l的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344l（标准状况下）气体,往所得溶液中加入kscn,无血红色出现,若用足量的h2在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到fe的物质的量为(
)
a、0.21mol
b、0.14mol
c、0.16mol
d、0.24mol
解析：本题中的3中物质均可与硝酸反应，其中fe、feo溶于硝酸生成fe(no3)3,同时生成no气体，fe2o3溶于硝酸生成fe(no3)3，又由于加入kscn无血红色，说明溶液中的fe3+又被fe还原，从n元素守恒角度，硝酸在反应中的产物为fe(no3)2和no，而硝酸和no的物质的量已知，从而可以求fe(no3)2中的no3-，继而求得fe2+，即被h2还原后可得到等量的fe.
n(fe(no3)3)=[n(hno3)]-n(no)]/2=0.21mol
所以fe为0.21mol
答案：a
例4、有镁铝混合粉末10.2克，将它溶于500ml4mol/l的盐酸中，若要使沉淀量最大，则需加入2mol/l的naoh的体积为（
）
a、1000ml
b、500ml
c、100ml
d、1500ml
解析：当镁元素铝元素全部以mg(oh)2、al(oh)3沉淀的形式存在时，沉淀的量最大，此时钠元素全部以nacl的形式存在，则由钠元素和氯元素守恒得n(naoh)=n(nacl)=n(hcl)=0.5l×4mol/l=2mol
所以v（naoh）=1l=1000ml
答案a
学以致用：已知在fecl3溶液中通入h2s气体可发生反应：2fe+h2s=2fecl2+s↓+2hcl.在标准状况下向100mlfecl3溶液中通入alh2s气体恰好反应后，再加入足量的铁粉充分反应，所得溶液经测定金属阳离子的浓度为3mol/l，若反应过程中溶液体积不变，则原fecl3溶液的物质的量浓度为（
）
a、1.5mol/l
b、1mol/l
c、2mol/l
d、无法确定
答案：c
题不在多，贵在精，贵在总结，归纳。

回答4：

口诀“升失氧化还原剂，降得还原氧化剂”

回答5：

简化为：升失氧，降得还

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