守恒法在解化学题中的应用

２０１０：０２　高中课改　守恒法是化学计算中的一种常用方　法，包括如质量守恒、电荷守恒、电子得失　守恒等。它的优点是用宏观的统揽全局的　方式列式，不用探究细枝末节．直接抓住其　中的守恒关系，快速建立计算式．使解题简　单。利用守恒法解题的关键是找出相应的　守恒关系，多数同学在具体应用时往往由　于不能正确的找出其中的守恒关系而造成　解题错误。　一、质量守恒　质量守恒是指在一个密闭的系统中．　质量不会产生也不会消失．只有各物质之　间的迁移，即系统内的总质量不变，也包括　原子的种类和个数不变。　例１：把ａｇ铁铝合金粉末溶于足量盐　酸中，加入过量的ＮａＯＨ溶液。过滤出沉　淀，经过洗涤、干燥、灼烧、得到红棕色粉末　的质量仍为ａｇ，则原合金中铁的质量分数　为（　）　Ａ．７０％　Ｂ．５２．４％　Ｃ．４７．６％Ｄ．　３０％　解析：由题意反应前合金的质量等于经　过一系列反应后红棕色粉末（Ｆｅ２０３）的质　量，在整个过程中铁并未损失，由质量守恒　合金中铝的质量等于Ｆｅ２０３中氧元素的质　量。则合金中铁元素的质量分数就是Ｆｅ２０３　中铁的质量分数为７０％，故答案为Ａ。　［练习】：１．质量为２３ｇ的某有机物在空　气中完全燃烧后共生成了４４ｇ二氧化碳和　２７ｇ水。该有机物中碳元素的质量为　——，氢元素的质量为——。该有机物　是由——元素组成的。　提示：４４ｇＣ０：中碳元素的质量为４４ｘ　１２　丽ｘ１００％＝１２（ｇ）。２７ｇＨ　Ｏ中氢元素的质量　２　为２７ｘｆ￣ｘｌ００％＝３（ｇ）。Ｎ（１２＋３）ｇ＜２３ｇ，故该　有机物中还含有氧元素，该有机物是由碳、　氢、氧三种元素组成的。　二、电荷守恒　在电解质溶液中，阳离子所带正电荷　总数等于阴离子所带的负电荷总数。　电荷守恒是离子方程式以及电极反应　书写正误的判断依据，离子方程式中化合　价的判断，电解质溶液中浓度大小的判断，　守恒法巧解化学题　河北省乐亭县第一中学　李海蕊　溶质成分的判断等都可用之来解决。　例２：在一定条件下．Ｒ０３ｘ一和氟气可发　生如下反应：Ｒ０３ｘ－＋Ｆ２＋２ＯＨ－＝ＲＯ４＿＋２Ｆ＿＋　Ｈ：Ｏ，从而可知在Ｒ０　中，元素Ｒ化合价是　Ａ．＋４　Ｂ．＋５　Ｃ．＋６　Ｄ．＋７　解析：根据在离子方程式等式左右两　边离子所带电荷数相等．则有　（一ｘ）＋（一２）＝（－１）＋（一２），ｘ：ｌ，进而可　推出Ｒ的化合价为＋５。答案为Ｂ。　例３：用０．１　ｍｏｌ・Ｌ　的盐酸滴定０．１０　ｔｏｏｌ・Ｌ－　的氨水．滴定过程中不可能出现的　结果是　Ａ．Ｃ（ＮＨ４＋）＞Ｃ（Ｃ１一），Ｃ（ＯＨ－）＞Ｃ（Ｈ　）　Ｂ．ｃ（ＮＨｇ）＝ｃ（Ｃ１一，ｃ（ＯＨ－）：ｃ（Ｈ＋）　Ｃ．Ｃ（Ｃ１－）＞Ｃ（ＮＨｇ），Ｃ（ＯＨ－）＞Ｃ（Ｈ＋）　Ｄ．ｃ（Ｃ１－）＞ｃ（ＮＨ４￣），ｃ（Ｈ　ｃ（ＯＨ－）　解析：溶液中不可能出现阴离子均大　于阳离子的情况，不遵循电荷守恒，故Ｃ项　错。　【练习１：２．将ＫＣ１与ＫＢｒ混合物　１３．４００ｇ溶于水配成龙５００ｍｌ溶液，通过足　量的氯气让其反应，将溶液蒸于得固体　１１．１７５ｇ，则原溶液中ｌ（＋、Ｃｌ一、Ｂ　一的物质的　量浓度之比为（）　Ａ．１：２：３　Ｂ．３：２：１　Ｃ．１：３：２　Ｄ．２：３：１　提示：本题如果经过计算求解，计算量　么大，会耗时较多，而考虑电荷守恒：Ｃ（１（＋）　＝Ｃ（Ｃｆ）十Ｃ（Ｂ　）则答案为Ｂ。　三、电子得失守恒　在氧化还原反应、原电池、电解池中存　在着电子的得失守恒，即得电子总数＝失电　子总数　例４：镁铝合金５．１ｇ完全溶于　３００ｍｌ２ｍｏｌ／Ｌ的盐酸中，在标况下产生气体　的体积为５．６Ｌ．向反应后的溶液中加入足　量的氨水，产生沉淀的质量为（　）　Ａ　．５．１ｇ　Ｂ．１０．２ｇ　Ｃ．１３．６ｇ　Ｄ．１５．３ｇ　解析：反应过程中Ｍｇ—兰　！：　Ｍｇ　—　Ｌ÷Ｍｇ（ＯＨｈ　Ｉ　ＡＩ　！＝｝ＡＩ　：’ＡＩ（ＯＨ）　ｌ　金属失电子数＝Ｈ＋离子得电子数＝金　属阳离子结合ＯＨ一总数，即ｎ（ＯＨ一）＝３ｎ　（ＡＩ　）＋２ｎ（Ｍｇ　）＝２ｎ（Ｈ２）＝２×　ｏ・　再根据根据质量守恒ｍ　（沉淀）－ｍ（合金）＋ｍ（ｏＨ　）＝５．１ｇ＋０．５ｍｏｌ￣　１７ｇ／ｍｏｌ＝１３．６ｇ答案为Ｃ。　【练习】：３．实验室用铅蓄电池作电源电　解饱和食盐水制取氯气。已知铅蓄电池放　电时发生如下反应：　负极：Ｐｂ＋ＳＯ４￣＝ＰｂＳ－Ｏ４＋２ｅ一　正极：ＰｂＯ２　４４Ｈ＋＋Ｓ０２－＋２ｅ－＝ＰｂＳＯ４＋　２Ｈ２０　今若制得０．０５０ｔｏｏｌ　Ｃ１２，这里电池内消　耗的Ｈ２ＳＯ４的物质的量至少是（）。　Ａ．０．０２５　ｍｏｌＢ．０．０５０　ｍｏｌＣ．０．１０　ｔｏｏｌ　Ｄ．　Ｏ．２０ｍｏｌ　提示：在电解池中．由阳极上的电极反　应：２Ｃ１一－－２ｅ－＝ＣＩ２，得知要制得Ｏ．ｏ５０　ｔｏｏｌ　Ｃ１２，在电解池中得失电子的总物质的量为　０．１０　ｍｏｌ。由于电解池与原电池中得失电子　数相等．因此原电池中得失电子也为０．１０　ｍｏｌ。抓住电池内Ｈ２Ｓ０４的消耗实质上是　Ｈ＋的消耗这一关键，用正极反应式（或正、　负极合并得到的总反应式）得关系式：２ｅ一一　４Ｈ＋～２Ｈ２Ｓ０　，故转移Ｏ．１０　ｔｏｏｌ电子，要消　耗０．１０　ｍｏｌ　Ｈ２ｓ０４。选（Ｃ）。　［练习】：４．已知酸性溶液中，下列物质　氧化ＫＩ时，自身发生如下变化：Ｆｅ　一Ｆｅ“；　ＭｎＯ４　Ｍｎ　；Ｃ１　＿２Ｃｒ；ＨＮＯ２＿Ｎ０如果分　别用等质量的这些物质氧化足量的Ⅺ．得　到Ｉ２最多的是ｆ　１　Ａ．Ｆｅ３　Ｂ．ＭｎＯ　一　Ｃ．Ｃ１２　Ｄ．ＨＮＯ３　提示：不妨假设等物质的量为Ｉｍｏｌ，　Ｆｅ　、Ｍｎ０４－、Ｃ１２、ＨＮＯ２在变化中分别得到电　子的物质的量分别为１ｍｏ］、５ｍｏｌ、２ｍｏｌ、　１ｍｏｌ，由得失电子守恒便知Ｂ为正确答案。　综上所述，我们在化学计算中能够巧　妙的运用守恒思想，往往能够避繁就简，取　得事半功倍的效果。而在解题时往往是多　种守恒法交织在一起。在复习中应加以重　视．灵活应用。

《守恒法》在化学计算中的应用

近几年来高考理综试题中关于《守恒法》的大型化学计算题已不多见，但涉及《守恒法》的化学计算，在选择题、填空题中却不少见。笔者就几种《守恒法》在化学计算中的应用谈几点个人的看法。

《守恒法》实际上就是整体思维在化学计算中的应用。它将研究的对象作为一个整体，找出化学反应在变化前后保持不变的量或在变化过程中的等量关系，从而把复杂的计算过程化繁为简、化难为易，达到快速解题的目的。在化学计算中常用的《守恒法》有质量守恒、电子守恒、电荷守恒以及电解质溶液中存在的质子守恒、物料守恒等等。

一、质量守恒

化学反应的实质为原子或原子团的重新组合，但在化学反应前后物质的总质量保持不变。

例1：向碘化钾溶液加入硝酸银溶液，直到完全反应为止，结果反应后溶液的质量恰好等于反应前碘化钾溶液的质量，求加入硝酸银溶液的质量分数。

解析：AgNO3+KI=AgI↓+KNO3

根据质量守恒，则有： m（AgNO3，ag）m（KI，ag）=m（AgI）+m（KNO3，ag）

又∵已知反应后溶液的质量等于反应前KI溶液质量，即m（AgNO3，ag）= m（AgI）

∴ω（AgNO3）=×100%=×100%=72.34%

例2：150℃时，一定量的（NH4）2CO3受热完全分解生成气态混合物，该气态混合物的密度为相同条件下H2密度的多少倍？（ ）

A、96B、48 C、24D、12

解析：（NH4）2CO3Δ2NH3↑+H2O↑+CO2↑，根据反应前后质量守恒，碳酸铵的质量等于混合气体的总质量，则混合气体的平均摩尔质量==24，所以答案为（C）。

二、原子守恒

原子守恒是指在某一系列的化学反应过程前后某元素的原子个数或物质的量保持不变。所以，在这种情况下，用原子守恒解题时只需考虑反应的始态和终态，不需要考虑中间过程。

2011-2012 高三化学复习

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1、质量守恒法：

例1：已知某物质A受热能完全分解，方程式为：2A △

B ↑+ 2C↑ + 3D↑，现取一定量的A物质，使之完全分解，测得分解后产物混合气体对氢气的相对密度为13.2，求A物质的相对分子质量。

2.原子守恒法：

例2：在空气中暴露过的KOH固体,经分析知其成分为:水7.62%､K2CO3 2.38%､KOH 90%,若将1 g此样品加到46.00 mL 1 mol/L的盐酸中,过量的盐酸再用1.07 mol/L的KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克?

3.电荷守恒法：

例3：某科研小组采集到一地区的雨水，分析成分为：c(SO42－)=0.012mol/L，c(Cl－)=0.01mol/L，c(Na＋)=0.015mol/L，c(NH4＋)=0.02mol/L，c(NO3－)=0.009mol/L。其余为H＋浓度，求雨水的PH.

例5、ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂｡工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得,在以上反应中,NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为( )

A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶3 342223232224.3.48 100 1.00 /,25.00 ,,?gFeOmLmolLmLKCrOFeFeCrOCrKCrO777电子守恒法【例4】将完全溶解在硫酸中然后加入溶液恰好使全部转化为且全部转化为｡则的物质的量浓度是多少2011-2012 高三化学复习

第 2 页 共 3 页 5.物料守恒：

例6：（2011天津）25℃时，向10ml0.01mol/LKOH溶液中滴加0.01mol/L苯酚溶液，混合溶液中粒子浓度关系正确的

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守恒法在解化学题中的应用

所谓守恒，就是指化学反应的过程中，存在某些守恒关系如质量守恒等。应用守恒关系进行化学解题的方法叫做守恒法。守恒法解题是化学解题的典型方法之一，是常用的、重要的解题技巧。化学计算中常用到的守恒法有得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒、物料守恒。应用守恒法解题，可使问题的化学内在关系更简捷地展现出来，简化解题过程，尤其是在解选择题时，可节省做题时间，提高解题速率。

一、 原子守恒

例1：将0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaOH溶液中充分反应后，所得溶液中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为（ ）

A、3：1 B、2：1 C、1：1 D、1：3

例2： 将一定量NaOH与NaHCO3的混合物A，放在密闭容器中加热，充分反应后生成气体V1L（V1≠0）.将反应后的固体残渣B与过量盐酸反应，又生成CO2 V2L（气体体积在标况下测定）则

（1） B的成分是

A、Na2CO3与NaOH B、Na2CO3与NaHCO3

C、Na2CO3 D、 NaOH

（2）A中 NaOH与NaHCO3共多少摩尔？NaOH与NaHCO3物质的量之比为多少？

二、 质量守恒

例3：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克X与Y完全反应后，生成4.4克R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为（ ）

A、46：9 B、32：9 C、23：9 D、16：9

三、 电荷守恒

例4：测得某溶液中仅含有Na+、 Mg2+ 、SO42－ 、Cl－四种离子，其中离子个数比Na+:Mg2+:Cl－=4:5:8，如假设Na+ 为4n个，则SO42－可能为：（ ）

A、2n个 B、3n个 C、6n个 D、8n个