守恒法计算专题

化学计算专题【考情分析】化学计算贯穿在化学的基本概念、基础理论、元素及其化合物、化学实验等多方面的知识中，是高考试题的一个重点,也是一个难点。

【难点磁场】 请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

现有19.7 g 由Fe 、FeO 、Al 、Al 2O 3组成的混合物，将它完全溶解在540 mL 2.00 mol ·L －1的H 2SO 4溶液中，收集到标准状况下的气体8.96 L 。

已知混合物中，Fe 、FeO 、Al 、Al 2O 3的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。

欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70 mol ·L －1的NaOH(aq)体积是________。

【锦囊妙计】守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。

守恒法就是抓住化学反应过程中始终保持不变的“恒量”进行计算，如质量守恒、元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。

运用守恒解题既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题的速度，又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。

守恒法——感受简便计算的快乐，感受以不变应万变的从容！一．质量守恒包含两项内容：①质量守恒定律；②化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。

例1．某镁铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH 溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁铝合金中铝的质量分数为（ ） A. 27% B.40% C.53% D.60%【注意】总质量守恒除用于一般化学反应的技巧计算外，也可用于可逆反应中，解决化学平衡的有关计算问题，其原理依然是质量守恒定律。

例2．在密闭容器中，充入a mol N 2 和b mol H 2 ，在一定条件下反应达到平衡，生成c mol NH 3，这时平衡体系中NH 3的质量分数是 ( )A. %100cb ac -+ B. %100ba c+ C. %2281700ba c+ D.%172281700cb ac -+【同类迁移】1.在一定条件下，测出2CO 2 2CO ＋O 2达到平衡体系的平均分子量为M ，在此条件下，用来表示CO 分解率的公式是 ( )A ．M M-44 B ．MM )44(2- C ．M M 244- D ．M M -442．铁有几种氧化物，现将14.4 g 乙二酸亚铁(FeC 2O 4)与空气隔绝加热完全分解后得到7.2 g 铁的某种氧化物。

该氧化物是 ( ) A. FeO B. Fe 3O 4 C. Fe 2O 3 D. FeO 、Fe 2O 3 【思维拓展】依据该定律常可得出下列解题时实用的等式： （1）反应物的质量总和＝生成物的质量总和 （2）反应物减少的总质量＝产物增加的总质量（3）反应体系中固体质量的增加（或减少）等于气体质量的减少（或增加）二．原子（元素）守恒（粒子守恒）化学反应中，可以认为是原子重新组合的过程，反应前后某原子种类和数量不变。

例1．把m mol C 2H 4 跟n mol H 2 混合于密闭容器中，在适当条件下反应达到平衡时生成p mol C 2H 6，若将所得平衡混合物完全燃烧生成CO 2和H 2O ，需O 2的物质的量为 ( )A. 3m ＋nB. 3m ＋n 2C. 3m ＋3p ＋n 2D. 3m ＋n2－3p例2．已知氮的氧化物跟NaOH 溶液发生的化学反应如下：3NO 2＋2NaOH ＝2NaNO 3＋NO ＋H 2O NO ＋NO 2＋2NaOH ＝2NaNO 2＋H 2O现有m mol NO 2和n mol NO 组成的混合气体，要用NaOH 溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为a mol / L 的NaOH 溶液，则需此NaOH 溶液的体积是 ( )A .am L B .am 32L C .an m 3)(2+L D .an m +L例3．把6.56 g NaHCO 3和Na 2CO 3·10H 2O 的混合物溶于水制成100 mL 溶液，其中Na +浓度为0.5 mol / L 。

如果将6.56 g 这种混合物加热到恒重失去的质量为多少克？【同类迁移】1．灼烧0.5 g 硫铁矿使其中的硫全部转化为SO 2，把这些SO 2全部氧化并转变为硫酸，这些硫酸可用25 mL 0.6 mol/L 的NaOH 溶液完全中和，则硫铁矿含硫 ( ) A. 48% B. 45% C. 54% D. 90%2．向一定物质的量的Fe 3O 4和Fe 的混合物加入50 mL 2 mol / L H 2SO 4溶液，在一定条件下恰好使混合物完全溶解，放出448 mL(标准状况)的气体。

在所得溶液中加入KSCN 溶液，无红色出现，那么，用足量的CO 在高温下与相同质量的此混合物充分反应，能得到铁多少克？【思维拓展】（1）系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。

以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关连的某些物质的数量(如质量)。

（2）某种原子的原子数不变，从宏观表现来看，就是某种元素的质量不变。

但是要注意，这与总质量守恒不同，前者是局部，后者是整体。

三．电荷守恒在电解质溶液里或在离子化合物中，所含阴、阳离子的电荷数必定相等（电中性原理），即阳离子的物质的量（或物质的量浓度）×阳离子的电荷数＝阴离子的物质的量（或物质的量浓度）×阴离子的电荷数。

例1．在一定条件下，-n 3RO和I － 发生反应的离子方程式如下：-n 3RO＋ 6I －＋6H +＝ R －＋ 3I 2 ＋ 3H 2O(1) -n 3RO中R 元素的化合价是_________；(2) R 元素的原子最外层的电子数是_________。

例2．某混合溶液中MgCl 2的浓度为2 mol / L ，AlCl 3的浓度为3 mol / L ，将此溶液200 mL 中的Mg 2+完全沉淀，需加入1.6 mol / L 的NaOH 溶液的体积多少？【同类迁移】在硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合溶液中，当SO 42-的浓度为0.20mol / L 时，加入等体积0.20 mol / L 的KOH 溶液，使生成的白色沉淀恰好完全溶解，那末原溶液中K +浓度是 ( )A. 0.20 mol / LB. 0.25 mol / LC. 0.225 mol / LD. 0.45 mol / L四．电子守恒在氧化还原反应中，还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数。

（化合价升降总数相等） 1、求化合价例1．用0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液30 mL ，恰好将2×10－3 mol 的XO 4-还原，则元素X 在还原产物中的化合价是 ( )A ．＋1B ．＋2C ．＋3D ．＋4 【同类迁移】24 mL 浓度为0.05 mol / L 的Na 2SO 3溶液，恰好与20 mL 浓度为0.02 mol / L 的K 2Cr 2O 7溶液完全反应，则元素Cr 在被还原的产物中的化合价是 ( )A ．＋6B ．＋3C ．＋2D ．0 2、求物质的量例2．将m mol Cu 2S 和足量稀HNO 3反应，生成Cu(NO 3)2、H 2SO 4、NO 和H 2O 。

则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是 ( )A. 4m molB. 10m molC.103m mol D. 23m mol【同类迁移】硫酸铵在强热条件下分解，生成NH 3、SO 2、N 2和H 2O ，反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是 ( )A ．1∶3B ．2∶3C ．1∶2D ．4∶3 3、电极反应在电解池、原电池中析出物的计算原则：电子数相等关系(或叫电子转移守恒原理)。

(1) 外电路上电子流动数目 ＝ 电极被氧化所失去的电子数＝阴、阳离子在电极上放电的失去或得到的电子数。

(2) 当几个装置(电解池、原电池)串联在一起时，每个装置的外电路上流过的电子数应该相等。

例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 ＋SO 42- ＝ PbSO 4＋2e 正极：PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e ＝ PbSO 4＋2H 2O今若制得Cl 2 0.050 mol ，这时电池内消耗的H 2SO 4的物质的量至少是 ( )A. 0.025 molB. 0.050 molC. 0.10 molD. 0.20 mol 【同类迁移】1．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( ) A ．1∶2∶3 B ．3∶2∶1 C ．6∶3∶1 D ．6∶3∶2 2.用惰性电极电解CuCl 2和CuSO 4混合溶液(浓度均为0.01摩/升)500毫升，当阴极析出0.48克Cu 时，在标准状况下，阳极可得到的气体约为: （ ）A ．0.168升B ．0.14升C ．0.336升D ．0.24升五。

其它守恒还有化合价代数和为0，既正负化合价总数绝对值相等的守恒；有关溶液中的物料守恒、质子守恒；溶液质量守恒；溶液稀释或混合时溶质质量守恒；气体体积的守恒。

【难点歼灭训练】 1．将1体积A(气)和3体积B(气)混合，发生如下反应并达到平衡：2A(g) ＋ B(g) 2C(g)，在同温同压下测得此反应在反应发生前后的密度之比为9∶10。

则此时A 的转化率是 ( ) A. 90% B. 80% C. 45% D. 10%2．有一块Al —Fe 合金，溶于足量的盐酸中，再用过量的NaOH 溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧，完全变成红色粉末，经称量红色粉末和合金质量恰好相等，则合金中铝的含量为 ( )A ．70%B ．52.4%C ．47.6%D ．30%3．常温下，把氨水滴到盐酸中，当c (N H 4+)＝c (Cl -)时，混合溶液的pH 为 ( )A. ＞ 7B. ＝ 7C. ＜ 7D. 无法判断 4．已知某强氧化剂RO(OH)2+ 中的R 元素被Na 2SO 3还原到较低价态。

如果还原2.4×10－3 mol RO(OH)2+至较低价态，需要60 mL 0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液。

那么，R 元素被还原成的价态是 ( ) A ．-1 B ．0 C ．＋1 D ．＋2 5.某温度时，将Cl 2通入NaOH 溶液中，得到NaCl,NaClO,NaClO 3混合液，经测定ClO 3―与ClO ―浓度之比为1:3，则Cl 2与NaOH 反应时被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为 A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.4:1 （ ） 6.有一铁的氧化物样品，用5mol/L 盐酸140ml 恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56LCl 2、Fe 2+全部变成Fe 3+、则该氧化物可能的化学式为 （ ）Ａ：Fe 2O 3 Ｂ：Fe 3O 4 Ｃ：Fe 4O 5 Ｄ：Fe 5O 77．一定量的铁铝合金与300 mL 2 mol·L -1 HNO 3完全反应生成3.36L NO （标准状况）和三价铁盐、铝盐等，再向反应后的溶液中加入3mol·L -1 NaOH 溶液，使铁铝元素完全沉淀下来，则所加入NaOH 溶液的体积是 ( ) A. 150 mL B. 200 mL C. 450 mL D. 无法计算 8．用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量为 ( ) A.bax 4.22 B.bax 2.11 C.bax 6.5 D.bax 5.29.将1.92gCu 投入到一定量的浓硝酸中，随着反应的进行，生成气体的颜色逐渐变浅，当铜完全溶解后，共收集到χ mL 气体（标准状况）。