守恒法在化学计算中的应用

“守恒法”在解铁和铁的化合物计算题中的应用

在铁及其化合物有关的众多计算题中，能运用守恒关系解答的题型特别多。解题时，巧用守恒关系，可取得事半功倍的效果。现将其常见题型及守恒关系归纳如下：

一、质量守恒

质量守恒指参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和。

例１ 在２Ｌ硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中，加入３０ｇ铁粉，最后得到２Ｌ０．２５ｍｏｌ／Ｌ的硫酸亚铁溶液和２６ｇ固体沉淀物。求原溶液中硫酸铜和硫酸铁的物质的量浓度各是多少？

解析：设硫酸铁和硫酸铜的物质的量分别为ｘ和ｙ。根据反应前后铁和铜的质量守恒得：

５６ｇ／ｍｏｌ２ｘ＋６４ｇ／ｍｏｌｙ＋３０ｇ＝２Ｌ０．２５ｍｏｌ／Ｌ５６ｇ／ｍｏｌ＋２６ｇ ①

在由反应前后ＳＯ守恒得：３ｘ＋ｙ＝２Ｌ０．２５ｍｏｌ ②

由①②解得：ｘ＝０．１ｍｏｌ，ｙ＝０．２ｍｏｌ，所以，ｃ（硫酸铁）＝０．１ｍｏｌ／２Ｌ＝０．０５ｍｏｌ／Ｌ，ｃ（硫酸铜）＝０．２ｍｏｌ／２Ｌ＝０．１ｍｏｌ／Ｌ。

二、元素原子守恒

元素原子守恒指在化学反应中，某种元素的原子个数（或物质的量、质量）反应前后保持不变。

例２ 把铁、氧化铁、氧化铜的混合粉末放入１１０ｍ１４ｍｏｌ／Ｌ的盐酸中，充分反应后产生８９６ｍｌＨ２（标准状况下），残留固体１．２８ｇ，过滤，滤液中无Ｃｕ２＋。将滤液加水稀释到２００ｍｌ，测得其中Ｈ＋深度为０．４ｍｏｌ／Ｌ。求原混合物的质量。

解析：因滤液显酸性（盐酸过量），所以残留固体只能为铜，因残留固体为铜，所以滤液中无Ｆｅ３＋。转化关系如下：

由铜元素守恒得：ｎ（ＣｕＯ）＝ｎ（Ｃｕ）＝１．２８ｇ／６４ｇ／ｍｏｌ＝０．０２ｍｏｌ

由氯元素守恒得：２ｎ（ＦｅＣｌ２）＝ｎ（ＨＣｌ余）＝ｎ（ＨＣｌ总）＝０．４４ｍｏｌ，

即，２ｎ（ＦｅＣｌ２）＋０．０８ｍｏｌ＝０．４４ｍｏｌ，则，ｎ（ＦｅＣｌ２）＝０．１８ｍｏｌ。

2011-2012 高三化学复习

第 1 页 共 3 页 守恒法在化学计算中应用

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

守恒法就是利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而进行计算或推理的解题方法。

一、元素守恒

在一些复杂的化学变化过程中，虽然发生的化学反应很多，但某些元素的浓度、质量等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。

例1、已知： 、。将三种物质放在密闭的容器中，在150℃条件下用电火花引燃后，容器内压强变为0，由此得出原混合物中的物质的量之比为（ ）

A.

B.

C.

D.

解析：此题涉及多个反应的化学方程式，而且没有给出数据，如果列出所有的化学方程式进行计算，非常复杂。根据反应后容器内压强变为0，可知反应后容器内无气体；根据元素守恒，在150℃的条件下，三种物质全部反应完时，最后以和的形式存在，可发生以下总反应：

恰好完全反应时，，过量时也符合题目要求，故答案为C、D。

二、质量守恒

在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。

例2、已知：，把和的混合物溶于水制成溶液，其中的质量为，如果把这种混合物加热至恒重会失重多少？

解析：和加热都变成了，根据溶液中的质量守恒可以计算出的质量为：

失重：。

好友都在看：

专题2.4 守恒思想在化学中的应用——守恒法解题

守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是高考试题中应用最多的方法之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。

1.“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些特定关系为依据，从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应等式关系解题的一种思想方法。

2.运用守恒法可以避开复杂的反应和中间过程，直接寻找始态和终态中特有的守恒关系，能更快、更便捷地解决问题，提高解题的速度和准确度。

3.中学常见的守恒问题有三种：质量守恒、电荷守恒、电子守恒。

一、质量守恒：

反应物减少的总质量=生成物增加的总质量。在一些物理变化中也存在质量守恒，如溶液在稀释或浓缩过程中，原溶质质量在稀释或浓缩后不变(溶质不挥发、不析出)。在化学反应过程中找准反应前后的质量关系，利用不变量可快速求解。

【例1】 在臭氧发生器中装入100 mL O2，经反应3O22O3，最后气体体积变为95 mL(体积均为标准状况下测定)，则反应后混合气体的密度为 g·L-1。

【答案】1.5。 2.原子守恒：抓住初始反应物和最终生成物中某一原子(或原子团)不变，找到等量关系进行求解。

【变式探究】 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.12%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1 g加入到46.00

mL的1 mol·L-1盐酸中，过量的酸再用1.07 mol·L-1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体 克。

【解析】此题中发生的反应很多，但仔细分析可知:蒸发溶液后所得固体为KCl，其Cl-全部来自于盐酸中的Cl-，在整个过程中Cl-守恒。即n(KCl)=n(HCl)；故m(KCl)=0.046 L×1 mol·L-1×74.5

g·mol-1=3.427 g。

【答案】3.427。