化学守恒法
- 格式:docx
- 大小:16.46 KB
- 文档页数:3
专题(一)守恒法【学海导航】所谓“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒等进行计算的方法。
运用守恒法解题可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题的速度和准确度。
在进行解题时,如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。
首先必须明确每一种守恒法的特点,然后挖掘题目中存在的守恒关系,最后巧妙地选取方法,正确地解答题目。
1.在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒...................。
因此涉及到溶液(尤其是混合溶液)中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒或物料守恒法。
2.在氧化还原反应中存在着得失电子守恒.................。
因此涉及到氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法。
3.在某些复杂多步的化学反应中.............,某些元素的质量或浓度等没有发生变化。
因此涉及到多步复杂的化学过程的问题可考虑元素守恒法。
4.在一个具体的化学反应中,由于反应前后质量不变,因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。
【精题点拨】1、得失电子守恒【例1】向含amolNa2S和bmolNa2S2O3的混合液中加入足量的稀硫酸酸化,完全反应后,得到沉淀(a+2b)mol ,原混和液中a 和b 的关系是(A)a=2b (B)2a=b (C)a>2b (D)2a>b【解析】由题意可知:amolNa2S 和 bmolNa2S2O3中的S元素全部转变为S沉淀,硫元素的化合价发生了改变,是氧化-还原反应,得失电子总数守恒。
amolNa2S 中的硫元素化合价从-2价变为0价,失去 2amol 电子,bmolNa2S2O3中的+2价的S变到0价,得到 4bmol 电子,由得失电子总数守恒得 a=2b 。
【能力训练一】1.某氧化剂中,起氧化作用的是X2O72-离子,在溶液中 mol该离子恰好能使-离子完全氧化,则X2O72-离子还原后的化合价为A.+1 B.+2 C.+3 D.+42、在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑,若有5 mol H2O做还原剂时,被水还原的BrF3的物质的量是mol mol C. D.3.向100 mL FeBr 2溶液中缓慢通入 L (标准状况)Cl 2,有的Br - 被氧化成溴单质,则原FeBr 2溶液的物质的量浓度mol/L mol/L mol/L mol/L4.已知某强氧化剂[RO(OH)2]+能被亚硫酸钠还原到较低价态,如果还原含 ×10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低价态,需L 的亚硫酸钠溶液,那么R 元素的最终价态为A.+3B.+2C.+15、 实验室用铅蓄电池做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―-2e -=PbSO 4正极PbO 2+4H ++SO 42―+2e -=PbSO 4+2H 2O如果制得,这时电池内消耗的H 2SO 4的物质的量至少是A 、B 、C 、D 、6. 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。
守恒法在化学计算中的应用
守恒法是一种科学和工程领域常用的计算方法,其基本思想是物质或能量在一个封闭系统中不会被创造或消失,只会被转化或转移。
在化学计算中,守恒法被广泛应用于物质的质量守恒和能量守恒方面。
一、物质的质量守恒
物质的质量守恒是化学计算中最基本的原则之一。
根据质量守恒原理,反应物和生成物的质量应保持不变。
在化学反应中,我们可以通过守恒法进行质量的计算。
当我们需要计算反应物和生成物质量之间的关系时,可以根据守恒法来分析。
假设我们知道了反应物A的质量和化学方程式中A与B的摩尔比例关系,则可以利用这个关系计算出B的质量。
这是因为根据质量守恒定律,反应物和生成物的质量之和应相等。
在计算过程中,我们还可以利用守恒法推导出各种质量之间的关系。
通过化学平衡方程式可以确定反应物和生成物的摩尔比例关系,从而可以计算出它们的质量比。
守恒法还可以用于计算反应过程中的热量、焓变、焓和反应熵变等能量参数。
在计算一个化学反应的热量变化时,可以根据守恒法设置一个能量平衡方程式,并利用已知的能量和质量关系进行计算。
在化学工程领域中,守恒法还被应用于流体系统的质量守恒和能量守恒计算中。
通过守恒法,可以分析和计算液体、气体等物质在管道、反应器等流程中的流动、混合和反应等过程。
守恒法在化学计算中起着重要的作用。
它可以用于物质的质量守恒和能量守恒方面的计算,帮助我们分析和计算化学反应中物质和能量的转化和转移。
在化学工程领域,守恒法还可以用于流体系统的计算和分析。
通过守恒法的应用,我们能够更深入地理解和研究化学反应和化学过程。
化学三大守恒定律同学们会不会觉得化学很难呢方程式,元素周期,反应过程等等,这些内容其实也很难去吃透,同学们接好咯。
位同学们整理了化学三大守恒定律,同学们接好咯。
物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法就是说“任一化学反应前后原子种类指原子核中质子数相等的原子,就是元素守恒和数量分别保持不变“;电荷守恒定律,即在涉及离子的化学反应前后,净电荷数不发生改变;质子守恒就是酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。
一、化学中的三大守恒1、电荷守恒:电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,也就是所谓的电荷守恒规律,如NaHCO3溶液中存在着如下关系:cNacH=cHCO3-cOH-2cCO32-2、物料守恒:电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但某些关键性原子总是守恒的,2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:cK=2cS2-2cHS-2cH2S=3、质子守恒:在任何溶液中由水电离出的H、OH-始终相等,即溶液中H、O原子之比恒为2:1,故有:cHcHS-2cH2S=cOH-二、三大守恒定律的规律1、电子守恒电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数定等于还原剂失去的电子数。
电子守恒法常用于氧化还原反应的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
利用电子守恒法解题的步骤:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。
氧化剂的物质的量X每摩尔氧化剂得电子数还原剂的物质的量每摩尔还原剂失电子数即可解得。
2、元素守恒元素守恒,即化学反应前后各元素的种类不变,各元素原子的个数不变,其物质的量、质量也不变。
元素守恒是质量守恒定律的具体体现。
元素守恒法是巧妙地选择反应体系中始终保持相等的某粒子,或以几个连续的化学方程式前后某粒子如原子、离子的物质的量保持不变或某两种粒子的个数比保持不变作为解题的依据。
高中化学不得不学会的守恒法所谓守恒,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、3:1B、2:1C、1:1D、1:3解析:如根据化学反应方程式来进行计算,就必须先写出涉及到的两个化学反应方程式,然后再列方程组求算,很繁琐。
我们可以换个角度考虑问题,因为反应前后质量守恒,原子的种类及数目不会改变,所以在反应中钠离子与碳原子守恒。
假设NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别为X、Y,则根据碳原子守恒有X+Y=0.8mol,根据钠原子守恒有X+2Y=1mol,解之得X=0.6mol、Y=0.2mol故X:Y=3:1,选A。
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NaOHB、Na2CO3与NaHCO3C、Na2CO3D、NaOH(2)A中 NaOH与NaHCO3共多少摩尔?NaOH与NaHCO3物质的量之比为多少?解析:对于(1)由题知固体加热产生的气体体积不为零,则可说明有CO2生成,即碳酸氢钠过量,因此所得固体只有碳酸钠。
对于(2),因固体只有碳酸钠则根据钠离子守恒可知,n(NaOH) +n(NaHCO3) =2n(Na2CO3)=2V2/22.4.又知经过充分反应后,碳酸氢钠中所含的碳元素全部被转化为二氧化碳,则由碳守恒可知n(NaHCO3) =n(CO2) =(V1+V2)/22.4,n(NaOH) =2V2/22.4-(V1+V2)/22.4=(V2-V1)/22.4 .n(NaOH)/ n(NaHCO3)=(V2-V1)/ (V1+V2)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、46:9B、32:9C、23:9D、16:9解析:已知Q与R的摩尔质量比为9:22,结合方程式可以知道,反应生成的Q和R的质量比为18:22,也就是1.6克X与Y完全反应后,生成了4.4克R,同时生成了4.4×18÷22=3.6克Q,消耗Y的质量为3.6+4.4-1.6=6.4克。
守恒法让化学高考计算快人一步作者:张永富来源:《理科考试研究·高中》2014年第01期高考是知识、能力与技巧的较量,在有限的时间内,时间决定成败.大多数考生不是不会做高考题,而是时间不够,尤其是理综考试,很难完成全卷. “守恒法”解题就是以某种守恒作为依据,寻找某种恒等关系解题的基本思路.其特点是可以避开某些繁琐的中间过程,避免书写复杂的化学反应方程式,提高解题速度和准确度.同时守恒法的应用也是历年高考的重点.守恒法解题的关键是寻找守恒关系,列代数方程式求未知数.一、质量守恒法:其依据是化学反应前后各物质的质量总和不变.例1 某固体物质X加热分解2X=Y+2Z+4W,生成物均为气体,现测得生成的混合气体在标准状况下的体积为500 mL,质量为0.51克,则X的摩尔质量约为().A.22.85 g/molB.79.97 g/molC.159.94 g/molD.45.69 g/mol解析 X的摩尔质量是指1 mol X所具有的质量.标准状况下,500 mL气体的物质的量为500 mL÷22400 mL/mol=5/224 mol,混合气体平均摩尔质量为0.51 g÷5/224 mol=22.85 g/mol.若X的物质的量为2 mol,产物的物质的量之和为7 mol,质量为7 mol×22.85 g/mol=159.95 g,由质量守恒定律得,2 mol X质量也为159.95 g,所以,X得摩尔质量约为159.95 g÷2 mol≈79.97 g/mol.正确选项为B.二、体积守恒法:其依据是某些化学反应反应前后气体分子数不变.例2 将10 g CS2在11.2 L氧气中充分反应,恢复到原状况.求所得混合气体的体积.解析该反应的反应式为:CS2(l)+3O2(g)CO2(g)+2SO2(g).不知温度压强,无法判断哪种物质过量,这道题似乎无答案.但从反应式可看出,该反应反应前后气体分子数相等,不管CS2是否完全反应,气体在相同状况下的体积是定值.因此,不用计算,所得混合气体的体积为11.2 L.三、原子守恒法:其依据是某变化过程中原子数不变.例3 标准状况下,甲烷、一氧化碳和乙炔的混合气体8.96 L,完全燃烧生成二氧化碳26.4 g,求混合气体中乙炔的体积.解析混合气体物质的量为8.96 L÷22.4 L/mol=0.4 mol;26.4 g二氧化碳的物质的量为26.4 g÷44 g/mol=0.6 mol.三种气体混合,只给两个数据,似乎条件不足.由碳原子守恒可知,1 mol CH4和CO燃烧均生成1 mol CO2,而1 mol C2H2燃烧生成2 mol CO2,显然,CO2与原混合气体物质的量之差就等于乙炔的物质的量.所以,乙炔的物质的量为:0.6 mol-0.4 mol=0.2 mol.乙炔的体积为4.48 L.四、离子守恒法:其依据是在化学变化中,某离子的物质的量不变.例4 将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3+、Al3+刚好沉淀完全,用去NaOH溶液100 mL,求NaOH溶液的浓度.解析当Fe3+、Al3+刚好沉淀完全时,溶液中溶质只有硫酸钠,而Na+全部来源于NaOH,且变化过程中Na+的量不变.因为n(Na+)∶n(SO2-4)=2∶1,所以,n(NaOH)=n (Na+)=2n(SO2-4)=(H+),c(NaOH)=200 mL×0.1 mol/L÷100 mL=0.2 mol/L五、电子守恒法:其依据是氧化反应过程中,氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数.例5 将0.02 mol铜片投入一定量浓度的足量硝酸中使其充分反应,用烧瓶收集全部气体.将烧瓶倒立于水槽中,再慢慢通入一定量氧气,烧瓶中恰好充满水.求通入的氧气在标准状况下的体积.解析硝酸被铜还原得到的气体成分较复杂,有一氧化氮,也有二氧化氮.由关系式4NO2+O2+2H2O4HNO3和4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,在“烧瓶中恰好充满水”的过程中,只有氧气是氧化剂,而在NO2和NO的生成过程中,只有铜做还原剂.所以,铜失去的电子总数等于氧气得到的电子总数.n(O2)= 0.02 mol×2÷4=0.01 mol,标准状况下的体积是: 0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L六、化合价守恒:依据是化合物中正负化合价代数和为零.例6 铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算成标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,求生成沉淀的质量.解析最终生成的沉淀是Mg(OH)2和Cu(OH)2,其质量等于合金的质量加上俩金属离子所结合的OH-的质量.将N2O4折算成NO2,相当于共生成二氧化氮气体0.23 mol,由氮元素化合价变化可知,合金形成金属阳离子共失去0.23 mol e-,根据化合物中正负化合价代数和为零,使金属离子沉淀共需0.23 mol OH-.所以,生成沉淀的质量为:4.6 g+m(OH-)=4.6g+0.23 mol×17 g/mol=8.51 g.七、元素守恒法:依据是化学变化过程中,同种元素的存在形式可以不同,但其质量不变.例7 某铁的氧化物,用7 mol/L的盐酸100 mL在一定条件下恰好完全溶解,所得溶液再通入0.56 L氯气时,刚好使溶液中Fe2+完全转化为Fe3+.则该氧化物的化学式是().A. FeOB. Fe3O4C. Fe4O5D. Fe5O7解析此题反应过程较复杂,但是,铁的氧化物中的氧元素和氯化氢中的氢元素全部结合生成水;铁元素则全部转化为Fe3+,和全部氯原子结合最终得FeCl3.所以,n(O)=n(H)÷2=0.1 L×7 mol/L÷2=0.35 mol,n(Fe)=n(Cl)÷3= (0.1 L×7 mol/L+0.56 L÷22.4 L/mol×2)÷3=0.25 mol,n(Fe)∶n(O)= 0.25 mol∶0.35 mol=5∶7.故正确选项为D.。
高中化学计算"守恒法"技巧讲解_化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。
元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。
电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。
电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化还原反应还是原电池或电解池中均如此。
例题:Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。
求:(1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式。
(2)产物中硝酸铜的物质的量。
(3)如混合物中含0.01moLCu,则其中Cu2O、CuO 的物质的量分别为多少?(4)如混合物中Cu的物质的量为X,求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围。
【分析】本题为混合物的计算,若建立方程组求解,则解题过程较为繁琐。
若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解,则可达到化繁为简的目的。
(1)利用电子守恒进行配平。
3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO +7H2O(2)利用N原子守恒。
n(HNO3)== 0.06mol,n (NO)== 0.01mol,则n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol(3)本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质,但参加氧化还原反应的只有 Cu、Cu2O,所以利用电子守恒可直接求解。
转移电子总数:n(e-)= n(NO) 3==0.03molCu提供电子数:0.01 2=0.02molCu2O提供电子数:0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005moln(CuO)=0.0025-0.01-0.005 2=0.005mol(4)根据(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol n (CuO)=X-0.005mol。
浅谈守恒法在高中化学计算中的应用化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
守恒的实质:利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而找出量的关系,基于宏观统览全局而避开细枝末节,简化步骤,方便计算。
通俗地说,就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量来解决问题。
目的是简化步骤,方便计算。
下面我就结合例题列举守恒法在化学计算中常见的应用。
一、质量守恒化学反应的实质是原子间重新结合,质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液或浓缩溶液(溶质难挥发)过程中,溶质的质量不变。
利用质量守恒关系解题的方法叫“质量守恒法”。
1 利用化学反应过程中的质量守恒关系解化学计算题例1:将NO 2、O 2、NH 3的混合气体26.88 L 通过稀H 2SO 4后,溶液质量增加45.7 g ,气体体积缩小为2.24 L 。
将带火星的木条插入其中,木条不复燃。
则原混合气体的平均相对分子质量为(气体均在标准状况下测定)A .40.625B .42.15C .38.225D .42.625[解析]将混合气体通过稀H 2SO 4后,NH 3被吸收。
NH 3+H 2O==NH 3·H 2O 2NH 3·H 2O+H 2SO 4==(NH 4)2SO 4+2H 2O而NO 2和O 2与水接触发生如下反应:3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO 反应①2NO+O 2==2NO 2 反应②生成的NO 2再与水反应:3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO 反应③上述反应①、②属于循环反应,可将反应①×2+反应②,消去中间产物NO ,得出:4NO 2+ O 2+2H 2O ==4HNO 3 反应④如果反应④中O 2剩余,则将带火星的木条插入其中,木条复燃。
而题中木条不复燃,说明无O 2剩余。
化学计算元素守恒法
化学计算元素守恒法是化学计算中常用的方法,它是指在一定的反应条件下,利用以前知道的元素守恒定律以及给定的反应方程式来求解出转化反应的改变。
它可以把一系列的化学反应连接起来,求解出把不同原料份子转化为相应的产物份子的计算题。
在化学反应中,我们是通过给定的方程式可以计算出每个化学物质的体积或质量,从而得到各化学反应物的化学量。
只要根据每个化学反应物的数量,我们就可以用元素守恒定律来计算出每个反应物之间的转化关系。
例如,对于A+B→C+D 来说,反应时A和B的质量之比为1:2,而它们在反
应完成后C和D的质量之比为2:1。
这时,我们可以利用元素守恒定律来计算出A、B、C、D的质量。
此外,化学计算元素守恒法还可以用于解答定容或恒容反应的问题。
当改变定容反应容器的容积时,它的压强也会发生变化,但反应物份子的数量仍然是不变的,可以用元素守恒定律来计算出不同容器容积下的反应物份子数量。
因此,化学计算元素守恒法非常有效,也被广泛应用于化学实验室中。
总之,化学计算元素守恒法是一个重要的化学概念,它可以用来解答定容反应的问题并且计算各反应物之间的转化关系。
它的应用极其广泛,为科学研究提供了许多方便。
化学计算解题方法(3) ----守恒法金属与硝酸反应的有关计算方法1.思维模型2.计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO 3与金属反应时,一部分HNO 3起酸的作用,以NO -3的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中氮原子的物质的量。
(2)得失电子守恒法HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒法HNO 3过量时反应后溶液中(不考虑OH -)有:c (NO -3)=c (H +)+nc (M n +)(M n +代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法金属与H 2SO 4、HNO 3的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO -3在H 2SO 4提供H +的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H +或NO -3进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。
例:将14 g 铜银合金与足量一定浓度的硝酸溶液反应,把放出的气体与标准状况下体积为1.12 L 的O 2混合后再通入水中,恰好全部被吸收,则合金中铜的质量为( )A .3.2 gB .4.8 gC .6.4 gD .10.8 g[解析] 根据发生的反应,可以推断出铜银合金失电子总数等于氧气得电子总数。
设合金中铜、银的物质的量分别为x mol 、y mol ,则64x +108y =14,2x +y =1.1222.4×4,解得:x =0.05,y =0.1,故合金中铜的质量为:64 g/mol×0.05 mol =3.2 g ,A 正确。
练习 1. 将51.2 g Cu 完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO 、N 2O 4、NO 2)的混合物,这些气体恰好能被500 mL 2 mol/L NaOH 溶液完全吸收,生成含NaNO 3和NaNO 2的盐溶液,其中NaNO 3的物质的量是( ) A .0.2 mol B .0.4 mol C .0.6 mol D .0.8 mol2.有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL ,其中含有硫酸的浓度为2 mol/L ,含硝酸的浓度为1 mol/L ,现向其中加入0.96 g 铜粉,充分反应后(假设只生成NO 气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为( )A .89.6 mLB .112 mLC .168 mLD .224 mL3. 1.52 g 铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO 2和N 2O 4的混合气体1 120 mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g 沉淀,下列说法不正确的是( )A .该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1B .该浓硝酸中HNO 3的物质的量浓度是14.0 mol/LC .NO 2和N 2O 4 的混合气体中,NO 2 的体积分数是80%D .得到2.54 g 沉淀时,加入NaOH 溶液的体积是600 mL4.某硫酸铝和硫酸镁的混合液中,c (Mg 2+)=2 mol·L -1,c (SO 2-4)=6.5 mol·L -1,若将200 mL 的此混合液中的Mg 2+和Al 3+分离,至少应加入1.6 mol·L -1的苛性钠溶液( )A .0.5 LB .1.625 LC .1.8 LD .2 L5. 某反应体系中的物质有:NaOH 、Au 2O 3、Na 2S 4O 6、Na 2S 2O 3、Au 2O 、H 2O 。
化学守恒法
化学守恒法,是打开化学之门的钥匙。
一切化学反应都遵循守恒定律,在化学变化中有质量守恒、元素守恒、原子守恒、电子守恒、电荷守恒、化合价守恒、能量守恒等。
运用守恒定律,只考虑反应体系中某些组分相互作用前后某些物理量或化学量的始态和终态,从而可以速解、巧解化学题目。
一、质量守恒
质量守恒,化学反应前后各物质的质量总和不变。
在一个密闭容器中有四种物质,在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质量如下表所示,已知Q的相对分子质量是x的两倍,回答下列问题:
(1)“待测”值为 9
(2)参加反应的X与Q的质量比为1:3
(3)该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2:3
解析:首先从表中可知X、Y、Z物质反应前后的质量变化,确定X、Y、Z是反应物还是生成物;然后根据质量守恒定律确定Q是反应物还是生成物。
(1)根据质量守恒定律可知,4+10+1+21-0-12-15=9,故“待测”值为9。
(2)参加反应的X与Q的质量比为:4:(21-9)=1:3。
(4)Q的相对分子质量是X的两倍,则该反应方程式中X与Q 的化学计量数之比为:a:2b=1:3,a:b=2:3。
二、元素守恒(物料守恒)
元素守恒,就是指参加化学反应前后组成物质的元素种类不变,原子个数不变。
30 mL一定浓度的硝酸溶液与5.12 g铜片反应,当铜片全部反应完毕后,共收集到NO、NO2混合气体2.24 L(标准状况下),则该硝酸溶液的物质的量浓度为8.7mol/L。
解析:根据N原子守恒可计算硝酸的物质的量浓度。
被还原的硝
酸的物质的量等于生成NO2、NO的总的物质的量,酸性作用的硝酸反应后生成Cu(NO3)2,则反应中消耗HNO3的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。
n(Cu)=5.12/64=0.08mol
NO和NO2的物质的量和为2.24/22.4=0.1mol
n(HNO3)=0.08mol×2+0.1mol=0.26mol
c(HNO3)=0.26/0.03=8.7mol/L
三、电子守恒
电子守恒,一般是指在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
“有效氯含量”可用来衡量含氯消费剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为1.57。
(计算结果保留两位小数)
解析:氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。
NaClO2得4e-得到氯离子,Cl2得2e-得到氯离子,根据得电子相等可知NaClO2~2Cl2,故NaClO2的有效氯含量为71×2/90.5≈1.57。
四、电荷守恒
电荷守恒,就是指在物理化学变化中,电荷既不能被创造,也不会被消灭。
在化学反应中反应物的电荷总数应等于产物的电荷总数;在电解质溶液中阴离子所带的负电荷总量应等于阳离子所带的正电荷总量。
现有一混合溶液,组成如下表所示,则该混合液的电荷守恒可表示为a+2b=c+2d(用a、b、c表示)
解析:溶液不显电性,根据电荷守恒,钾离子和镁离子所带的正电荷等于氯离子和硫酸根离子所带的负电荷,即:a+2b=c+2d。
五、化合价守恒
化合价守恒,是指化合物或混合物中正负化合价绝对值相等;在电解过程中各电极上析出物质的总价数也是守恒的。
已知离子方程式:RO3n-+F2+2OH-═RO4-+2F-+H2O,由此可知在RO3n-中元素R的化合价为+5价
解析:已知离子方程式,根据电荷守恒可知n=1,进而根据化合价代数和为0计算R在RO3-中化合价为+5价。
六、能量守恒
在任何一个反应体系中,体系的能量一定是守恒的。
在化学反应中,反应的热效应只与始态、终态有关,与过程无关,即盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现。
已知单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,S(s,单斜)=S(s,正交)△H为-0.33KJ/mol。
解析:据图象可知:
①S(s,单斜)+O2(g)=SO2(g) △H1
②S(s,正交)+O2(g)=SO2(g) △H2
由盖斯定律,将①-②可得S(s,单斜)=S(s,正交)△H=-0.33KJ/mol。