2022年高考化学计算技巧-守恒法专题突破 .pdf

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1、学习必备欢迎下载守恒法【经典例题透析】类型一：质量守恒（物料守恒、原子守恒）1、现有 19.7 g由 Fe、 FeO 、Al 、Al2O3组成的混合物，将它完全溶解在540 mL 2.00 molL1的H2SO4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、Al2O3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2.70mol L1的NaOH(aq)体积是 _。解析：金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀时，溶液中的溶质只有Na2SO4，根据 Na+守恒和 SO守恒，得如下关系

2、：2NaOH Na2SO4 H2SO4则：n(NaOH) = 2n(H2SO4) c(NaOH)V NaOH(aq) = 2c(H2SO4)V H2SO4(aq) V NaOH(aq) 可求。【答案】 800 mL 点评：关注始末状态，利用反应前后元素守恒、提炼相关的计算关系式可使计算大大简化。举一反三：【变式 1】将一定质量的镁铝合金投入到250ml 4mol/L 的盐酸中，金属完全溶解后，再加入2mol/L 的NaOH 溶液，若要生成的沉淀最多，加入的这种氢氧化钠溶液的体积是（ ）A、250ml B、400ml C、500ml D、750ml 解析：沉淀达到最大时， 溶液中的溶质只有NaC

3、l, NaCl 中的 Na+来自于 NaOH 、 Cl-来自于 HCl， 故 n （NaOH ）=n（HCl）. 【答案】 C 【变式 2】向一定量的、的混合物中，加入的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出（标况）的气体，所得溶液中加入溶液无血红色出现，若用足量的在高温下还原相同质量的此混合物，能得到的铁的质量为（ ）A. 11.2g B. 5.6g C. 2.8g D. 无法计算解析：最后溶液中溶质全部是，由电荷守恒可知：【答案】 C 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载【变式 3】有一在空气中暴露过的K

4、OH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO32.88%， KOH90%，若将此样品1g 加入到 46.00ml 的 1 mol L1盐酸中，过量的酸再用1.07mol L1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？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氯化钾，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）=0.046L 1 mol L174.5 g mol 1=3.427 g 【答案】 3427 g 【变式 4】在 Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系正确的是 ( ) A. c(OH-)

5、c(HS) c(H+) 2c(H2S) B. c(OH-) 2c(HS) c(H+) c(H2S) C. c(OH-) c(HS-) c(H+) c(H2S) D. c(OH-) c(HS) 2c(H+) c(H2S) 解析：(1) 由电荷守恒知：c(Na+)c(H+) 2c(S2-) c(HS)c(OH-) (2) 由物料守恒可知：c(Na2S)起始c(S2-) c(HS) c(H2S)，由 Na2S的组成可知：c(Na+) 2c(Na2S)起始，故，c(Na+) 2c(S2-) 2c(HS) 2c(H2S) 由和得：c(OH-) c(HS-)c(H+) 2c(H2S) 本题也可看成质子守恒

6、，即水电离出的氢离子浓度之和等于氢氧根离子浓度。【答案】 A 【变式5】19.2mg 铜跟适量浓硝酸反应后, 铜完全溶解 , 共收集到11.2mL 标况下气体 , 则反应消耗的硝酸可能为 ( ) A、0.8 103mol B、0.5 10 3mol C、1.2 103mol D、1.1 10 3mol 解析 : 根据 N原子守恒 ,有如下物料守恒式: n(HNO3) n(HNO3) 氧 n（HNO3）酸 n(气) 2nCu(NO3)2 (11.2 103/22.4)2(19.2 103/64) 1.1 103mol。【答案】D 【变式 6】 将 0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaO

7、H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 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+Y0.8mol, 根据钠原子守恒有X+2Y1mol，解之得X 0.6mol 、Y0.2mol 故 X：Y 3：1, 选 A 。【答案】 A 【变式 7】把m mol C2H4跟n

8、 mol H2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 C2H6，若将所得平衡混合物完全燃烧生成CO2和 H2O ，需 O2的物质的量为 ( ) A. 3mnB. 3m C. 3m3p D. 3m3p解析：根据C、 H原子个数守恒，共有2m mol 碳原子，耗氧2m mol， (4m2n) mol H 原子，耗氧精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载m，故可得B。【答案】 B 类型二：电荷守恒2、1L 混合溶液中含SO420.00025mol ，Cl0.0005mol ,NO30.000

9、25mol ,Na0.00025 mol ,其余为 H，则 H物质的量浓度为（）。A0.0025 mol L1B 0.0001 mol L1 C0.001 mol L 1 D 0.005 mol L1解析：由电荷守恒知：n（Na） n（H）= 2n （SO42） n（Cl） n（NO3）即 0.00025 moln（H）=20.00025 mol 0.0005 mol 0.00025 mol n（H）=0.001 mol 故 c（H）=0.001mol/1L = 0.001mol/L 【答案】 C 点评：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等，要注意离子所带电荷数。举一反三

10、：【变式 1】在 H2SO4和 Al2(SO4)3的混合溶液中，铝离子浓度是0.4 mol / L，硫酸根离子的浓度是0.7 mol / L ，则氢离子的浓度最接近于 ( ) A. 0.1 mol / L B. 0.2 mol / L C. 0.3 mol / L D. 0.4 mol / L 解析：设H+的浓度为c，可得c 10.4 mol / L30.7 mol / L2，c0.2 mol / L。【答案】 B 【变式 2】50 mL 1mol/LCH3COOH 与 100 mL NaOH溶液混合，所得溶液的PH=7 ，关于该溶液中离子浓度的大小关系或说法，不正确的是（）A、 c(Na+)

11、 c(CH3COO) B、 c(Na+) c(CH3COO) c(H+)=c(OH) C、 c(Na+) c(H+) c(CH3COO) c(OH) D、 100 mL NaOH 溶液浓度为0.5mol/L 解析：根据题意c(H+) c(OH) ，可知 c(Na+) c(CH3COO) ，故选项 A、B正确； 又根据溶液中电荷守恒，即 Na+与 H+所带正电荷和CH3COO与 OH所带负电荷相等，故选项C正确，因此该题答案为D 。【答案】 D 【变式】某混合溶液中MgCl2的浓度为2 mol / L，AlCl3的浓度为3 mol / L，将此溶液200 mL 中的 Mg2+完全沉淀（氢氧化铝恰

12、好溶解），需加入1.6 mol / L的 NaOH 溶液的体积多少？解析：反应结束后，溶液中溶质为NaCl 和 NaAlO2，根据阴阳离子电荷守恒，有：n(Na+) n( AlO2-）n(Cl-) ，设需加入NaOH 溶液的体积为x，由题意：n(Cl-)=3 mol / L 30.2 L 2 mol / L20.2 L=2.6 mol n( AlO2-）= n( Al3+）=3 mol / L0.2 L=0.6 mol 1.6 mol / Lx2.6 mol +0.6 mol=3.2 mol x2 L 【答案】需要2 L NaOH 溶液。类型三：电子得失守恒3硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.

13、0 mL 0.1mol/LNa2S2O3溶液恰好把224mL（标准状况） Cl2完全转化为Cl离子，则S2O32将转化成（）A、S2B、S C、SO32 D 、SO42精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载解析：根据氧化还原反应的得失电子数守恒可知，反应中氯气所获得的电子的物质的量与硫代硫酸钠中硫失去的电子的物质的量相等。设硫的最终价态为x 价。则有（ 0.224L/22.4Lmol 1） 20.025L 0.1mol/L 2(x 2), 解得 x6, 故选 D.【答案】 D 点评：特别要注意分析化合价变

14、化, 树立氧化还原反应中有得必有失、得失守恒的思想。举一反三：【变式 1】某氧化剂中，起氧化作用的是X2O72离子，在溶液中0.2 mol 该离子恰好将0.6molSO32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 4 解析：在上述反应中，氧化剂为X2O72，还原剂为SO32。设反应后X元素的化合价为a. 则 X元素化合价由 6 降为 a，S元素化合价由4 升为 6。1molX 元素得电子（ 6a）mol， 1molS 元素失电子（64）mol=2 mol 。由电子守恒知：20.2 （ 6a）=0.6 2 ， a= 3 。【答案】 C 【变式 2】将含有0.

15、4molCuSO4和 0.2molNaCl 的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到 0.3molCu ，则另一电极上放出气体在标况下的体积是（）A、4.48L B、5.60L C、6.72L D、13.44L 解析： Cu2+在电解池阴极得电子转变为Cu ，即 Cu2+2e=Cu。阴极得到0.3molCu, 即共得到电子0.3 20.6mol 。阳极为 2Cl2e=Cl2,0.2molCl共失 0.2mol 电子 , 放出 Cl20.1mol;4OH4e=2H2OO2, 根据得失电子守恒, 故 OH失(0.6-0.2)mol电子 ,放出 O2气体 0.1mol, 故气体总量为

16、0.2mol, 因此标况下体积为0.2mol 22.4mol/L 4.48L. 选 A. 【答案】 A 【变式 3】将 32.64 克铜与 140ml 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和 NO2混合气体的体积为11.2L （标准状况）请力量对比答：（1）NO的体积为 _L，NO2的体积为 _L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入Vml、 amol/LNaOH 溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_mol/L. (3) 使铜与硝酸反应产生的气体在NaOH 溶液中完全转化为NaNO3 ，至少需要30% 的双氧水 _克。解析：该题题干给出了铜与一定浓度的

17、硝酸反应的情况，要求计算反应后各相关的量，综合性强，有一定的难度。因此抓住反应的实质，利用氧化还原反应中得失电子守恒来建立等式，是突破题中难点的关键。对问题（ 1）由于 n(Cu) （ 32.64/64 ） mol =0.51mol,n(NO,NO2) 0.5mol, 又知 Cu2eCu2+;HNO33eNO;HNO3 eNO2. 若设 NO的物质的量为xmol, 则 NO2的物质的量为 (0.5 x)mol ，根据得失电子守恒得 0.51 23x(0.5 x) 1，则 x0.26, 即 n(NO) 0.26mol, n(NO2) 0.24mol, 所以 V(NO) (0.2622.4)L 5

18、.8L ，V(NO) (22.4 0.24)L 5.4L 。对问题（ 2），由题意知反应中部分硝酸参加氧化还原反应，其物质的量为0.5mol ，部分硝酸未参加氧化还原反应，其物质的量根据最后溶液中的溶质只有NaNO3即可知 Na+=N(原子守恒 ) ，则其物质的量为aV103mol；所以原硝酸溶液的浓度为c(HNO3)=( aV 103+0.5)/0.14 mol/L. 对问题（ 3），由于NO和 NO2混合气体在NaOH 溶液中全部转化为NaNO3，即 HNO3-NO ，NO2-NO3-相当于氮元素的化合价未变，铜失去的电子被双氧水得到。即有0.51 2=m （H2O2） 30% 2/34 ，m （H2O2）=57.8g.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页