2022年高中化学守恒法 2.pdf

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1、1 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

2、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 NO2、O2、NH3的混合气体26.88 L 通过稀 H2SO4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 40.625 B42.15 C38.225 D 42.625解析 将混合气体通过稀H2SO4后， NH3被吸收。NH3+H2O=NH3H2O 2NH3H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O 而 NO2和 O2与水接触发生如下反应：3NO2

3、+H2O=2HNO3+NO 反应2NO+O2=2NO2反应生成的 NO2再与水反应： 3NO2+H2O=2HNO3+NO 反应上述反应、属于循环反应，可将反应2+反应，消去中间产物NO，得出：4NO2+ O2+2H2O =4HNO3反应如果反应中O2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O2剩余。由反应知，剩余气体为NO，其体积在标准状况下为2.24 L，其质量为m(NO) 。m(NO)=n M= 30 g/mol= 30 g/mol =3.0 g 由质量守恒定律，混合气体的质量m(总)为： m(总)=45.75 g+3.0 g= 48.75 g 而混合气体的物质的

4、量n，n= = =1.2 mol 由摩尔质量M 计算公式： M= = =40.625 g/mol 而摩尔质量与相对分子质量在数值上相等，则答案为A。例 2：铁有可变化合价，将14.4 g FeC2O4(草酸亚铁 )隔绝空气加热使之分解，最终可得到 7.6 g 铁的氧化物，则该铁的氧化物组成可能为A FeO BFe3O4CFeOFe3O4DFe2O3解析 已知 Fe、C、O 的相对原子质量分别为56、 12、16，FeC2O4中含铁元素的质量：m(Fe)= = 5.6 g 将 FeC2O4隔绝空气加热， 使之分解得铁的氧化物，设为 FexO4。在加热过程中，铁元素没有损耗， 铁元素的质量是不变的

5、。由 “质量守恒法” ， 在 FexO4中 m(Fe)仍为 5.6 g， 则 m(O)= 7.6 g5.6 g=2.0 g。据物质的量（ n）与质量（ m） 、摩尔质量（ M）之间公式，又据（N1、N2代表微粒个数）则，答案为 C。molLV/4 .22molLL/4.2224.2molLV/4.22molLL/4.2288.26molg2 .175.48nmg4.144162125656Mmn2121NNnn54/160. 2/566.5)()()()()()(molggmolggOMOmFeMFemOnFen名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

6、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2 2 利用浓缩溶液前后溶质的质量守恒关系解化学计算题例 3： KOH 溶液中溶质的质量分数为14%，加热蒸发掉100 g 水后变成溶质质量分数为28%的 KOH 溶液 80 mL，则后者溶液的物质的量浓度可能是A 6 mol/L B6.75 mol/L C6.25 mol/L D5.5 mol/L 解析 KOH 为难挥发性物质，在加热蒸发KOH 溶液过程中， KOH 的质量不变。设原溶液的质量为m(原)，据质量守恒规律，列出加热蒸发前后KOH 质量不变的式子

7、：m(原)14%= m(原)100 g 28% 解得 m(原 )=200 g 再由公式：，求解。公式中c溶质的物质的量浓度，n溶质的物质的量， V溶液的体积（已知V=80 mL=0.08 L ） ，m质量， M摩尔质量 M(KOH)=56 g/mol 则：，所以答案为C。3 利用稀释前后溶质的质量守恒关系解化学计算题例 4：用 98%（密度为 1.84 g/cm3）的浓 H2SO4配制 200 g 20%的稀 H2SO4，需这种浓度的浓 H2SO4A 40.8 g B40.8 mL C22.2 mL D20 mL 解析 在由浓溶液稀释而配制溶液的过程中，H2SO4溶质的质量是不变的，设浓 H2

8、SO4的体积为V，据 = 公式，由质量守恒定律列出H2SO4质量守恒的式子：V11.84 g/cm398%=200 g20% 解得 V1=22.18 mL 22.2 mL 需这种浓度的浓H2SO4：m= V=1.84 g/cm322.18 mL=40.8 g 所以答案为C。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。例 1. 反应 A + 3B = 2C,若 7g A 和一定量 B 完全反应生成 8.5g C ，则 A、B、C 的相对分子质量之比为（） 。A、14:3:17 B、28:2:17 C、1:3:2 D、无法确定答案： B 例 2.A、 B

9、 、C三种物质各15 g ，发生如下反应：ABCD 反应后生成D的质量为 30 g 。然后在残留物中加入10 g A ，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余C，则下列说法正确的是( ) A.第一次反应停止时，剩余B 9 g B.第一次反应停止时，剩余C 6 g C.反应中 A和 C的质量比是53 D.第二次反应后，C剩余 5 g 答案： D 解析：第一次反应 A 不足，因为第一次反应后加入 A 又能进行第二次反应。第二次反应后，只剩余 C，说明 A、B 恰好完全反应。则：MmnVncmolmolggKOHMKOHmKOHn5.0/56%14200)()()(LmolLmolVKOHn

10、KOHc/25.608.05.0)()(Vm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 3 光光光m反(A) m反(B) = (15 g10 g) 15 g = 5 3 第一次反应耗 B 的质量 mB为： 15 g mB=53， mB=9 g 即第一次反应后剩余B质量为： 15 g 9 g=6 g 。可见 (A) 选项不正确。根据 mAmBmC=mD ，可知生成30 g D 时消耗 C的质量。mC=30 g 15 g 9

11、g=6 g 即第一次反应后剩余C质量为： 15 g 6g=9g。又见 (B) 选项不正确。易见反应消耗A、B、C质量之比为： mAmBmC=15 g 9 g 6g=532 (C) 选项不正确。二、原子守恒1 原子守恒法的依据“原子守恒法” 的依据是基于化学反应前后原子的种类和数目不变的守恒现象。“原子守恒”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。利用这种守恒关系解题的方法叫“原子守恒法”。2 典型例题及解题策略例 1：将标准状况下a L H2和 Cl2的混合气体，经光照反应后，将所有气体通入NaOH溶液，恰好使b mol NaOH 完全转化成盐，则a 与 b 的关

12、系不可能是A ba/ 22.4 Bb a/ 22.4 Cba/ 22.4 Db a/ 11.2 解法一：常规方法。首先书写化学方程式，在列式计算。反应式如下：H2+Cl2=2HCl 反应NaOH+HCl=NaCl+H2O 反应讨论 1：若 Cl2过量，还有： Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 反应计算时先以不足暑H2计算。设原混合气体中H2为 x mol ，Cl2为 y mol H2+ Cl2 = 2HCl 1 1 2 x mol x mol 2x mol NaOH + HCl = NaCl + H2O 1 1 2x mol 2x mol Cl2 + 2NaOH = NaCl

13、+ NaClO + H2O 1 2 (yx)mol 2(yx)mol 依题意得列二元一次方程组：x+y a/ 22.4 2x+2(y x)=b 解上述二元一次方程组得：y=b/ 2。将 y=b/2 代入式，解得x=a/ 22.4 b/ 2 由于 x0，则 a/ 22.4 b/ 20，解得 ba/ 11.2 讨论 2：若 H2过量，以不足者Cl2计算。只有反应和反应。设原混合气体中H2为 x mol ，Cl2为 y mol 由方程式列式H2+ Cl2 = 2HCl 1 2 y mol 2y mol NaOH + HCl = NaCl + H2O 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

14、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 4 点燃1 1 2y mol 2y mol 由已知列二元一次方程组：2y=b x+y= a/ 22.4 解上述方程组，得：x=a/ 22.4 b/ 2 由于 x0，则 a/ 22.4 b/ 20，解得 ba/ 11.2 综上分析，即b 不可能等于a/ 11.2。本题答案为D。例 2：在氧气中灼烧0.44 g 由硫、铁组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20 mL 0.5 mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和

15、这些硫酸。则原化合物中硫的质量分数约为A36.4% B46.2% C53.1% D 22.8% 解法一：常规方法先书写方程式，再列式计算。而本题Fe、S 化合物的化学式不定，因此第一步Fe、S化合物燃烧方程式还需写不定的化学方程式，这给计算带来了更大的困难，即使不考虑铁，只从 S 元素考虑，也有如下四个反应：S+O2=SO2反应2SO2+O22SO3 反应SO3+H2O=H2SO4反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 反应根据已知NaOH 的量，逆推H2SO4，再由 H2SO4推 SO3，再由 SO3推 SO2，再由 SO2推 S 元素。这里面所蕴含的关系式如下：2NaOH H2

16、SO4 SO3 SO2 S 2 mol 32 g 20103 L0.5 mol/L m(S) =0.01 mol列比例式：解得 m(S)=0.16 g 则原化合物中S 元素的质量分数= 所以，答案为A。解法二：原子守恒法依题意分析， S 元素经过一系列变化，最后变成了H2SO4，H2SO4再与 NaOH 发生中和反应，根据S、Na 的原子守恒关系：S H2SO4 NaSO4 2NaOH 得出：S 2NaOH 32 g 2 mol m(S) 20103 L0.5 mol/L =0.01 mol 列比例式求得：m(S)=0.16 g 则原化合物中S 的质量分数 = 所以答案为A。例 3：38.4

17、mg 铜跟适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 mL（标准状况）。反应消耗的HNO3物质的量可能为A 1.6103 mol B2.0103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol 解法一：常规方法：书写化学方程式，然后列式计算。设生成 NO2、NO 分别为 x mol 、y mol 。已知 Cu 的相对原子质量为64 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+2H2O 1 4 2 0.5x mol 2x mol x mol )(3201.02Sm%4.36%10044.016.0%100)()(ggmSm样品%4.36%10044.01

18、6.0%100)()(ggmSm样品名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 5 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O 3 8 2 1.5y mol 4y mol y mol由已知条件列二元一次方程组：0.5x + 1.5y = x+y= 解得， x=0.9103 mol y=0.1103 mol 反应中消耗的HNO3：2x+4y=2 0.9 103 mol+40.1103 mol

19、=2.2 103 mol 所以，答案为C。解法二：原子守恒法经分析 Cu 与 HNO3反应生成了Cu(NO3)2和 NOx，在反应中HNO3所起的作用有2 种，一种是酸，另一种是氧化剂，由N 原子守恒列出：Cu Cu(NO3)2 2HNO3（酸）NOxHNO3（氧化剂）1 1 2 1 1 mol 1.2103 mol mol 1103 mol 反应中共消耗HNO3：1.2103 mol+1 103 mol=2.2 103 mol。所以答案为C。原子守恒即系列反应中某原子( 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

20、 ) 。例 31L1mol/L 的 NaOH 溶液中，通入0.8molCO2，完全反应后，溶液中CO32-和 HCO3-离子的物质的量之比大约为（）A、2：1 B、1：1 C 、1：2 D 、1：3 答案 :D 例 4. 某露置的苛性钾经分析含水：7.62%(质量分数，下同) 、K2CO3：2.38%、KOH ：90.00%。取此样品 1.00 g 放入 46.00 mL 1.00 mol L1 的 HCl(aq) 中， 过量的 HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq) 中和至中性，蒸发中和后的溶液可得固体_克。答案： 3.43 g 提示：根据 Cl 原子守恒得：n(KCl) =

21、n(HCl) = 1.00 molL10.04600 L = 4.60102 mol， m(KCl) 易求。例 5：有 0.4g 铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g 固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（）A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5答案： B 解 析由 题 意 得 知 ， 铁 的 氧 化 物 中 的 氧 原 子 最 后 转 移 到 沉 淀 物CaCO3中 。 且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol m(O)=0.0075mol16g/mol=0.12g 。 m(Fe)=0.4g

22、-0.12g=0.28g，n(Fe)=0.005mol。n(Fe) n(O)=2:3 ，选 B 64104.3834.22104.22364104.3834.22104.223名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 6 例 6 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol?L1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L （标况）氯气时，恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+，则该混合物中铁元素的质

23、量分数为（）A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6% 答案： B 解析铁的氧化物中含Fe 和 O 两种元素，由题意，反应后，HCl 中的 H 全在水中， O元 素 全 部 转 化 为 水 中 的O ， 由 关 系 式 ： 2HClH2OO， 得 ： n （ O ）=molmolHCln35.07.021)(21，m （O ） =0.35mol 16g?mol1=5.6 g ；而铁最终全部转化为FeCl3，n（Cl ）=0.56L 22.4L/mol 2+0.7mol=0.75mol ，n（Fe）=molmolCln25.075.031)(31， m(Fe)=0.2

24、5mol 56g ? mol1=14 g ， 则%4.71%1006.51414)(gggFe，选 B。例 7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2.70 mol L1的 NaOH(aq)体积是 _。答案： 800 mL 提示：根据 Na 原子守恒和 SO24守恒得如下关系：2

25、NaOH Na2SO4 H2SO4则： n(NaOH) = 2n(H2SO4) c(NaOH)V NaOH(aq) = 2c(H2SO4) V H2SO4(aq) V NaOH(aq) 可求。三、电荷守恒“电荷守恒法” ， 即电解质溶液中的阴离子所带的负电荷总数等于阳离子所带的正电荷总数，或者说正、负电荷的代数和等于01 。利用电荷守恒法的主要依据是电解质溶液的整体上呈电中性。这种解题技巧的优点是基于宏观的统揽全局的方式列式，避开繁杂的运算，不去追究细枝末节，因而能使复杂的计算化繁为简，化难为易。1 电荷守恒法解题的依据和基本公式1.1 电荷守恒法解题的依据：电解质溶液中， 不论存在多少种离子

26、，溶液都是呈电中性的，即阴离子所带的电荷数与阳离子所带的电荷数是相等的。1.2 电荷守恒法解题时的计算公式：mc(Rm +) = n c(Rn) ，此公式中代表“和”的意思，c(Rm +) 代表阳离子的浓度或物质的量或微粒个数，m代表代表阳离子所带电荷数，c(Rn) 代表阴离子的浓度或物质的量或微粒个数，n代表代表阴离子所带电荷数。以 Na2S溶液为例：在Na2S溶液中，有如下三个平衡式：S2+H2OHS+OH（一级水解）HS+H2OH2S+OH（二级水解）H2OH+OH（水的电离）含有的微粒： Na+、H+、OH、HS、S2、H2S (H2O分子除外 ) ，有下列的电荷守恒式：c(Na+)+

27、c(H+) c(OH)+c(HS)+2c(S2) 2 电荷守恒法适用范围及解典型的化学计算题2.1 电荷守恒法解题范围：已知溶液中几个离子的量，求其他离子的量，可采用电荷守名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 7 恒法计算。2.2 应用电荷守恒法计算的典型例题2.2.1 利用电荷守恒法可巧解有关电解质溶液中离子浓度的计算题【例题 1】由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其pH1，c(Al3+) 0.4 mol/L，

28、c(SO42) 0.8 mol/L，则c(K+) 为( ) 2 A. 0.15 mol/L B. 0.2 mol/L C. 0.3 mol/L D. 0.4 mol/L 解析 1：常规方法：由硫酸钾、硫酸铝和硫酸的化学式推理：硫酸钾（K2SO4） 、硫酸铝Al2(SO4)3 、硫酸（ H2SO4） ，三种物质组成的混合液中硫酸根的来源则由这三种物质提供。可由 pH1，再由公式 pH=lg c(H+) 推知c(H+)=10pH ，推知溶液中的c(H+)=10 1molL 1，根据 H2SO4的电离方程式：H2SO4=2H+SO42，推知 H2SO4所提供的SO42的浓度为H+的一半，即SO42的

29、浓度为 0.05 molL 1；再由 Al2(SO4)3的电离方程式：Al2(SO4)3=2Al3+3SO42，推知 SO42的浓度应为Al3+的 1.5倍，由c(Al3+) 0.4 mol L1得知由Al2(SO4)3所提供的SO42的浓度为0.6 mol L 1；则由K2SO4所提供的SO42浓度为： 0.8 mol L1 0.05 molL10.6 mol L1 = 0.15 mol L 1，而由 K2SO4的电离方程式：K2SO4=2K+ + SO42得知， K2SO4中 K+的浓度是SO42的 2 倍，则原混合液中K+的浓度是0.3 molL1，即答案为C。解析 2：巧用电荷守恒式：

30、三种物质组成的混合溶液中共存在5 种离子，它们分别是：H+、Al3+、K+、SO42、OH，电荷守恒式如下：c(K+) + c(H+) + 3c(Al3+)=c(OH) + 2c(SO42) 溶液的pH 1，再由公式 pH=lg c(H+) 推知c(H+)=10pH，推知溶液中c(H+)=101molL1，由水的离子积Kw的计算公式Kw= c(H+) c(OH) ，在 25（常温）时，Kw= 1.01014 得知c(OH)=10 13molL1， 由于 OH的浓度极小， 计算时可忽略不计， 将c(H+)=10 1molL 1，c(Al3+) 0.4 mol/L，c(SO42) 0.8 mol

31、L1代入电荷守恒式：c(K+) + c(H+) + 3c(Al3+)= c(OH) + 2c(SO42 ) 中，则不难得出c(K+) 为 0.3 molL1，即答案为C。根据上述两种解题方法的对比不难得出，第一种方法是基于物质的化学式利用繁杂的电离方程式和运算来解题的，此方法步骤繁多，容易出错； 而第二种解题方法是利用电荷的守恒关系来解题的，这种方法在优点是基于宏观的统揽全局的方式列式，避开繁杂的运算，不去追究细枝末节，没有用电离方程式，不用理会物质的化学式，只要知道溶液中有几种离子及离子的符号就可以解题了，因而能使复杂的计算化繁为简，化难为易。3 利用电荷守恒法解化学计算习题是化学计算中一种

32、很重要的解题方法和技巧，这种技巧应用的好，可以起到事半功倍的效果，能使复杂的计算化繁为简，化难为易。2.2.2 利用电荷守恒法可巧解比较溶液中离子浓度大小的习题比较溶液中离子浓度大小水溶液中离子平衡知识中常见的一种题型，其中利用电荷守恒法比较离子浓度大小，笔者认为也是在这些习题中使用较多的方法之一。【例题 2】常温下，将甲酸(HCOOH) 与 NaOH溶液混合，所得溶液的pH=7，则此溶液中( )4 A. c(HCOO) c(Na+) B. c(HCOO) c(Na+) C. c(HCOO) c(Na+) D. 无法确定c(HCOO)和c(Na+) 的大小关系解析 1：（常规方法）甲酸是弱酸，

33、甲酸和氢氧化钠溶液混合恰好中和时生成的弱酸强碱盐水解显碱性，所以甲酸和氢氧化钠溶液混合所得溶液pH=7 时甲酸过量，甲酸过量的不是很多，如果过量很多的话，溶液又呈酸性了，但c(HCOO) 和c(Na+)的大小关系还是比较不出来。解析 2：用电荷守恒法进行分析，混合后溶液中所存在的离子共有HCOO、Na+、H+、OH四种，根据电荷守恒法可得出c(Na+)+c(H+)=c(HCOO)+c(OH) , 由于溶液的pH=7 ，溶液呈中性，则有c(H+) = c(OH) ，进而可推出c(Na+)=c(HCOO)。答案为 C 。【例题 3】 常温下，将甲酸 (HCOOH) 与 NaOH 溶液混合，所得溶液

34、的 pH 7， 则此溶液中 ( ) A. c(HCOO) c(Na+) B. c(HCOO) c(Na+) C. c(HCOO) c(Na+) D. 无法确定c(HCOO)和c(Na+) 的大小关系解析：分析同例题2 利用电荷守恒式：c(Na+)+c(H+)=c(HCOO)+c(OH) ，由于溶液中的pH 7 ，即c(H+) c(OH) ，进而可推出c(Na+) c(HCOO) 。答案为 B 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - -

35、- - - - 8 【例题 4】 常温下，将甲酸 (HCOOH) 与 NaOH 溶液混合，所得溶液的 pH 7， 则此溶液中 ( ) A. c(HCOO) c(Na+) B. c(HCOO) c(Na+) C. c(HCOO) c(Na+) D. 无法确定c(HCOO)和c(Na+) 的大小关系分析同例题2 利用电荷守恒式：c(Na+)+c(H+)=c(HCOO)+c(OH)，由于溶液中的pH 7，即c(H+) c(OH) ，进而可推出c(Na+) c(HCOO) 。答案为 A。以上三个例题若用常规方法分析，既得考虑酸碱中和反应中有关量的问题，还得考虑盐类的水解问题，分析过程繁琐，浪费时间长，

36、容易出错。电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。例题 8将 CaCl2和 CaBr2的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 溶液，再通入过量的 Cl2，完全反应后将溶液蒸干，得到干燥固体 11.175 g。则原配溶液中， c(Ca2) c(Cl) c(Br)为A.321 B.1 23 C.132 D.23 1 答案： D 解题思路： 1 个 Ca2所带电荷数为2，则根据溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，知原溶液中：2n(Ca2) = n (Cl) n (Br) 将各备选项数值代入上式进行

37、检验可知答案。例 9：(1) 中学教材上图示了NaCl 晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO( 氧化镍 ) 晶体的结构与NaCl 相同， Ni2与最近 O2的核间距离为a108cm，计算 NiO 晶体的密度( 已知 NiO 摩尔质量为74.7 g mol 1) 。(2) 天然的和绝大部分人工制备的晶体，都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如图11 所示的缺陷：一个Ni2空缺，另有两个Ni2被两个 Ni3所取代。 其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和 O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O ，试计算该晶体中Ni3与 Ni2的离子数之比。答案： (1)ANa2

38、)cm10(molg7 .74381 (2)691 提示：由题得 NiO 晶体结构 ( 如右图 ) 。其体积为：V = (a 108cm)3右图向三维空间延伸，它平均拥有的 Ni2、O2数目为：N(Ni2) =N(O2) =814 =21=N(NiO) 由密度公式得：(NiO) =A3812)cm10(amolg7.74)NiO()NiO()NiO()NiO(NVMVm-m。(2)( 电荷守恒法 ) 设 1 mol Ni0.97O 中含 Ni3物质的量为x，则 Ni2的物质的量为 (0.97 molx) ；根据电荷守恒得：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -

39、 - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 9 3x2 (0.97 molx)=1 mol 2 x=0.06 mol N(Ni3) N(Ni2)=0.06 mol (0.97 mol0.06 mol)=691 例 10 将 8g Fe2O3投入 150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g 铁粉收集到1.68L H2（标准状况），同时， Fe 和 Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗 4mol/L 的 NaOH 溶液 150mL 。则原硫酸的物质的量浓度为（）A.

40、 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L 答案： C 解析粗看题目， 这是一利用关系式进行多步计算的题目，操作起来相当繁琐，但如能仔细阅读题目，挖掘出隐蔽条件，不难发现，反应后只有Na2SO4存于溶液中，且反应过程中SO42并无损耗，根据电荷守恒原则：n（SO42）=21n（ Na+） ，则原硫酸的浓度为：2mol/L ，故选 C。四：电子得失守恒法（或化合价升降守恒法）电子得失守恒法即化学反应中( 或系列化学反应中) 氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数，无论是自发进行的氧化-还原反应还是原电池或电解池均如此例 11 一定条件下RO3n-和

41、I-间反应： RO3n-6I- 6H+ = R-323H2O，则 RO3n中 R元素的化合价为：答案： +5 例 12 某稀硝酸溶液中，加入5.6g 铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，生成NO ，溶液质量增加 3.2g ，所得溶液中Fe2+和 Fe3+物质的量之比为（）A. 4 1 B. 21 C. 11 D. 3 2 答案： 0.100 mol L1解析设 Fe2+为 xmol，Fe3+为 ymol ，则：x+y=566.5=0.1 （Fe元素守恒）2x+3y=3302 .36 .5（得失电子守恒）得： x=0.06mol ，y=0.04mol 。则 x y=32。故选 D 。例 13. 将 3

42、.48 g Fe3O4完全溶解在 100 mL 1.00 mol/L 的 H2SO4(aq) 中，然后加入K2Cr2O7(aq)25.00 mL ，恰好使 Fe2全部转化为 Fe3，且 Cr2O27全部转化为 Cr3。则 K2Cr2O7的物质的量浓度为_。提示： Fe3O4中 2 价铁所失电子物质的量与 Cr2O27中 6 价铬所得电子物质的量相等。1molg232g48.3(3 2)= 0.02500 Lc(Cr2O27) (6 3) 2。例题 14 将 CaCl2和 CaBr2的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 溶液，再通入过量的 Cl2，完全反应后将溶液蒸干，得到干

43、燥固体 11.175 g。则原配溶液中， c(Ca2) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 10 c(Cl) c(Br)为A.321 B.1 23 C.132 D.23 1 答案： D 解题思路： 1 个 Ca2所带电荷数为2，则根据溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，知原溶液中：2n(Ca2) = n (Cl) n (Br) 将各备选项数值代入上式进行检验可知答案。守恒法是高考中常考常用的一种解题

44、方法。恰当地运用守恒法，对提高解题速度和破解高考难题都有很大的帮助，值得我们探究。 本文只是粗略地列举了一些常见的例题，以期做到抛砖引玉的作用。守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，它是矛盾对立面的统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价和质量的结果电子对应化合价，原子对应质量 。它的一般解题方法是设一个未知数，解一元一次方程。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价数相等关系，下面分别讨论之。三电子守恒法( 得失电子数相等关系) 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。1、求化合价1用 0.1 m

45、ol / L 的 Na2SO3溶液 30 mL ，恰好将 2103 mol 的XO4-还原， 则元素 X 在还原产物中的化合价是(MCE91) ( D ) A 1 B 2 C 3 D 4 解析：该反应中，SO32-将被氧化SO42-为， 0.13022 7x ，x4 2已知某强氧化剂RO(OH)2+中的 R 元素被 Na2SO3还原到较低价态。如果还原2.4103 mol RO(OH)2+至较低价态，需要60 mL 0.1 mol / L 的 Na2SO3溶液。那么， R 元素被还原成的价态是( B ) A 1 B0 C 1 D 2 解析： B。由 2.4103x0.060.12，x5，550

46、。应选 B。3 24 mL 浓度为 0.05 mol / L 的 Na2SO3溶液， 恰好与 20 mL 浓度为 0.02 mol / L 的 K2Cr2O7溶液完全反应， 则元素 Cr 在被还原的产物中的化合价是(MCE95) ( B ) A 6 B 3 C 2 D0 解析： 0.020.022(6x)0.0240.05(64)，x3，应选 B。4250 mL 2 4 mol / L 的 Na2SO3溶液恰好把02 mol 的-272OX还原，则 X 在还原产物中的化合价为多少？解：根据氧化还原反应中电子转移守恒，设X 在还原产物中的化合价为x，则有2 4 mol / L 0 25 L20

47、2 mol 6x 2，x3，答： X 在还原产物中的化合价为3。2、求物质的量1将 m mol Cu2S和足量稀 HNO3反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO 和 H2O。则参加名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 11 反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是C A. 4m mol B. 10m mol C. 103mmol D. 23mmol 解析： m mol Cu2S共失去电子： 2m mol8m mo

48、l 10m mol，Cu2S每失去 3 mol 电子可还原 1 mol HNO3，故被还原的HNO3为103mmol，应选 C。2，硫酸铵在强热条件下分解，生成NH3、SO2、N2和 H2O，反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是(MCE93) ( A ) A13 B23 C12 D43 解析：该反应的氧化产物是N2，还原产物是SO2，设其物质的量分别为x mol、y mol，由电子守恒得：2x(3 0)y(6 4)， xy 13，应选 A。3在 P CuSO4H2O Cu3PH3PO4H2SO4(未配平 )的反应中， 7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为( A ) 解析：

49、该反应的氧化剂为P、CuSO4，还原剂为P，本题只需 CuSO4氧化 P的物质的量，设 7.5 mol CuSO4氧化 P的物质的量为x mol，由电子守恒得：7.5(21)x(50)，x1.5，应选 A。4在反应3BrF35H2OHBrO3Br29HFO2，若有 5 mol H2O 作为还原剂时，被还原的BrF3的物质的量为( D ) A. 3 mol B. 2 mol C. 43mol D. 103mol 解析：该反应的氧化剂为BrF3，还原剂为BrF3、H2O，本题只要求H2O 还原 BrF3的物质的量，设5 mol H2O 能还原 BrF3x mol，由电子守恒得：x(30)5(20)

50、，x103，应选 D。5 往 100 mL 溴化亚铁溶液中缓慢通入2.24 L(标准状况 )氯气，反应完成后溶液中有31的溴离子被氧化成溴单质。求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。解法一：电子守恒法。由提示知，还原性：Fe2+Br，Br已部分被氧化，故Fe2+已全部被氧化。设原 FeBr2的物质的量浓度为x，根据氧化还原反应中，得电子总数等于失电子总数，(1 分 )可得：(x2x31)0.1 L121-molL4.22L24. 2x 1.2 molL1解法二：电中性法。反应后所得溶液中的离子有Fe3+、Cl和 Br(剩余23)。3x23x 221-molL4.22L24.2，x1.2 molL1。