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守恒法在化学解题中的应用

2009-1-7 20:34:42  来源:高中化学网  作者:www.gzhxw.cn  【 】  浏览:

守恒法是解决化学计算常用的一种快速、简便而又准确的一种方法,在考试时可节省时间又可提高准确率。守恒法一般包括质量守恒(原子或原子团守恒)、电荷守恒、得失电子守恒以及一些化学变化前后恒定不变的量。下面,就有关化学计算中运用守恒法的解题方法,以实例分析。


 一、质量守恒(原子或原子团守恒)法

质量守恒定律的内容,从宏观上表达是:“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”;从微观上可理解为:“在一切化学反应中,反应前后原子的种类、数目、原子质量前后没有变化,因此,质量守恒”。

 

   [1].2005高考全国卷)已知QR的摩尔质量之比为922,在反应X+2Y=2Q+R中,当1.6 g XY完全反应后,生成4.4 g R,则参加反应的Y和生成物Q的质量之比为(   )。

       A. 46:9    B. 32:9     C. 23:9    D. 16:9

  [解析]由题意得:      X  +   2Y  =  2Q  +  R

 18                  22

                     1.6 g    m(Y)   3.6 g  4.4 g

根据质量守恒,参加反应Y与生成物Q的质量之比为(4.4+3.61.6:3.6 =16:9

[解答] D

 

[2].标准状况下将17.92 L CO2气体通入1 L 1 mol/LNaOH溶液中,完全反应后所得溶质的物质的量是多少?

[解析]:反应前后原子的质量是守恒的,此题可利用反应前后钠原子和碳原子守恒来计算。

[解答] 解:由题意,17.92 L CO2的物质的量为:17.92 L/22.4 mol·L-1== 0.8 mol

         设生成的Na2CO3物质的量x molNaHCO3物质的量y mol。由题意得

             x  +  y  ==  0.8 mol  (碳元素守恒)

            2x  +  y  ==  1 mol    (钠元素守恒)

  

解得,x == 0.2 mol      y == 0.6 mol

   生成Na2CO3 0.2 molNaHCO3 0.6 mol

 

二、电荷守恒法
在溶液中,存在着阴阳离子,由于整个溶液不显电性,故所有阳离子所带电荷总数

等于阴离子所带的电荷总数。

 

[3].测得某溶液中含Cu2,K,SO42,Cl四种离子且阳离子的个数比为:

Cu2+∶K34,则SO42与Cl的物质的量之比可能是(  )。
A.3
2      B.13    C.18    D.25

 

[解析]:据电荷守恒法,可得其比值。设溶液中含SO42mol、含Clmol。则:

2x+y=3×24×1
所以SO42,Cl物质的量之比可能有以下特征:
 
1)当x=时,y=8,x∶y=18
 
2)当x=2时,y=6,x∶y=13
 
3)当x=3时,y=4,x∶y=34
 
4)当x=4时,y=2,x∶y=2
1
    
所以B,C项符合题意。

[解答] BC

 

[4] 100 mL 0.1 mol/L醋酸与50 mL0.2mol/L NaOH溶液混合,在所得溶液中( )。
A.c(Na)c(CH3COO)c(OH)c()
B.c(Na)c(CH3COO)c() c(OH)

C.c(Na)c(CH3COO)c() c(OH)
D.c(Na)c(CH3COO)c(OH)c()

[解析]:由题意知醋酸与NaOH物质的量相等恰好完全反应生成CH3COONa,溶液中c(OH)c(),据电荷守恒:

 c(Na)c()c(OH)c(CH3COO),由于c(OH)c(),故c(Na)c(CH3COO),又盐溶液 中阴、阳离子浓度一般大于c()c(OH),故选A。

 

三、电子守恒法

电子守恒法主要针对氧化还原反应来的,因为在氧化还原反应中,失去电子的总数,

一定等于得到电子的总数,得失电子总数保持守恒。

[5].将50.00 mL 0.098 mol/L的羟氨(NH2OH)酸性溶液,与足量硫酸铁在煮沸条件下反应,生成的Fe2又恰好被49.00 mL 0.040 mol/L的酸性KMnO4溶液所氧化。在上述反应中,羟氨的氧化产物为(    )。
        
A.NO2    B.NO    
 C.N2     D.N2
[
解析]:羟氨被F3氧化,Fe2又被酸性KMnO4溶液所氧化。归根结底,羟氨失去      电子被KMnO4所得到。NH2OH中N为-1价,设羟氨的氧化产物中N为x价,      由电子守恒法可得:
     [x-(-1)]×50.00 mL×0.098 mol/L =(72×49.00 mL×0.04 mol/L
       
解得:x=1

 [解答

 

[跟踪练习]

 11.6g某物质,在氧气中完全燃烧,生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水,关于物质的组成,有下列论断:①一定含C,H;②一定不含O;③可能含O;④一定含O;⑤分子中C,H原子个数比为12;⑥分子中C,H的原子个数比为14。其中正确的是()。
A.①②⑥   B.①②⑤    C.①③⑥    D.①④⑤

2、有一在空气中暴露过的KOH固体,经分析测知其中含水7.62%,K2CO32.83%,

KOH 90%。若将此样品先加入到1 mol/L的盐酸46.00 mL里,过量的盐酸再用1.07

mol/L KOH溶液27.65 mL正好中和,盐酸中和后的溶液可得固体约为()。
A.3.43     B.4.00   C.4.50   D.1.07

3、将3.20 g铜跟30.0 mL 10.0 mol/L的硝酸反应,产物只有NONO2。若反应后溶液中有a mol H+,则

(1)       此时溶液中含有NO3-离子的物质的量为多少?

(2)       生成气体的物质的量是多少?

(3)       a=0.15 mol,则生成的NONO2的物质的量之比是多少?

 

 

[跟踪练习]答案:1 A      2 A (提示:氯元素守恒)

   3、(1)(a+0.1mol  (提示:溶液中电荷守恒)

      2)(0.2amol  (提示:由氮元素守恒)

      3 1:1 (提示:由氮元素守恒和电子得失守恒共同求得)




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