高中化学守恒法解题技巧

1 化学守恒法解题技巧化学守恒法解题技巧 守恒法是一种中学化学典型的解题方法 它利用 物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解 可以免去一些复杂的数学计算 大大简化解题过程 提高解题速度和正确率 它的优点是用宏观的统揽全 局的方式列式 不去探求某些细微末节 直接抓住其 中的特有守恒关系 快速建立计算式 巧妙地解答题 目 物质在参加反应时 化合价升降的总数 反应物 和生成物的总质量 各物质中所含的每一种原子的总 数 各种微粒所带的电荷总和等等 都必须守恒 所 以守恒是解计算题时建立等量关系的依据 守恒法往 往穿插在其它方法中同时使用 是各种解题方法的基 础 利用守恒法可以很快建立等量关系 达到速算效 果 一 质量守恒 质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与 生成物的总质量相等的原理 进行计算或推断 主要 包括 反应物总质量与生成物总质量守恒 反应中某 元素的质量守恒 结晶过程中溶质总质量守恒 可逆 2 反应中反应过程总质量守恒 例 1 在反应 X 2Y R 2M 中 已知 R 和 M 的摩尔 质量之比为 22 9 当 1 6gX 与 Y 完全反应后 生成 4 4gR 则在此反应中 Y 和 M 的质量比为 A 16 9 B 23 9 C 32 9 D 46 9 例 2 1500C 时 碳酸铵完全分解产生气态混合物 其密度是相同条件下氢气密度的 A 96 倍 B 48 倍 C 12 倍 D 32 倍 练习 1 将 100 的硫酸铜饱和溶液 200 克蒸发 掉 50 克水后再冷却到 0 时 问能析出胆矾多少克 若在 100 硫酸铜饱和溶液 200 克里加入 16 克无水硫 酸铜 应有多少克胆矾析出 硫酸铜溶液度 100 时为 75 4 克 0 时为 14 3 克 130 48 克 4 34 克 2 在一定条件下 气体 A 可分解为气体 B 和气体 C 其分解方程式为 2A B 3C 若已知所得 B 和 C 混合气体对 H2的相对密度为 42 5 求气体 A 的相 对分子量 17 3 3 为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度 称 取亚硫酸钠 4g 置于质量为 30g 的烧杯中 加入 6mol L 盐酸 18mL 密度为 1 1 g cm3 反应完毕后 再加 2mL 盐酸 无气体产生 此时烧杯及内盛物物质 为 54 4g 则该亚硫酸钠试剂的纯度为百分之几 4 向 KI 溶液中滴入 AgNO3溶液直至完全反应 过滤后滤液的质量恰好与原溶液质量相等 则 AgNO3 溶液中溶质的质量分数为多少 二 物质的量守恒 物质的量守恒是根据反应前后某一物质的量不变 的原理进行推导和计算的方法 这种方法可以应用在 多步反应中的计算 可简化计算过程 减少数学计算 一步得出结果 例 1 300mL 某浓度的 NaOH 溶液中含有 60g 溶质 现欲配制 1mol LNaOH 溶液 应取原溶液与蒸馏水的体 积比约为 A 1 4 B 1 5 C 2 1 D 2 3 例 2 有一在空气中放置了一段时间的 KOH 固体 4 经分析测知其含水 2 8 含 K2CO337 3 取 1 克该样 品投入 25 毫升 2 摩 升的盐酸中后 多余的盐酸用 1 0 摩 升 KOH 溶液 30 8 毫升恰好完全中和 蒸发中和后 的溶液可得到固体 A 1 克 B 3 725 克 C 0 797 克 D 2 836 克 练习 1 用 1L10mol LNaOH 溶液吸收 0 8molCO2 所得溶液中 CO3 和 HCO3 的物质的量浓 度之比是 2 今有 100mLCu NO3 2与 AgNO3的混合溶液 其 中 NO3 的浓度为 4mol L 加入一定量的锌粉后 产生 沉淀 经过滤 干燥后称量 沉淀物的质量为 24 8g 将此沉淀物置于稀盐酸中 无气体逸出 向前述过滤后 得到的滤液中先滴入 BaCl2溶液 无明显现象 后加 入过量的 NaOH 溶液 有沉淀物析出 滤出此沉淀物 并将其灼烧至恒重 最后得 4g 灼烧物 求所加锌粉的 质量 5 三 元素守恒 元素守恒 即化学反应前后各元素的种类不变 各元素的原子个数不变 其物质的量 质量也不变 元素守恒包括原子守恒和离子守恒 原子守恒法是依 据反应前后原子的种类及个数都不变的原理 进行推 导或计算的方法 离子守恒是根据反应 非氧化还原 反应 前后离子数目不变的原理进行推导和计算 用 这种方法计算不需要化学反应式 只需要找到起始和 终止反应时离子的对应关系 即可通过简单的守恒关 系 计算出所需结果 例 1 在同温同压下 50ml 气体 A2跟 100ml 气体 B2化合生成 50ml 气体 C 则 C 的化学式是 A AB2 B A2B C A2B4 D AB 例 2 把 NaHCO3与 Na2CO3 10H2O 的混合物 6 56 克溶于水配制成 100ml 溶液 已知此溶液中 Na 的物 质浓度为 0 5 mol L 若将等质量的该混合物加热到 质量不再变化为止 则其质量减少了多少克 6 练习 1 准确称取 6g 铝土矿样品 含 Al2O3 Fe2O3 SiO2 加入 100mL 硫酸溶液 充分反应 后向滤液中加入 10mol L 的 NaOH 溶液 产生沉淀的质 量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示 则所用硫酸 溶液的物质的量浓度为 A 3 50mol L B 1 75mol L C 0 85mol L D 无法计算 2 有一块铝铁合金 溶于足量的盐酸中 再用过 量的 NaOH 溶液处理 将产生的沉淀过滤 洗涤 干燥 灼烧 完全变成红色粉末 经称量红色粉末和合金的 质量相等 求合金中铝的质量分数 3 将镁带在空气中燃烧的全部产物溶解在 50mL 物质的量浓度为 1 8mol L 的盐酸中 多余的盐酸用 20mL0 9mol LNaOH 溶液正好中和 然后在此溶液中 加入过量的 NaOH 把 NH3全部蒸发出来 经测定 NH3的 质量为 0 102 克 求镁带的质量为多少 四 电荷守恒 7 电荷守恒 即对任一电中性的体系 如化合物 混合物 浊液等 电荷的代数和为 0 即正电荷总数 和负电荷总数相等 电荷守恒是利用反应前后离子所 带电荷总量不变的原理 进行推导或计算 常用于溶 液中离子浓度关系的推断 也可用此原理列等式进行 有关反应中某些量的计算 例 1 在 K2SO4 Al2 SO4 3 的混合液中 已 知 c Al3 0 4mol L c SO42 0 7mol L 则溶液中 c K 为 A 0 1mol L B 0 15mol L C 0 2mol L D 0 25mol L 例 2 M2O7x 离子和 S2 在酸性溶液中发生如下反应 M2O7x 3S2 14H 2M3 3S 7HO 则 M2O7x 离子中 M 的化合价为 A 2 B 3 C 5 D 6 练习 1 将 KCl 和 KBr 混合物 13 4 克溶于水配 成 500mL 溶液 通入过量的 Cl2 反应后将溶液蒸干 得固体 11 175g 则原溶液中 K Cl Br 的物质的量 之比为 8 A 3 2 1 B 1 2 3 C 1 3 2 D 2 3 1 2 将 200mL 0 1mol L 的 Na2CO3溶液与含 1 71gBa OH 2的溶液混合后 为使溶液呈中性 需加 入 1mol L 盐酸的体积是多少 3 在一定条件下 RO3n 和 I 发生反应的离子方 程式为 RO3n 6I 6H R 3I2 3H2O 1 RO3n 中 R 元素的化合价是 2 R 元素 的原子最外层电子数是 4 1L 混合溶液中含 SO42 0 00025mol Cl 0 0005mol NO3 0 00025mol Na 0 00025 mol 其余为 H 则 H 物质的量浓度为 A 0 0025 mol L 1 B 0 0001 mol L 1 C 0 001 mol L 1 D 0 005 mol L 1 9 五 电子得失守恒 电子得失守恒 是指在氧化还原反应中 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 它广泛应用于氧化还原反应中的各种计算 甚至还包括电解产物的计算 例 1 7 68g 铜和一定量的浓硝酸反应 当铜反应 完全时 收集到标准状况下的气体 4 48L 若把装有 这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中 需通入多少 升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液 例 2 已知某强氧化剂 RO OH 2 能被硫酸钠还原 到较低价态 如果还原含 2 4 10 3mol RO OH 2 的 溶液到低价态 需 12mL0 2mol L 的亚硫酸钠溶液 那 么 R 元素的最终价态为 A 3 B 2 C 1 D 1 练习 1 某氧化剂中 起氧化作用的是 X2O72 离 子 在溶液中 0 2 mol 该离子恰好能使 0 6molSO32 离子完全氧化 则 X2O72 离子还原后的化合价为 10 A 1 B 2 C 3 D 4 2 一定条件下 4 受热分解的未配平的化 学方程式为 4 2 2 在反应中被氧 化与被还原的氮原子数之比为 3 将 5 6 克铁粉溶于过量的稀硫酸中 在加热 条件下加入 1 01 克 KNO3晶休氧化溶液中的 Fe2 待 反应完全后 剩余的 Fe2 尚需 0 2mol L 的 KMnO4mol L 溶液 70mL 才能完全氧化 已知 KMnO4的还 原产物为 Mn2 求 KNO3的还原产物 4 将 1 36 克铁粉和氧化铁粉末的混合物 投入 50ml 的稀 H2SO4中 恰好完全反应并放出标况下 1 12L 氢气 反应后的溶液中不含 Fe 和 Fe3 求混 11 合物中的 Fe 和氧化铁的质量 5 将 X molMg 溶于含 Y molHNO3的稀硝酸溶液中 生成 N2O 求此时 X 与 Y 的比值为多少 6 A B C 三个电解槽 A 槽是 CuCl2作电解液 纯铜片作阴极 B C 两槽以 AgNO3溶液作电解液 纯 银丝作阴极 先将 A B 槽并联 再与 C 槽串联进行电 解 其 B 槽中银丝质量增加 0 108g C 槽银丝增加 0 216g 则 A 槽 Cu 片质量增加 A 0 216g B 0 108g C 0 064g D 0 032g 六 多重守恒 多重守恒是利用多种守恒列方程式组进行计算的 方法 例 1 把 0 02mol L C 溶液和 mol 溶液等体积混合 则混合溶 液中微粒浓度关系正确的是 12 C Ac Na C HAc Ac C C AC C C C C AC 分析 此题实质上是 mol 的 溶液和 mol 的 溶液的混合溶液 由电荷守恒关系可得 C C Na C AC C OH 由物料守恒关系可得 C HAC AC C Na mol L 由 可知 正确 将 可 得 C C AC C OH HAC 故 选项错误 例 2 0 1mol L 的 NaOH 溶液 0 2L 通入标准状 况下 448mL H2S 气体 所得溶液离子浓度大小关系正 确的是 A Na HS OH H2S S2 H 13 B Na H HS S2 OH C Na H2S HS S2 OH D S2 OH H H2S 分析 对于溶液中微粒浓度 或数目 的比较 要 遵循两条原则 一是电荷守恒 即溶液中阳离子所带 正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数 二是物料守 恒 即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液 中各种存在形式的浓度之和 上述溶液实际上是含 0 02mol NaHS 的溶液 根据 上面的规律