守恒法在解铁和铁的化合物计算题中的应用

1、“守恒法”在解铁和铁的化合物计算题中的应用在铁及其化合物有关的众多计算题中，能运用守恒关系解答的题型特别多。解题时，巧用守恒关系，可取得事半功倍的效果。现将其常见题型及守恒关系归纳如下：一、质量守恒    质量守恒指参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和。    例  在硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中，加入铁粉，最后得到的硫酸亚铁溶液和固体沉淀物。求原溶液中硫酸铜和硫酸铁的物质的量浓度各是多少？    解析：设硫酸铁和硫酸铜的物质的量分别为和。根据反应前后铁和铜的质量守恒得：

2、60;   ××××      在由反应前后守恒得：×      由解得：，所以，（硫酸铁），（硫酸铜）。二、元素原子守恒    元素原子守恒指在化学反应中，某种元素的原子个数（或物质的量、质量）反应前后保持不变。    例  把铁、氧化铁、氧化铜的混合粉末放入的盐酸中，充分反应后产生（标准状况下），残留固体，过滤，滤液中无。将滤液加水稀释到，测得其中深度为。求原混合物的质量。

3、    解析：因滤液显酸性（盐酸过量），所以残留固体只能为铜，因残留固体为铜，所以滤液中无。转化关系如下：     由铜元素守恒得：（）（）    由氯元素守恒得：（）（余）（总），    即，（），则，（）。    由氢元素守恒得：（生成）（）（余）（总），即，（生成）×（），则，（生成）。    由氧元素守恒得：（）（）（生成），即，（），则，（）。    由铁元

4、素守恒得：（）（）（），即，（）×，则，（）。    综上可知，原混合物总质量为：×××。三、气体体积守恒    气体体积守恒指在有些化学反应中，反应前后气态物质的量不变，即在相同的条件下，反应前后气体的体积守恒。    例  将铁粉和硫粉在隔绝空气的条件下加热充分反应后冷却至室温，再在反应后的固体中加入足量的稀硫酸至固体不再溶解，所得到的气体在标准状况下的体积为（    ）。     

5、               解析：加热时发生反应：，与足量稀硫酸发生反应可能为：    ，。从上述反应方程式分析可发现：    ，即经充分反应后，最终总生成气体（或和的混合气），而与硫粉质量无关。因为题中铁粉为，所以生成气体也恒为，标准状况下为。故选。四、电子守恒    电子守恒指在氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总物质的量等于还原剂失去电子的总物质的量。    例

6、  将铁粉溶于稀硝酸中恰好完全反应，放出气体后称量所得溶液，发现比原溶液质量增加，则原溶液中硝酸的浓度是（    ）。                        解析：按常规解法本题需先判断反应后铁的化和价，然后再根据方程式求解。若运用守恒原理，则可避开繁琐的讨论和方程式的书写。    假设铁单质在反应中被氧化为价，由题意知：

7、0;   （）（反应中作酸的）                                                  

8、     由题意知：产生气体的质量为：，物质的量为：，则有：    （反应中作氧化剂的）                                          

9、;                            据电子守恒得：；又由氮元素守恒可知反应中共消耗的物质的量为：    。故选。五、电荷数守恒    电荷数守恒指在电解质溶液或离子化合物中，阳离子所带的正电荷数必定等于阴离子所带的负电荷数（电中性原理）。    例

10、  已知：，当向溶液中通入标准状况下的，充分反应后测得溶液中和的物质的量浓度相等，且无。则原溶液的物质的量浓度是多少？    解析：由题目所给反应可知：的氧化性强于，因此通入后，被氧化成。据题意知反应后的溶液中只有、和，且（）（）（）×（）。    据电荷数守恒知：（）（）（）×，得：（）。    据铁元素守恒知：（）（）（），故原溶液的物质的量溶度是：。六、电量守恒    电量守恒指在原电池或电解池装置中，内外电路通过的电量相等。 &

11、#160;  例  用惰性电极电解（）和的混合溶液，（）和的物质的量浓度均为，且已知。当电流强度为，通电时，求在阴极可析出金属多少克？（已知阿伏伽德罗常数为×，电子电量为×）    解析：分析以上电解过程可知：电解中通过的总电量为：    ×                ××      所以，当全部变成时，消耗的电量为：

12、60;   ××××    据电量守恒，当通过电量时，全部变成，因此，将发生如下反应：                  ×       所以，当全部变成时，消耗的电量为：    ××××    故可判断在通电时，只有部分变成。    设在通电时生成的物质的量为，                   据电量守恒：，即××××，解得，所以，通电时阴极析出金属（铜）的质量为：（）×。七、综合守恒    在实际的化学计算中，一道题中往往用到多种守恒关系，将各种守恒