化学中守恒问题的归纳总结

4．(201电6·荷河守北恒石家庄模拟)V L Fe2(SO4)3 的溶液中含有 a g SO24－，取此溶液 0.5V L，用水稀释至 2V L，则稀释后溶液中 Fe3 ＋的物质的量浓度为( )
a A.576V
mol·L－1
125a B. 36V
mol·L－1
250a C. 36V
mol·L－1
化学中守恒问题的归纳总结
1能量守恒，应用热化学方程式的计算； 2质量守恒，应用化学方程式的配平，化学方
程式的计算。 3氧化还原中转移电子守恒，应用氧化还原方
程式的配平和计算， 4电解质溶液中的物料守恒、电荷守恒、质子 守恒。应用电解中溶液中离子浓度的关系。
1能量守恒：热化学方程式计算
27质．量(守20恒14·新课标全国卷Ⅱ)PbO2 在加热过程发生分解的失重 曲线如图所示，已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%(即 样品起始样质品量起－始a质点量固体质量×100%)的残留固体。若 a 点固体组 成表示为 PbOx 或 mPbO2·nPbO，列式计算 x 值和 m∶n 值_____。
中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa 与 0.1 mol·L-1 盐酸等体积混合后的溶
液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
1.粒子浓度大小比较的解题思路 (1)巧抓“4 点”,突破反应过程中“粒子”浓度关系 ①抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。 ②抓“恰好”反应点,生成什么溶质,溶液呈什么性,是什么因素 造成的。 ③抓溶液“中性”点,生成什么溶质,哪种反应物过量或不足。 ④抓反应“过量”点,溶质是什么,判断谁多、谁少还是等量。
(3)质子守恒:在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质 子转移过程中其数量保持不变。
正确理解质子守恒(以 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液为例,如下所示) ①Na2CO3 溶液
所以 c(OH-)=c(HCO3- )+2c(H2CO3)+c(H3O+), 即 c(OH-)=c(HCO3- )+2c(H2CO3)+c(H+)。
A．若某温度下，反应后ccCClOl－－ ＝11，则溶液中ccCCllOO－3－＝12 B．参加反应的氯气的物质的量等于12a mol C．改变温度，反应中转移电子的物质的量 ne 的范围：12a mol≤ne≤56a mol D．改变温度，产物中 KClO3 的最大理论产量为17a mol
A．0.5 mol/L B．1 mol/L C．1.2 mol/L D．2 mol/L
角度 3：化学反应中的计算问题
6．下列各项中，两种物质间反应均产生 1 mol 气体时，参加
反应的酸的物质的量最少的是( )
A．碳与浓硝酸
B．铜与浓硫酸
C．锌与稀硫酸
D．二氧化锰与浓盐酸
【典例 2】 (2014·大纲卷)已知：将 Cl2 通入适量 KOH 溶液， 产物中可能有 KCl、KClO、KClO3，且ccCClOl－－的值与温度高低 有关。当 n(KOH)＝a mol 时，下列有关说法错误的是( )
【高考真题 3】 (2017 年全国卷Ⅰ,13)常温下将 NaOH 溶液滴加 到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如图所 示。下列叙述错．误．的是( )。
A.Ka2(H2X)的数量级为 10-6
B.曲线 N 表示 pH 与 lg������(HX-)的变化关系
������ (H 2 X )
125a D. 48V
mol·L－1
例11子．推(2断01中6电·江荷苏守恒模拟)某溶液可能含有 Cl－、SO42－、CO23－、NH＋ 4 、 Fe3＋、Al3＋和 K＋。取该溶液 100 mL，加入过量 NaOH 溶液，加 热，得到 0.02 mol 气体，同时产生红褐色沉淀；过滤、洗涤、灼 烧，得到 1.6 g 固体；向上述滤液中加足量 BaCl2 溶液，得到 4.66 g 不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )
(α)随溶液 pH 变化的关系如图所示。下列说法不．正．确．的是( )。
A.在 pH<4.76 的溶液中,c(CH3COO-)<c(CH3COOH) B.在 pH=7 的溶液中,α(CH3COOH)=0,α(CH3COO-)=1.0 C.在 pH>4.76 的溶液中,c(CH3COO-)与 c(OH-)之和可大于 c(H+) D.在 pH=4.76的溶液中加盐酸,α(CH3COOH)与α(CH3COO-)之和保 持不变
方法 4：抓住未知浓度，紧扣极限思想 【典例 4】 把 22.4 g 铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应 后只收集到 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO。下列说法正确的是( ) A．反应后生成的盐只有 Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只有 Fe(NO3)2 C．产物中 Fe(NO3)2 和 Fe(NO3)3 的物质的量之比为 1∶3 D．产物中 Fe(NO3)2 和 Fe(NO3)3 的物质的量之比为 3∶1
【典例 1】 某有机样品 3.1 g 完全燃烧，燃烧后的混合物通
入过量的澄清石灰水，石灰水共增重 7.1 g，经过滤得到 10 g 沉
淀。该有机样品可能是( )
A．乙二醇
B．乙醇
C．乙醛
D．甲醇和丙三醇的混合物
[应用尝试] 1．胞嘧啶是 DNA 水解产物之一，是精细化工的重要中间体。 胞嘧啶可由 5-巯基甲脲嘧啶、浓氨水和氯乙酸在一定条件下合 成，则反应时 NH3 和 5-巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为( )
②不等式:对于不等式,要具体分析溶液中各种电离方程式、水解 方程式、溶液的酸碱性。
(5)思维流程
2.溶液中离子浓度的大百度文库关系
(1)多元弱酸溶液
多元弱酸分步电离,且一步比一步更难电离。如 H2CO3 溶
液:c(H+)>c(HCO3-)>c(CO32 -)。
(2)多元弱酸的正盐溶液
多元弱酸根离子分步水解,且一步比一步更难水解。如 K2CO3 溶
方法 1：抓住离子反应，紧扣实质求解 【典例 1】 在 100 mL HNO3 和 H2SO4 的混合溶液中，两种 酸的物质的量浓度之和为 0.6 mol/L，向该溶液中加入足量的铜粉 并加热，充分反应后，所得溶液中 Cu2＋的物质的量浓度最大值为 () A．0.225 mol/L B．0.30 mol/L C．0.36 mol/L D．0.45 mol/L
的变化如图所示[已知δ(X)=
������ (H 2
A
������ (X ) )+������ (H A - )+������(A
2-)]。下列叙述错．误．的
是( )。
A.pH=1.2 时,c(H2A)=c(HA-) B.lg[K2(H2A)]=-4.2 C.pH=2.7 时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-) D.pH=4.2 时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
×10-5,下列说法正确的是( )。 A.浓度均为 0.1 mol·L-1 的 HCOONa 和 NH4Cl 溶液中阳离子的物
质的量浓度之和:前者大于后者 B.用相同浓度的 NaOH 溶液分别滴定等体积 pH 均为 3 的 HCOOH
和 CH3COOH 溶液至终点,消耗 NaOH 溶液的体积相等 C.0.2 mol·L-1HCOOH 与 0.1 mol·L-1NaOH 等体积混合后的溶液
②NaHCO3 溶液
所以 c(OH-)+c(CO32 -)=c(H2CO3)+c(H+)。
另外,将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代 数运算消去其中某离子,即可推出该溶液中的质子守恒式。
【典例透析 4】 (2017 年江苏,14)(双选)常温
下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76
A．1∶1 C．3∶1
B．2∶3 D．2∶1
氧化转4还移．原电(方 子1)程守(2式恒0中15·新课标全国卷Ⅱ)工业上可用 KClO3 与 Na2SO3 在 H2SO4 存在下制得 ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之 比为________。
(2)(2015·安徽卷)请配平第①步反应的化学方程式： NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3 (3)(2015·天津卷)完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式：
回答问题： 准确称取所制备的氯化亚铜样品 m g，将其置于过量的 FeCl3 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用 a mol·L－1 的 K2Cr2O7 溶液滴定到终点，消耗 K2Cr2O7 溶液 b mL，反应中 Cr2O27－被还原为 Cr3＋。样品中 CuCl 的质量分数为________。
ClO－ 3 ＋ Fe2＋＋ _____=== Cl－＋ Fe3＋＋ ____
2．一定质量的镁、铝合金与硝酸恰好完全反应，得到硝酸 盐溶液和 NO2、N2O4、NO 的混合气体，将这些气体与标准状况 下 3.36 L O2 混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝 酸。若向所得硝酸盐溶液中加入 2 mol/L NaOH 溶液至沉淀最多 时停止加入，将沉淀滤出，向滤液中加水稀释至 500 mL，此时 所得溶液的物质的量浓度为( )
5．在 200 mL 含 Mg2＋、Al3＋、NH4＋、H＋、Cl－等离子的溶液 中，逐滴加入 4 mol/L 的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体
积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述
正确的是(
)
A．原溶液中 n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝10∶1 B．原溶液中 c(H＋)＝0.8 mol/L C．x 与 y 的差值为 0.08 D．原溶液中 c(Cl－)＝0.66 mol/L
小的顺序是 c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。这是由于在该溶液
中,NH3·H2O 的电离与 NH4+的水解互相抑制,且 NH3·H2O 的电离程度大
+
【突破训练 4】 (2017 年浙江 4 月选考,23)25 ℃时,在含 CH3COOH 和 CH3COO-的溶液中,CH3COOH、CH3COO-二者中各自所占的物质的量分数
(2)把握溶液中的两个“微弱”
①电离过程的“微弱”:如 NaHCO3 溶液中的 c(HCO3-)远大于 c(CO32-)。
②水解过程的“微弱”:如 NH4Cl 溶液中 c(NH4+)远大于 c(NH3·H2O) 和 c(H+)。
(3)理解“三大守恒” 电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
(4)常见的考查微粒浓度大小或关系的“两种关系式” ①等式:对于等式通常有两个,即电荷守恒、物料守恒,一些复杂 的等式往往是由两个守恒关系式经过变形得到的,或代入某些所给已 知条件得到的。
液:c(K+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3- )>c(H+)。
(3)不同溶液中同一离子浓度的大小比较
要考虑溶液中其他离子对其的影响。如在相同物质的量浓度的下 列溶液:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4,������(NH4+)由大到小的顺序是 ③>①>②。
(4)混合溶液中各离子浓度的大小比较 要考虑溶液中发生的水解平衡、电离平衡等。如在 0.1 mol·L-1 的 NH4Cl 溶液和 0.1 mol·L-1 的氨水混合溶液中,各离子浓度由大到
C.NaHX 溶液中 c(H+)>c(OH-) D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
【拓展训练 4】 (2017 年全国卷Ⅱ,12)改变 0.1 mol·L-1 二元
弱酸 H2A 溶液的 pH,溶液中的 H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随 pH
A．至少存在 5 种离子 B．Cl－一定存在，且 c(Cl－)≥0.4 mol·L－1 C．SO42－、NH＋ 4 一定存在，Cl－可能不存在 D．CO23－、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
电解质溶液中的守恒问题
(2)物料守恒:物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但 元素的种类和原子数目在变化前后保持不变,根据物料守恒可准确、 快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子的物质的量浓度或物质的量 的关系。