高中化学守恒法例题

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高中化学守恒法解计算题

高中化学守恒法解计算题

守恒法解题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)(130.52克,43.4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。

(170)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。

高中化学计算技巧(1)

高中化学计算技巧(1)

专题二 化学计算常用方法和技巧【专题目标】中学化学计算的常用方法①关系式法——多步变化以物质的量关系首尾列式计算。

②差量法——根据变化前后的差量列比例计算。

③守恒法——运用质量、电子、电荷守恒计算。

④极值法——对数据处理推向极端的计算。

⑤信息转换法——为解题寻找另一条捷径。

⑥讨论法——将可能存在的各种情况分别求算。

【经典题型】题型一:关系式法例1:一定量的铁粉和9g 硫粉混合加热,待其反响后再参加过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得9g 水,求参加的铁粉质量为A .14gB .42gC .56gD .28g例2:有以下两组固体混合物:(1) Na 2O 2、NaOH 混合物,含Na 元素58% (2) Na 2S 、Na 2SO 3、Na 2SO 4的混合物,含硫元素:32%那么上述固体混合物中氧元素的质量分数分别为 、 。

例3:一定温度下,w g 以下物质 (1)H 2,(2)CO ,(3)CO 和H 2,(4)HCOOCH 3,(5) HOOC ―COOH ,在足量氧气 中完全燃烧,将产物与过量的过氧化钠完全反响,固体增重 w g ,符合此要求的是〔 〕A .全部B .〔4〕〔5〕C .〔1〕〔2〕〔3〕D .〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕练:在a L Al 2(SO 4)3和(NH 4)2SO 4的混合物溶液中参加b molBaCl 2,恰好使溶液中的-24SO 离子完全沉淀;如参加足量强碱并加热可得到c molNH 3气,那么原溶液中的Al 3+离子浓度(mol/L)为A .a c b 22-B .a c b 22-C .a c b 32-D .a c b 62-【规律总结】用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用化学式或方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式。

题型二:差量法例4:在一定温度和压强下,向100 mL CH 4和Ar 的混合气体通入400 mL O 2,点燃使其完全反响,最后在相同条件下得到枯燥气体460mL ,那么反响前混合气体中CH 4和Ar 的物质的量之比为多少?例5:现有KCl 、KBr 的混合物3.87g ,将混合物全部溶解于水,并参加过量的AgNO 3溶液,充分反响后产生6.63g 沉淀物,那么原混合物中钾元素的质量分数为( )A .0.241B .0.259C .0.403D .0.487练:加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg ,使之完全反响得剩余物ng ,那么原混合物中氧化镁的质量分数为( )【规律总结】该法适用于解答混合物间的反响,且反响前后存在上述差量的反响体系。

高中化学 守恒法

高中化学 守恒法

专题5·守恒法1.向一定量的NaOH固体中加入由硫酸铜和硫酸组成的混合物的溶液,充分搅拌,恰好完全反应,有蓝色沉淀生成,过滤,所得滤液的质量与加入的原混合物溶液的质量相等。

则与硫酸铜反应的氢氧化钠和与硫酸反应的的氢氧化钠的物质的量之比为。

2向100mL FeCl3溶液中通入标准状况下的H2S 2.24L,待H2S全部被吸收后,再加入过量铁粉,待反应停止后,测得溶液中含有0.6mol金属阳离子,则原FeCl3溶液的物质的量浓度是。

3.将a L由(NH4)SO4和NH4NO3组成的混合溶液分成两等份,一份加入b mol烧碱并加热,刚好把NH3赶出;另一份需消耗含c mol BaCl2的溶液,沉淀刚好完全。

则原溶液中c(NO3-)为。

4.在臭氧发生器中装入100mLO2,经反应3O2→2 O3,最后气体体积变为95mL(体积均为标准状况下测定),则反应后混合气体的密度为()A.1.43g·L-1B.1.50 g·L-1C.2.14g·L-1D.无法判断5.将 3.48 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 Cr2O 2全部转化为 Cr3+。

则 K2Cr2O7的7物质的量浓度为__________。

6.镁带在空气中完全燃烧后,生成氧化镁和氮化镁。

将其产物溶于60mL2.0mol/L稀盐酸中, 转化为氯化镁和氯化铵;再加入20mL0.50moL/LNaOH溶液以中和多余的酸, 最后加入过量NaOH溶液使氨全部逸出, 并测得氨气的质量为0.17g。

则镁带的质量为()A.1.2gB.2.4 gC.3.6gD.无法判断a. 质量守恒1 . 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. FeOB. Fe2O3C. Fe3O4D. Fe4O52.将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的盐酸中。

高中化学复习知识点:利用电子守恒法进行多池串联相关计算

高中化学复习知识点:利用电子守恒法进行多池串联相关计算

高中化学复习知识点:利用电子守恒法进行多池串联相关计算一、单选题1.有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,所用装置如图所示,下列说法正确的是A.图中的甲池为电解池,乙池为原电池B.a极发生的电极反应为SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+C.N2O5在c极上产生,c极的电极反应为N2O4-2e-+H2O===N2O5+2H+D.当消耗标况下2.24 L SO2时,若要维持硫酸的浓度不变则应补充水11.6 mL2.下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。

已知储氢装置的电流效率生成目标产物消耗的电子数转移的电子总数η=×100%,下列说法不正确...的是A.采用多孔电极增大了接触面积,可降低电池能量损失B.过程中通过C-H键的断裂实现氢的储存C.生成目标产物的电极反应式为C6H6+6e-+6H+===C6H12 D.若η=75%,则参加反应的苯为0.8mol3.如图是一套电化学装置,对其有关说法错误的是()A.装置A是原电池,装置B是电解池B.反应一段时间后,装置B中溶液pH增大C.a若消耗1mol CH4,d可产生4mol气体D.a通入C2H6时的电极反应为C2H6-14e-+ 18OH-= 2CO32-+ 12H2O4.碱性硼化钒(VB 2)-空气电池工作时反应为:4VB2 +11O24B2O3 +2V2O5 。

用该电池为电源,选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图所示。

当电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标况),则下列说法中正确的是A.VB 2电极发生的电极反应为: 2VB2+11H2O – 22e−V2O5+2B2O3+22H+B.外电路中电子由c电极流向VB2电极C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生D.若B装置内的液体体积为200mL,则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L5.烧杯A中盛放0.1mol/L的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1mol/L的的CuCl2溶液(两种溶液均足量),组成的装置如图所示。

高中化学守恒法的类型及应用

高中化学守恒法的类型及应用

守恒法就是利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而进行计算或推理的解题方法。

一、元素守恒
在一些复杂的化学变化过程中,虽然发生的化学反应很多,但某些元素的浓度、质量等始终没有发生变化,整个过程中元素守恒。

例1、已知:
、。

将三种物质放在密闭的容器中,在150℃条件下用电火花引燃后,容器内压强变为0,由此得出原混合物中的物质的量之比为()
A.
B.
C.
D.
解析:此题涉及多个反应的化学方程式,而且没有给出数据,如果列出所有的化学方程式进行计算,非常复杂。

根据反应后容器内压强变为0,可知反应后容器内无气体;根据元
素守恒,在150℃的条件下,三种物质全部反应完时,最后以和的形式存在,可发生以下总反应:
恰好完全反应时,,过量时也符合题目要求,故答案为C、D。

二、质量守恒
在化学反应中,参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量,反应前后质量不变。

例2、已知:,把和
的混合物溶于水制成溶液,其中的质量为,如果把这种混合物加热至恒重会失重多少?解析:和加热都变成了,根据溶液中的质量守恒可以计算出的质量为:
失重:。

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有关硝酸题的解题技巧

有关硝酸题的解题技巧

解析 : 这道题是考察应变能力 的一道题。由于气体全部 例6 :若改 为铁粉与一定 量的浓 硝酸在一 定条 件下 反 被吸收 , 反应后 的溶质有 亚硝酸钠和硝酸钠两种 , 根据 反应 应 , 被还原 的硝酸 占参加反应 的硝酸 的总量 的几分之几? 前后氮原子守恒 , 混合气体 的物质 的量之和就是氮原子的物 解析 : 铁与浓硝酸发生如下反应 : 质的量 , 从 物质组成 看钠 与氮又是 1 : 1 的, 计算得答案 D是 F e + 6 H N O 3 ( 浓) = F e ( N O 3 ) 3 + 3 N O 2 1+ 3 H 2 O 正确的。 F e + 4 HN O 3 ( 浓) = F e ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 T + 2 H 2 O 解题技 巧 : 此类 题 目也是 用氮原 子守恒 法 , 即n ( N a O H ) 从反应方程 式可 以发现 , 被还 原的硝酸 占参加反应硝 酸
2 = 0 . 2 3 mo l 。
Байду номын сангаас
A . 1 . 0 x 1 0 mo l ; R1 6×1 . 0 ~ mo l ; CZ 2x 1 0 一 mo l ; D 2 . 4 ×1 0 。 oo t l
解析 : 由 于 HN O , 适量 , 随着反应 的进行 , H N O , 浓度会 m( 沉淀 ) = m ( 金属 ) + f I H - ) = 4 . 6 g + 1 7 g / m o l X 0 . 2 3 m o 1 = 8 . 5 l g 逐渐减小 , 因此实 际过程 中发生 了 C u与浓 H N O , 和稀 HN O , 正确答 案为 B 的反应 , 反应中消耗 的 H N O 3包括作氧化剂 和显酸性 , 前者 解题技 巧 : 根据 电荷守 恒 , 反应过程 中金属离 子所带 的 被还原成 N O 和N O的} 昆 合 气体 , 后者 以 C u ( N 0 的形式存 电荷数等于金属离子所结合的 O H 一 的物质的 ,即 n ( O H 一 ) 在。由于无法确定消耗硝酸的准确值 而无法求解 , 此时可 以 = m e- 四、 比例 守 恒 法 用守恒法 , 由于反应前 后氮 原子 守恒 , 因此 n ( H N O 3 ) = 2 n ( C u ) + n( N O  ̄ = 2 ×0 . 6 X 1 0 。 o t o l + 1 . 0 Z 1 0 ~ m o l = 2 . 2×1 0 - 3 mo l 。故 选 例5 : 一定量的铁粉恰好完 全溶解于 2 L 1 mo 的稀 硝酸 C。 中, 则被还 原的硝酸 的物质的量是 ( ) 解题技巧 : 此类题 型利用 N原子守恒法 , n ( 反应 消耗) = n A . 1 . 0 mo l B . 0 . 8 m o l C . 0 . 5 m o l D . 无 法 确定 解析 : 由于 F e为变价金属 , 所以有可能 发生 以下反应 : ( 酸 性作用) + n ( 氧化剂) , 即n ( HN O 3 ) = 2 n ( C u ) + n ( N O x ) 。 例2 : 现有 m mo l N O : 和n m o l NO组成 的混 合气体 , 欲用 F e + 4 HN O 3 ) = F e ( N O 3 ) 3 + N O T + 2 H 2 O a m o l / L N a O H溶液吸收 ,使该混合气体全部转化成盐进入溶 3 F e + 8 H N O 3 筛 ) = 3 F e ( N 0 3 ) 2 + 2 N O T + 4 H2 0 液, 至少需要 a m o l / L N a O H溶液 的体积是多少? 而题 目仅给 出了稀硝酸的物质 的量 ,看似条件不 足 , 无 法求解 。但是仔细分析以上两个 反应方程式可 以发现 , 被还 A . m / a L B . 2 m / 3 a L C . 2 ( m + n ) / 3 a L D . ( m + n ) / a L 已知 原的硝 酸占参加反应硝酸总量的 I / 4 , 所 以正确答案 为 C 。 ( 2 NO2 + 2 N a OH= Na N03 + Na NO2 + H2 O+ NO+ NO2 + 2 N a OH= 2 N a NO 解题技巧 :被还 原的硝酸均 占参加反 应的硝酸 总量 的 I / 4 , 即比例守恒 。  ̄ + H 2 0 )

高中化学中常见的守恒问题

高中化学中常见的守恒问题

高中化学中常见的守恒问题守恒思想不仅在日常生活中有重要的应用,在高中化学教学中也起着举足轻重的作用,对学生解决化学问题有很大的帮助。

所以让学生学会用守恒的方法解决学习中的实际问题显得格外重要。

在高中化学教学的过程中,守恒问题主要表现在以下几个方面:一、质量守恒主要是利用质量守恒定律来解决实际问题。

即:在任何与周围隔绝的物质系统中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变。

例题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的质量之比为()A.16:9B.23:9C.32:9D.46:9解析:假设R与M的摩尔质量分别为rg••moL-1和mg•moL-1,有。

又假设参加反应的Y为ag,生成M为bg。

根据质量守恒定律可列出关系式:1.6+a=4.4+b。

化简得a=b+2.8。

再根据方程式的比例式可得:8.8m=rb,b=3.6。

∴a/b=b+2.8/b=3.6+2.8/3.6=16/9答案:A点评:“守恒法”解题是指在解题过程中利用化学反应或化学现象中的一些守恒关系来解决化学问题的一种独特的解题方法。

本题依据质量守恒关系列式解题。

只要“守恒法”使用得当,可受到解题步骤简捷、快速、准确之功效。

二、元素守恒指物质变化前后组成物质的元素种类不变,原子(或离子、原子团)的物质的量不变。

这常用于有多步反应。

解题思路是将其看成一个体系,整体思维着重分析过程的始态和终态,省略反应的中间过程,从而找出守恒关系。

例题2.向一定量的Fe、FeO和Fe2O3 的混合物中加入120 mL 4 moL•L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出0.06 moL NO,往所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。

若用足量的氢气在加热下还原相同质量的原混合物,能得到铁的物质的量为( )A.0.24moLB.0.21moL C.0.16moL D.0.14moL解析:反应完全后加入KSCN,无血红色出现,说明溶质全为Fe(NO3)2 ,由N元素守恒得n(NO;)= 0.42 moL,从而n(Fe2+)=0.21moL,再由Fe元素守恒,得到答案为(B)。

高中化学解题技巧系列--守恒法

高中化学解题技巧系列--守恒法

解题技巧系列--守恒法1请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。

现有19.7g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物,将它完全溶解在540mL 2.00 mol·L-1的H2SO4溶液中,收集到标准状况下的气体8.96L。

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·L-1的NaOH(aq)体积是________。

附:参考答案提示:根据 Na 原子守恒和 SO守恒得如下关系:2NaOH ~ Na2SO4~H2SO4则:n(NaOH) = 2n(H2SO4)c(NaOH)·V [NaOH(aq)] = 2c(H2SO4)·V [H2SO4(aq)]V [NaOH(aq)]可求。

答案:800 mL2【例题】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.3∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶2D.2∶3∶1命题意图:考查学生对电荷守恒的认识。

属化学教学中要求理解的内容。

知识依托:溶液等有关知识。

错解分析:误用电荷守恒:n(Ca2+ )= n(Cl-) +n(Br-),错选A。

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。

答案:D化学上,常用的守恒方法有以下几种:1.电荷守恒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。

即:阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。

高中化学守恒法

高中化学守恒法

浅 谈 守 恒 法 在 高 中 化 学 计 算 中 的 应 用化学反响的本质是原子间从头组合,依照质量守恒定律在化学反响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、电子得失陷恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。

守恒的本质: 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, 鉴于宏观统览全局而避开细枝末节,简化步骤,方便计算。

平常地说,就是抓住一个在变化过程中始终不变的特色量来解决问题。

目的是简化步骤, 方便计算。

下边我就联合例题列举守恒法在化学计算中常有的应用。

一、 质量守恒化学反响的本质是原子间从头联合, 质量守恒就是化学反响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 利用化学反响过程中的质量守恒关系解化学计算题例 1:将 NO 2 、 O 2、 NH 3 的混淆气体 26.88 L 经过稀 H 2SO 4 后,溶液质量增添 45.7 g ,气体 体积减小为 2.24 L 。

将带火星的木条插入此中,木条不复燃。

则原混淆气体的均匀相对分子质量 为(气体均在标准情况下测定)A . 40.625B . 42.15C . 38.225D .42.625[分析 ]将混淆气体经过稀 H 2SO 4 后, NH 3 被汲取。

NH 3+H 2O==NH 3· H 2O 2NH 3 · H 2 O+H 2SO 4==(NH 4 )2SO 4+2H 2O 而 NO 2 和 O 2 与水接触发生以下反响:3NO 2+H 2 O==2HNO 3+NO反响① 2NO+O 2==2NO 2反响② 生成的 NO 2 再与水反响: 3NO 2 +H 2O==2HNO 3+NO反响③ 上述反响①、②属于循环反响,可将反响①× 2+反响②,消去中间产物NO ,得出: 4NO +O +2H 2O ==4HNO 3反响④ 22假如反响④中 O 2 节余,则将带火星的木条插入此中,木条复燃。

高中化学守恒法解计算题

高中化学守恒法解计算题

1、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是(全国高考题)A.NO2B.NOC.N2OD.N2【解析】:根据题意:2R-→2R(+x价),↑2x 价HNO3-→N(y价)↓5-y价根据得失电子守恒,有2x=5-y讨论:金属为+1价时,N为+3,不合题意;金属为+2价时,氮为+1价,选C;金属为+3,则氮为-1价(不合题意)。

只有C正确。

2.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到1.12L(标准状况)。

则所消耗硝酸的物质的量是(上海高考题)A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol【解析】作为选择题,用守恒法方便快捷。

消耗的硝酸可以分为被还原的硝酸和起酸的作用的硝酸:铜消耗的硝酸=n(Cu)×2+n(NOx)n(Cu)=1.92÷64=0.03mol n(NOx)=1.12÷22.4=0.05mol;Cu~2HNO3~Cu(NO3)2(起酸的作用的硝酸为0.06mol)0.030.06HNO3~NOx(被还原的硝酸为0.05mol)0.05mol0.05mol所以n(HNO₃)总消耗=0.03×2+0.05=0.11mol,选B。

3.【练习】14g铜银合金与足量某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12L氧气(标况)混合,通入水中恰好全部被吸收,则合金中铜的质量是()A.9.6gB.6.4gC.3.2gD.1.6g【分析】:不必写出化学方程式,Cu,Ag与硝酸反应失去电子,HNO3得到电子生成NO2或NO,NO2或NO又与O2、H2O发生反应,Cu,Ag失去的电子=HNO3生成NOx得到的电子,NOx失去的电子=O2得到的电子,所以O2得到的电子=n(O2)×4=(1.12/22.4)×4=0.2mol设Cu、Ag的物质的量为x,y,则64x+108y=14(铜银的总质量)2x+y=0.2(铜银失去的电子)联立以上方程组,解之,得:x=0.05mol,则Cu的质量为3.2g,选C。

守恒法在硝酸与金属的氧化还原反应中的应用

守恒法在硝酸与金属的氧化还原反应中的应用

守恒法在硝酸与金属的氧化还原反应中的应用刘㊀娟(江苏省射阳中学ꎬ江苏盐城224300)摘㊀要:硝酸与金属的氧化还原反应是高中化学教学中的重要教学组成部分ꎬ也是历年来化学高考中重要的知识点.而用守恒法解决化学计算题ꎬ有助于拓展学生的解题思路ꎬ对计算过程进行了简单化处理ꎬ能帮助学生更好地解题和掌握知识点.基于此ꎬ针对守恒法在硝酸与金属的氧化还原反应中的应用展开了分析和探讨.关键词:守恒法ꎻ硝酸与金属的氧化还原ꎻ高中化学中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)19-0132-03收稿日期:2023-04-05作者简介:刘娟(1982.4-)ꎬ女ꎬ江苏省宿迁人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀守恒法是利用化学反应前后某些量的等量关系ꎬ如原子守恒㊁电子守恒㊁电荷守恒等构建方程式ꎬ进而分析得到正确答案的一种解题方法.守恒法作为高中化学计算过程中的重要解题方法ꎬ也是高考中常考的基础知识点ꎬ尤其常见于金属与酸的氧化还原反应中.基于此ꎬ本文以常见的铜与硝酸反应为例ꎬ讨论守恒法在金属与硝酸的氧化还原反应中的实际应用[1].1解题思路1.1原子守恒法反应前所有的N只存在于HNO3中ꎬ反应后含N的物质包括HNO3的还原产物(假设有NO2㊁NO)和Cu(NO3)2ꎬ若HNO3过量ꎬ则过量HNO3中也含有Nꎬ则有n(N)=n(NO2)+n(NO)+2nCu(NO3)2[]+n(HNO3)(N原子守恒)1.2电子守恒法在氧化还原反应中失去电子的是参加反应的CuꎬCu-2e- Cu2+ꎻ得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2㊁NO)ꎬNO-3+e-ңNO2㊁NO-3+3e-ңNO.根据得失电子守恒的定律ꎬ则有2n(Cu)=n(NO2)+3n(NO).若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中ꎬ氮的氧化物完全生成硝酸ꎬ由于开始反应物为硝酸ꎬ中间生成了氮的氧化物ꎬ但最终又变回了硝酸ꎬ所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到ꎬ则有2n(Cu)=n(O2).1.3电荷守恒法在Cu与HNO3反应后的溶液中ꎬ若HNO3不过量ꎬ阳离子只有Cu2+ꎬ阴离子只有NO-3(不考虑H2O电离出的极少量的H+和OH-)ꎻ若HNO3过量ꎬ溶液中的阳离子有Cu2+和H+ꎬ阴离子只有NO-3.则有:(1)若HNO3不过量:n(NO-3)=2n(Cu2+)ꎻ231(2)若HNO3过量:n(NO-3)=2n(Cu2+)+n(H+).㊀1.4离子方程式计算法金属与硫酸㊁硝酸的混合酸反应时ꎬ由于硝酸盐中NO-3在硫酸提供H+的条件下能继续与金属反应ꎬ所以面对此类题目时ꎬ可以通过离子方程式来计算:3Cu+8H++2NO-3 3Cu2++2NOʏ+4H2O.计算时先通过离子方程式ꎬ判断酸和金属是否过量ꎬ然后根据完全反应的标准进行相关计算.在计算时ꎬ要记得电荷守恒这一规律[2].2实例分析例题1㊀将Fe粉与Cu粉的混合物均分四等份ꎬ各自添加相同浓度的HNO3ꎬ等到充分反应之后ꎬ在标准状况下生成的NO的体积与剩余金属的质量见表1(假定硝酸的还原产物仅有NO).表1㊀标准状况下生成的NO的体积与剩余金属的质量编号①②③④稀硝酸体积/mL100200300400剩余金属/g18.09.600NO体积/mL224044806720V㊀㊀则下列选项中错误的是(㊀㊀).A.①中溶解了8.4gFeB.原混合物总质量为105.6gC.硝酸的浓度为4mol/LD.④中V=6720mL解析㊀A选项:①②有金属剩余ꎬ①②反应结束溶液中铁元素以Fe2+的形式存在ꎬ②在①的基础上反应ꎬ又加入100mL的硝酸ꎬ消耗金属的质量为18g-9.6g=8.4gꎬ产生的气体体积为4480mL-2240mL=2240mLꎬ即n(NO)=0.1molꎬ根据3M+8HNO3(稀)=3M(NO3)2+2NOʏ+4H2Oꎬ此时消耗金属的物质的量为3ˑ0.1molː2=0.15molꎬM的摩尔质量为8.4gː0.15mol=56g/molꎬ①②之间消耗的铁ꎬ即①消耗的是铁ꎬA不符合题意ꎻB选项:根据A的分析ꎬ消耗100mL的硝酸ꎬ消耗8.4g的Feꎬ因此一份合金的质量为18g+8.4g=26.4gꎬ即原混合物总质量为4ˑ26.4g=105.6gꎬB不符合题意ꎻC选项:根据A的分析ꎬ100mL溶液中含硝酸物质的量为8ˑ0.1molː2=0.4molꎬ则硝酸的浓度为0.4molː0.1L=4mol/LꎬC不符合题意ꎻD选项:③在②的基础上100mL稀硝酸消耗9.6g的金属ꎬ产生6720mL-4480mL=2240mL的NOꎬ即0.1mol的NOꎬ按照化学方程式消耗金属的物质的量为0.15molꎬM的摩尔质量为9.6gː0.15mol=64g mol-1ꎬ即9.6g金属为Cuꎬ从上述分析②中只消耗的是Feꎬ铜没有参加反应ꎬ此时铁元素以Fe2+形式存在ꎬ其物质的量为4480ˑ10-3Lː22.4L mol-1ˑ3ː2=0.3molꎬ④在③的基础上增加了100mL的硝酸ꎬ并将Fe2+氧化成Fe3+ꎬ因此根据离子方程式:3Fe2++4H++NO-3 3Fe3++NOʏ+2H2O可以找到比例关系ꎬ从而得出反应又生成了0.1molNOꎬV(NO)=0.1molˑ22.4L/mol=2.24Lꎬ因此V=6720mL+2240mL=8960mLꎬD选项错误.答案为D.例题2㊀在工业领域ꎬ由含铜废料(包括Cu㊁CuS㊁CuSO4等)制得硝酸铜晶体的步骤如图1所示.㊀图1㊀制备硝酸铜的流程(1) 焙烧 在600ħ时进行ꎬ写出CuS转化为CuO与SO4的化学式:.(2)写出 酸化 时反应的离子方程式. (3) 淘洗 所用的溶液可以是(填字母).A.稀硫酸㊀㊀㊀㊀B.浓硫酸331C.稀硝酸D.浓硝酸(4) 反应 这一环节选择的试剂为20%HNO3与10%H2O2ꎬ反应环节不会出现红棕色气体ꎬ该反应的化学方程式为:.(5)根据图2分析从 反应 所得溶液中析出Cu(NO3)2 3H2O的方法为.图2㊀硝酸铜晶体的溶解度分析㊀在工业领域ꎬ由含铜废料(带有Cu㊁CuS㊁CuSO4等)制备硝酸铜晶体ꎬ废料进入空气焙烧后铜制得氧化铜ꎬ硫化铜转换成CuO与SO2ꎬ添加硫酸酸化形成硫酸铜ꎬ添加过量的铁发生置换反应产生铜ꎬ通过过滤后产生滤渣铁与铜ꎬ经过冷水淘洗后添加20%HNO3与10%H2O2发生反应ꎬ蒸发浓缩ꎬ降温到略超过26.4ħ出现结晶现象ꎬ由 反应 所得溶液中产生Cu(NO3)2 3H2O.解析㊀(1)CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2ꎬ反应的化学方程式为:2CuS+3O2600ħ2CuO+2SO2故答案为:2CuS+3O2600ħ2CuO+2SO2(2)废料进入空气焙烧后铜产生氧化铜ꎬ硫化铜转换成成CuO和SO2ꎬ加入硫酸酸化生成硫酸铜ꎬ反应化学方程式为:CuO+H2SO4 CuSO4+H2O离子方程式为:CuO+2H+ Cu2++H2O故答案为:CuO+2H+ Cu2++H2O(3)淘洗添加的酸应不具备强氧化性ꎬ不然就会使铜不断溶解.A.稀硫酸ꎬ无法与铜反应ꎬ所以选择AꎻB.浓硫酸与铜常温条件下不会发生任何反应ꎬ但遇到水溶解释放很多热ꎬ浓硫酸将与铜发生反应ꎬ所以不选BꎻC.稀硝酸具备氧化性ꎬ会使铜发生氧化反应ꎬ所以不选CꎻD.浓硝酸能与铜进行反应ꎬ所以不选D.因此最终答案是:A(4) 反应 这一步骤选择的试剂为20%HNO3与10%H2O2ꎬ硝酸作酸性条件ꎬ过氧化氢作为氧化剂ꎬ氧化铜生成硝酸铜ꎬ反应的化学方程式是:Cu+H2O2+2HNO3 Cu(NO3)2+2H2O所以ꎬ最终答案是:Cu+H2O2+2HNO3 Cu(NO3)2+2H2O(5)由图像中结晶水合物的溶解度随着温度变化曲线能够发现ꎬ温度超过26.4ħ由 反应 所得溶液里产生Cu(NO3)2 3H2Oꎬ所得溶液里产生的Cu(NO3)2 3H2O方法为:蒸发浓缩ꎬ降温到略超过26.4ħ出现结晶现象ꎬ所以答案是:蒸发浓缩ꎬ降温到略超过26.4ħ时出现结晶现象[3].总的来说ꎬ金属与硝酸的氧化还原反应作为高中化学中的常考题型ꎬ学生一定要灵活把握题目中的关键信息ꎬ抓住反应过程中的始态和终态ꎬ巧借守恒法构建等量关系ꎬ从而找到解题突破口.参考文献:[1]张宝.金属与硝酸反应解法探究[J].文存阅刊ꎬ2018(15):70.[2]陈善佐.高中化学解题中守恒法的运用研究[J].数理化解题研究ꎬ2020(10):128-130.[3]曹永霞.巧用守恒法速解化学题[J].数理化学习(高一二版)ꎬ2019(7):61-63.[责任编辑:季春阳]431。

大题专项练之氧化还原反应中有关的守恒计算

大题专项练之氧化还原反应中有关的守恒计算

高中涉及的守恒计算一、守恒“守恒"是化学中的一个永恒规律,在氧化还原反应中常涉及的守恒有:(1)电子守恒:电子守恒是指氧化剂得到电子的物质的量(或个数)和还原剂失去电子的物质的量(或个数)相等,即反应前后氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数.(2)质量守恒;质量守恒是指氧化还原反应中反应前后各元素的种类和相应的原子个数不变.(3)电荷守恒电荷守恒是指在离子反应中,所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数,即溶液呈电中性。

二、方法对氧化还原反应的有关计算应根据化合价的变化,理清氧化和还原两条线索,以得失电子守恒为切入点,并结合化学方程式和质量守恒列式求解。

对于过程相对复杂的氧化还原反应,(连续反应或多个反应并列发生)的计算,可以通过分析反应前后,始终两态涉及的所有物质,找出所有起始物质到终了物质中化合价发生变化的元素,根据化合价升高总数和化合价降低总数相等列式求解,简化解题步骤。

三、守恒法解题的思维流程(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

(2)找准一个原子或离子得失电子数。

(注意化学式中粒子的个数)(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)。

【1】在一定条件下的硝酸铵受热分解的未配平的化学方程式为()NH4NO3HNO3+ N2↑+ H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为:A. 5 : 3B。

5 : 4 C。

1 : 1 D。

3 :5【2】12 mL浓度为0.1 mol//L的Na2SO3溶液,恰好与10 mL浓度为0.04 mol//L的K2Cr2O7溶液,完全反应,通过计算确定Cr元素在还原产物中的化合价。

【3】含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。

下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是()A.x=0。

高中化学计算——守恒法

高中化学计算——守恒法

1. 元素守恒:[例1] 粗盐中含有、、等杂质,取粗盐溶于水过滤除去不溶物,向滤液中依次加入过量的①的氢氧化钠溶液;②固体氯化钡;③的碳酸钠溶液,发现白色沉淀逐渐增多,过滤除去沉淀物,再加入过量的盐酸,使溶液呈酸性,加热蒸发得晶体,求粗盐中含的质量分数。

解析:来自两方面:粗盐中原有,除杂过程中产生的。

根据守恒可知,后者可由加入的和来确定,即除杂中生成的为:。

所以粗盐中为:答案:[例2] 现有和组成的混合气体,欲用溶液,使该混合气体全部转化成盐进入溶液,使混合气体全部转化成盐进入溶液,需用溶液的体积是()A. B. C. D.解析:与溶液的反应为:在足量的时,混合气体可全部被吸收转化成盐和。

我们不必设多个未知数,只要认真观察两种盐的化学式会发现:元素和元素的物质的量之比为,由氮原子物质的量即为所需的物质的量:∴答案:D2. 电荷守恒:[例3] 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在,浓度为盐酸溶液中,以的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为,求镁带物质的量。

解析:化学反应方程式为:我们用流程图来表示会更清晰一些:在溶液A中的阴离子为、阳离子为、、,根据电荷守恒有:答案:镁带物质的量为:。

3. 正、负化合价总数相等:[例4] 向一定量的、、的混合物中,加入的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出(标况)的气体,所得溶液中加入溶液无血红色出现,若用足量的在高温下还原相同质量的此混合物,能得到的铁的质量为()A. B. C. D. 无法计算解析:最后溶液中溶质全部是,由化合价可知:∴答案:C4. 得失电子相等(守恒):[例5] 将的跟足量稀反应,生成、、和,则参加反应的中被还原的的物质的量是()A. B.C. D.解析:由反应物、生成物可知:失为:失:失得为:,得根据得、失数相等,有:答案:C5. 综合守恒:[例6] 取钠、钙各一小块,投入适量水中,反应完毕时只收集到(标准状况)。

化学计算方法之电子得失守恒法

化学计算方法之电子得失守恒法

化学计算方法之电子得失守恒法
高中学习了氧化还原反应以后我们了解到氧化还原反
应时有电子的得与失,而且氧化剂得电子的数目和还原剂失电子的数目是相等的,通常得失电子守恒可以帮助我们确定反应物、产物的量、化学计量数、构成等式计算结果等等。

利用电子得失守恒法解题思路清晰,步骤简捷,快速准确有效。

例如:3.84克铁和氧化铁的混和物溶于过量的盐酸,产生0.672L氢气(标况),若反应后溶液中无Fe3+,求氧化铁的质量?
读完这道题第一反应当然是把本题涉及的三个化学方程式
都写出来,然后根据已知信息逐步推倒,当然也一定能得出正确结果但是显得比较繁琐,我们可以这样来考虑:
设:Fe2O3的质量为mg,则Fe的质量为(3.84-m)g
整个过程只有铁失去电子,最终的产物为Fe2+,那么失去的电子数目为:[(3.84-m)/56]×2mol
那么电子被谁得到了呢?分析可得被H+和Fe3+得到了电子,
H+得到的电子数目为:(0.672L/22.4)×2mol
Fe3+得到的电子数目为:(m/160)×2 mol
根据得失电子数目相等可以得出下面等式:
[(3.84-m)/56]×2mol=(0.672/22.4) ×2mol+( m /160)×2
mol
解得:m=1.6g。

高中化学利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题

高中化学利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题

高中化学利用电子守恒原理速解氧化还原反应习题众所周知,在氧化还原反应中,一种物质获得(或吸引)的电子数等于另一种物质失去(或偏离)的电子数,即在氧化还原反应中,得失电子数守恒。

利用得失电子守恒来建立等式是快速解决氧化还原反应计算题的基本方法。

下面通过几个例题,谈谈电子守恒法在氧化还原反应计算中的应用。

电子守恒法的理论基础:氧化剂获得的电子总数==还原剂损失的电子总数氧化剂化合价降低总数==还原剂化合价升高总数例1。

(2001年高考试题)众所周知,在酸性溶液中,当下列物质氧化Ki时,它们的变化如下:fe3+→fe2+;mno4-→mn2+;cl2→2cl-;hno3→no如果分别用相同数量的这些物质氧化足够的ki,最多的I2是()a.fe3+b.mno4-c.cl2d hno3例题2.(2021年江苏高考题)在一定条件下,ro3n-和氟气可发生如下反应:ro3n-+f2+2oh-=ro4-+2f-+h2o从而可知在ro3n-中,元素r的化合价是()a.+4b.+5c.+6d.+7例30.3 MolCu2S与足够的硝酸反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水,则参与反应的硝酸中还原硝酸的量为()a.0.9mol B 1mol C。

1.2倍。

2.2mol【例4】(2021年上海卷)clo2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保组织的要求clo2将逐渐取代cl2成为生产自来水的消毒剂,工业上clo2常用naclo3和na2so3溶液混合并加h2so4酸化后反应制得,在以上反应中naclo3和na2so3的物质的量之比为()【例5】(1997年上海高考试题)在一定温度下,将Cl2引入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO 3的混合溶液。

测定后,ClO-与ClO3-的浓度比为1:3,然后为Cl21当与NaOH溶液反应时,还原氯与氧化氯的比率为()a.21∶ 5B 11∶3c。

3.∶1d。

4.∶1.例6、用两支惰性电极插入500mlagno3溶液中,通电电解,当电解液的ph从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有h2析出,且电解前后溶液体积不变),电极上应析出银的质量是?【例7】(1997年高考试题)当一种金属单质与一定浓度的硝酸反应时,假设只生成一种还原产物。

高中化学高考总复习----守恒法在化学计算中的应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)

高中化学高考总复习----守恒法在化学计算中的应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
【答案】2:5(解析见高清) 例 2、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 mol· L-1 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 2.70mol·L-1 的 NaOH(aq)体积是________。
A 0.2mol L-1
B 0.4mol L-1
C 0.8mol L-1
D 1.6mol L-1
【答案】C
【变式 5】将一定质量的镁铝合金投入到 250ml 4mol/L 的盐酸中,金属完全溶解后,再
加入 2mol/L 的 NaOH 溶液,若要生成的沉淀最多,加入的这种氢氧化钠溶液的体积是
()
Байду номын сангаас
A、250mL
【总结升华】本题应抓住混合物中 Na2S 、Na2SO3 、Na2SO4 三者均含“Na2S”的特 点,Na、S 两元素个数比均为 2:1,故不论三者比例如何混合物中 Na、S 两元素个数比 均为 2:1。 举一反三: 【变式 1】C2H4 、C3H8O 、C6H12 混合物中,C 元素的质量分数为 a%,求 O 元素的质量分数。
【答案】(1—a%×7/6)×8/9 【解析】将 C3H8O 改为 C3H6 ▪ H2O,(1—a%×7/6)代表含“H2O”量。
【变式 2】甲醛,乙醛,丙醛组成的混和物中,氢元素占质量百分组成为 9%,则混和物
中氧元素占质量百分组成为
A. 37%
B. 16%
C. 6.6% D.无法确定
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高中化学守恒法例题
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NO
2、O
2、NH3的混合气体 L 通过稀H2SO4后,溶液质量增加 g ,气体体积缩小为 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
A 、
B、
C、
D、
[解析]将混合气体通过稀H2SO4后,NH3被吸收。

NH3+H2O==NH3·H2O2NH3·H2O+H2SO4==2SO4+2H2O
而NO2和O2与水接触发生如下反应:
3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应①
2NO+O2==2NO2 反应②
生成的NO2再与水反应:3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应③
上述反应①、②属于循环反应,可将反应①×2+反应②,消去中间产物NO ,得出:4NO2+ O2+2H2O ==4HNO3 反应④如果反应④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③知,剩余气体为NO ,其体积在标准状况下为 L,其质量为m。

m==n·M== V ×30 g/mol== ×30 g/mol == g
由质量守恒定律,混合气体的质量m 为:m== g+ g== g
V ==26而混合气体的物质的量n ,n== 、88 L == mol
//由摩尔质量M 计算公式:M== == g == g/mol
//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 g FeC2O4 隔绝空气加热使之分解,最终可得到
g铁的氧化物,则该铁的氧化物组成可能为
A 、FeO
B、Fe3O4
C、FeO ·Fe3O4
D、Fe2O3
[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==56 ?14 、4 g == 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。

由“质量守恒法”,在FexO4中m仍为 g ,则m== g- g== g。

据物质的量与质量、摩尔质量之间公式 m ,又据 n1
N256?12?2?16?4
nM56g/mol4则 ? ? ? ,答案为C 。

M16g/mol
1。

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