高中化学守恒法

浓度×阳离子的价数) = Σ(阴离子的物质的量浓度×阴离子
的价数)。
【典例导悟】 在无土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl、16 mol KCl 和24molK2SO4的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种
固体为原料来配制，三者的物质的量依次是（单位为mol）
A．2、64、24 C．32、50、12
守
恒
法
所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系 如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据，寻找化
学式中正负化合价总数绝对值相等；复分解反应中阴阳离子
所带正负电荷总量相等；氧化还原反应中氧化剂与还原剂得 失电子总数相等；几个连续或平行反应前后某种微粒的物质 的量相等作为解题的基本思路。
运用守恒法解题既可使繁乱的问题化难为易，又可使复杂的
计算化繁为简，从而提高解题的速度，提高解题的准确度。 中学化学计算中常见的守恒问题有如下几种情况： （1）电荷守恒 （2）电子守恒
（3）质量守恒
一、电荷守恒
【理论阐释】 电解质溶液总是呈电中性，从而利用电解质溶液中的阳 离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等来进 行解题。即：Σ(阳离子的物质的量×阳离子的价数) = Σ(阴 离子的物质的量×阴离子的价数 ) ；或 Σ( 阳离子的物质的量
=66（mol），SO42—：24mol。选项B，NH4+：2+24×2=50(mol)，
K+：64mol、Cl—：64+2=66（mol），SO42—：24mol，与题干相符， 选项B正确。 答案：B
二、电子守恒Leabharlann Baidu
【理论阐释】
氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂得到的电子总数
等于还原剂失去的电子总数。
【典例导悟】 (NH4)2CO3溶液中存在_______种粒子。试完成下列问题：
（1）根据电荷守恒，写出一个用离子浓度表示的等
式： ；
（2）根据水的电离，写出一个含有c(H+)和c(OH-)的等 式： ；
（3）根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有 c(NH4+)和c(CO32-)的等式： 。
【典例导悟】
38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体
22.4mL(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是 A．1.0×10-3mol C．2.2×10-3 mol B．1.6×10-3 mol D．2.0×10-3 mol
【解析】这是利用原子个数守恒进行计算的范例。根据参加反应 的HNO3一部分生成Cu（NO3）2，另一部分变成NO2或NO。利 用反应前后的N原子守恒，可以轻松求解。HNO3与Cu反应，一 部分起酸的作用，即生成Cu(NO3)2用去硝酸 = 2n (Cu) = mol×2=1.2×10—3mol；另一部分HNO3起氧化作
B．64、2、24 D．16、50、24
【解析】先求出需配制营养液中所需NH4+、K+、Cl—、SO42—、物
质的量，再用同样的方法求出选项中所提供的物质中所含NH4+、
K+、Cl—、SO42—物质的量。若与题干中的数值一致，即为选项。 如题干中NH4+ 50 mol；K+：16+24×2=64（mol）；Cl—：50+16
＋2c(H2CO3)
（2）有关溶液的质子守恒 水电离出的c(H+)=c(OH-)。 ① 强酸弱碱盐溶液中：c(H+)=c(OH-)＋c(被弱碱阳离子结合 的OH-)。 ② 强碱弱酸盐溶液中：c(OH-)=c(H+)＋c(被弱酸根结合的H+)。 如Na2CO3 溶液中c(OH-) == c(H+)＋c(HCO3-)＋2(H2CO3)。
【解析】(NH4)2CO3溶液中存在以下几种水解和电离方程式：
(NH4)2CO3====2NH4+＋CO32H2O H+＋OHNH3· H2O＋H+ HCO3-＋OHH2CO3＋OHNH4+＋H2O CO32-＋H2O HCO3-＋H2O
以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。 虽然NH4+与CO32-的水解能够相互促进，但不够剧烈，故水解
【理论阐释】 质量守恒普遍存在于整个物理、化学变化过程中（核反应除 外），如反应前后物质的质量守恒，溶液稀释与混合时溶质 的质量守恒等。若在复杂的变化过程中，能充分利用某些元 素原子的物质的量守恒解题，不仅思路清晰，而且计算简便。
（1）系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。
以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关联的某些物质的数 量(或质量)。如Na2CO3溶液中c(Na+)====2c(CO32-)＋2(HCO3-)
用，不管生成的22.4mL气体为何成分，都是HNO3的还原产物，
且有HNO3~NO，HNO3~NO2，所以起氧化作用的HNO3为
mol =1×10—3mol，故共消耗HNO3 的物质的量为：
1.2×10—3mol + 1×10—3mol = 2.2×10-3mol。以此得答案为C。
答案： C
三、质量守恒
数可以用浓度形式表示为：c(OH-)＋c(NH3· H2O)。
（3）(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原
子，有的存在于NH4+中，有的存在于NH3· H2O中，其总数以 浓度形式可表示为：c(NH4+)＋c(NH3· H2O)。(NH4)2CO3中的 C原子，有的存在于CO32-中，有的存在于HCO3-中，还有的 存在于H2CO3中，其总数以浓度形式可表示为：c(CO32-)＋
c(HCO3-)＋c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。
答案：8 （1）c(NH4+)＋c(H+)====c(OH-)＋c(HCO3-)＋2c(CO32-)
（2）c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)====c(OH-) ＋c(NH3· H2O)
（3）c(NH4+)＋c(NH3· H2O)====2c(CO32-)＋2c(HCO3-)＋2c(H2CO3)
反应不能进行到底。
（1）由于1个CO32-带2个负电荷，即c(CO32-)所带负电荷可表示
为：2c(CO32-)，根据正负电荷总数相等可得答案。 （2）水电离出的H+与OH-是相等的，但水电离出的H+不全部独 立的存在于溶液中，有的存在于HCO3-中，有的存在于H2CO3， 故由水电离出的H+总数可以浓度形式表示为：c(H+)＋c(HCO3-) ＋2c(H2CO3)。同样，水电离出的OH-也不全部独立存在于溶液 中，有的被NH4+俘获存在于NH3· H2O中，被NH4+俘获的OH-数 与它们结合生成的NH3· H2O数是相等的，故由水电离出的OH-总