8守恒思想在化学中的应用——守恒法解题技巧

8守恒思想在化学中的应用——守恒法解题技巧

当物质之间发生化学反应时，其实质就是原子之间的化分和化合，即可推知某种元素的原子无论是在哪种物质中，反应前后其质量及物质的量都不会改变，即质量守恒；在化合物中，阴、阳离子所带电荷总数相等，即电荷守恒；在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，即得失电子守恒；在组成的各类化合物中，元素的正、负化合价总数的绝对值相等，即化合价守恒。

守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是高考试题中应用最多的方法之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。

1．质量守恒法

质量守恒定律表示：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成物的各物质的质量总和。依据该定律和有关情况，可得出下列等式：

(1)反应物的质量之和＝产物的质量之和。

(2)反应物减少的总质量＝产物增加的总质量。

(3)溶液在稀释或浓缩过程中，原溶质质量＝稀释或浓缩后溶质质量(溶质不挥发)。

典例导悟1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质量恰好相等，则合金中铝的质量分数为()

A．60% B．50% C．40% D．30%

听课记录：

2．原子守恒法

从本质上讲，原子守恒和质量守恒是一致的，原子守恒的结果即质量守恒。

典例导悟238.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是()

A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol

C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol

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3．电荷守恒法

在电解质溶液或离子化合物中，所含阴、阳离子的电荷数相等，即：

阳离子的物质的量×阳离子的电荷数＝阴离子的物质的量×阴离子的电荷数，由此可得：(1)在离子化合物中，阴、阳离子的电荷数相等；(2)在电解质溶液里，阴、阳离子的电荷数相等。

典例导悟3某硫酸铝和硫酸镁的混合液中，c(Mg2＋)＝2 mol·L－1，c(SO2－4)＝6.5 mol·L－1，若将200 mL的此混合液中的Mg2＋和Al3＋分离，至少应加入1.6 mol·L－1的苛性钠溶液()

A．0.5 L B．1.625 L C．1.8 L D．2 L

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4．电子守恒法

(1)基本内容

在氧化还原反应中最本质的问题是电子转移，表现在氧化还原反应的特征上是元素化合价的变化，因此产生了对氧化还原反应定量研究的依据。

①电子守恒：在一个氧化还原反应中氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。

②化合价守恒：有关元素化合价升高总数等于另一些有关元素化合价降低总数。

(2)主要应用

配平有关的化学方程式的步骤：

典例导悟4某反应体系中的物质有：NaOH、Au 2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。

(1)请将Au2O3之外的反应物与生成物分别填入以下空格内。

Au2O3＋＋―→＋＋

(2)反应中，被还原的元素是________，还原剂是____________________________。

(3)将氧化剂与还原剂填入下列空格中，并标出电子转移的方向和数目。

＋＋……

(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹的“脱氯剂”，Na2S2O3和Cl2反应的产物是H2SO4、NaCl和HCl，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为________。

听课记录：

(3)有关计算

典例导悟5Na 2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2S x与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为()

A．2B．3C．4D．5 听课记录：

典例导悟6某反应可表示为：m M＋n H＋＋O2===x M2＋＋y H2O，则x值为()

A 2 B．4 C．6 D．9

听课记录：

5．体积守恒法

在有的化学反应中，反应前、后气态物质的物质的量不变，即在相同的条件下，反应前、后气体的体积守恒。

典例导悟7二硫化碳在氧气里燃烧生成CO2和SO2，将0.228 g CS2在448 mL O2(标准状况)中燃烧，将燃烧后的混合气体恢复到标准状况，其体积为()

A．224 mL B．112 mL

C．448 mL D．336 mL

听课记录：

在电解质溶液的分析中，还用到物料守恒、质子守恒等，它们的实质都是质量守恒或原子守恒。

1．已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22，在反应X＋2Y===2Q＋R中，当1.6 g X与Y 完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为() A．23∶9 B．32∶9 C．46∶9 D．16∶9 2．某非金属单质A和氧气发生化合反应生成B。B为气体，其体积是反应掉氧气体积的两倍(同温、同压)。以下对B的分子组成的推测一定正确的是()

A．有1个氧原子B．有2个氧原子

C．有1个A原子D．有2个A原子

3．由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其pH＝1，c(Al3＋)＝0.4 mol·L－1，c(SO2－4)＝0.8 mol·L－1，则c(K＋)为()

A．0.15 mol·L－1B．0.2 mol·L－1

C．0.3 mol·L－1D．0.4 mol·L－1

4．用石墨电极电解CuSO4溶液，当阴极质量增加6.4 g时，阳极上产生的气体在标准状况下的体积是()

A．1.12 L B．2.24 L

C．4.48 L D．0.56 L

5.配平以下两个化学方程式。

(1)__Na2SO3＋__Na2S＋__H2SO4——__Na2SO4＋__S＋__H2O

(2)__KMnO4＋__HCl——__KCl＋__MnCl2＋__Cl2↑＋__H2O