化学计算中的守恒法

化学计算中的守恒法

发表时间：2012-04-20T16:15:09.530Z 来源：《学习方法报·理化教研周刊》2012年第41期供稿作者：丁国照[导读] 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。

四川省乐至中学丁国照

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，既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，如质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，常能简化解题步骤、准确快速解题，收到事半功倍的效果。

1. 电荷（得失电子）守恒

电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混合物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。另外，在氧化还原反应中，最基本的规律之一就是得失电子守恒，即氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子总数。例 1 某溶液中仅含有Na+、Mg2+、SO42-、Cl- 四种离子，其中三种离子个数之比满足下列关系式：Na+︰Mg2+︰Cl- ＝4︰5︰8。若设Na+ 个数为4n，则SO42- 个数可能为（）。

A．2n B．3n C．6n D．8n 解析在电解质溶液中，所有阳离子带的正电荷总数和所有阴离子带的负电荷总数相等，即正负电荷总数守恒。根据题给的三种离子个数比可知，当Na+ 个数为4n时，则Mg2+、Cl- 个数分别为5n、8n，若设SO42- 个数为xn，则根据电荷守恒可得：4n＋2×5n＝8n＋2xn 解得：x＝3。答案选B。

2. 质量守恒

质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。例 2 将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12 L(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是（）。

A. 0.12 mol

B. 0.11 mol

C. 0.09 mol

D. 0.08 mol 解析无论金属 Cu 与浓硝酸反应的还原产物是 NO 还是 NO2 ，但是每摩尔气体中均含有1 mol N原子，HNO3 与 Cu反应生成的盐为Cu(NO3)2，n(Cu2+)︰n(NO3-)＝1︰2，根据氮原子守恒可求出所消耗HNO3的物质的量，如无特别强调，一般不考虑N2O4的存在，被消耗的HNO3为：

答案选 B。

3. 元素守恒法

元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量和质量也不变。例 3 在标准状况下，某气态烷烃和含有一个双键的烯烃组成的混合气体2.24 L，完全燃烧后产生的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重4.05 g，剩余气体通过碱石灰，碱石灰增重6.60 g；另取相同状况下2.24 L该混合气体通入溴水，溴水增重1.05 g，求混合气体的组成。

例 4 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知含水7.62%、K2CO3 2.38%、KOH 90%，若将此样品1 g加入到46.00 mL的1 mol/L 盐酸中，过量的酸再用1.07 mol/L 的KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？解析题中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl－全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中Cl－守恒，即n(KCl)＝n(HCl)。

故，m(KCl)＝0.046 L×1 mol/L×74.5 g/mol＝3.427 g