守恒法在中学化学学习中的“妙用”

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1、守恒法在中学化学学习中的“妙用”　　守恒法就是以化学反应中存在的某些守恒关系作为依据，将问题化繁为简的一种解题方法。在化学计算或电解质溶液中微粒浓度定量关系中若能抓住诸多变化中的不变量建立守恒关系，则可达到巧解、快解的效果，既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题速度，又可避免在复杂的解题背景下寻找关系式，提高解题的准确度。特别是得失电子守恒在化学计算中应用更为广泛，而电荷守恒和物料守恒在比较电解质溶液中微粒浓度定量关系时不可缺少。　　常见的守恒关系如下：　　1.电荷守恒：在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，溶液呈电中性。该法常用于溶液中已知多种离

2、子的物质的量（或浓度）计算某一离子的物质的量（或浓度）或确定盐溶液中离子浓度的大小关系等。　　2.电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，即得失电子守恒。该法常用于氧化还原反应、原电池、电解池的计算等。　　3.原子（物料）守恒法：在一些复杂多步的化学反应过程中，虽然发生的化学反应较多，但某些原子的物质的量始终没有发生变化，整个过程中原子守恒。该法常用于复杂的多步化学反应的计算或判断溶液中离子浓度关系等。　　4.质子守恒：适用于电解质水溶液某些微粒浓度定量关系，可由相应的电荷守恒等式与物料守恒等式推导得到。　　一、守恒法在化学计算中的

3、应用　　1.化学计算中的电荷守恒　　例1某实验小组收集到一份酸雨样品，测出相关的离子浓度如下表。则该酸雨的pH是（）。　　Cl-　　SO2-4　　NO-3　　Na+　　K+　　10-3mol/L　　0.1　　1.0　　2.0　　2.0　　2.0　　A.1B.3C.4D.5　　解析根据电荷守恒原理：c（H+）=阴离子带的负电荷总浓度―阳离子带的正电荷总浓度=（0.1×1+1.0×2+2.0×1-2.0×1-2.0×1）×10-3=1.0×10-4mol/L。即pH=4.答案C.（注意题中给的单位数量级）　　解题关键抓住电荷守恒原理，理出溶液中的阳离子和阴离子；注意离

4、子带的电荷数。　　应用练习1在c（SO2-4）=4.0mol/L的　　Al2（SO4）3、K2SO4、KAl（SO4）2混合溶液中加入2mol/L的Ba（OH）2溶液2L时得到沉淀的质量为最大值。则原溶液中的c（K+）为（）。　　A.5mol/LB.3mol/L　　C.6mol/LD.1mol/L　　提示沉淀质量最大值时Al3+以什么形式存在是关键，认真分析。　　（应用规律自主解决。答案A。）　　2.化学计算中的得失电子守恒　　例2在3BrF3+5H2OHBrO3+O2↑+Br2+9HF中，若有5mol水参加反应，则被水还原的BrF3的物质的量是（）。　　A.3m

5、olB.103molC.43molD.2mol　　解析2mol水被氧化生成1mol氧气，水失去电子的物质的量为4mol，BrF3中Br的化合价从+3降为0价，每摩尔BrF3作氧化剂时得3mol电子，以此根据得失电子守恒即可求得被2mol水还原的BrF3为43mol，故正确答案为C。　　解?}关键抓住参加氧化还原反应的元素之间的得失电子守恒列式解题。注意化合价的变化和参加氧化还原反应的的原子个数。　　应用练习2物质的量之比2∶5的锌与稀HNO3反应，若硝酸的还原产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是（）。　　

6、A.1∶4B.1∶5C.2∶3D.2∶5　　（应用规律自主解决，答案：A）　　3.原子（物料）守恒在化学计算中　　例3将3.6g铁铜混合粉末投入100mL　　cmol/L的稀硝酸中，金属粉末与硝酸恰好完全反应，还原产物只有NO，向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量为4.8g，则c值不可能为（）。　　A.1.2B.1.5C.2.0D.1.95　　解析该题的关键是铁与稀硝酸反应的产物，产物不同消耗的硝酸的量不同；当铁完全生成　　Fe（NO3）2时c值为最小值；当铁完全生成Fe（NO3）3时c值为最大值。根据题中信息，依据

7、原子守恒规律分两步解决问题。　　第一步：求出金属粉末中铁、铜的物质的量。设金属粉末中的铁、铜物质的量分别为x、y。则　　56x+64y=3.6160×0.5x+80y=4.8　　解得x=0.03mol　　y=0.03mol　　第二步：采用极值思维法列式解题。　　当铁完全生成Fe（NO3）2时c值为最小值；则0.03×8/3+0.03×8/3=0.1×c，c=1.6mol/L；　　当铁完全生成Fe（NO3）3时c值为最大值；则0.03×8/3+0.03×4=0.1×c，c=2mol/L。　　这样可得出答案A、B。　　解题反思在该题的分析列式中都贯穿了原子守恒规律的应

8、用，第一步