整体守恒法解题例析

《整体守恒法解题例析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、整体守恒法解题例析化学变化是丰富多彩的，化学计算题的解法也是千变万化的。计算时，只有掌握规律，才能触类旁通。只有抓住实质，才能化繁为简。整体守恒和始终态分析思想就是一种化难为易的思维方式。物质间的变化有始有终，途径多样，不拘泥于过程，借助守恒思想，直奔目标，直逼结果，往往会使问题的解决柳暗花明。[例1]铜和镁的合金2.24g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原为NO2、NO、N2O三种气体且体积均为0.224L气体（都已折算到标准状况）。在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥

2、后趁量，质量为A．3.12gB．4.28gC．4.68gD．5.08g[分析]此题学生的解法很多，有的过程烦琐，费时太多，不符合做选择题。解答本题的思维过程应该是：写出反应原理，分析反应特点，此题中的反应特点包括物质的变化、物质的量的变化、电子得失的变化等。从电荷守恒可看出：物质的变化是铜和镁反应后生成2价离子（可抽象为R2+），每个离子都结合2个OH—生成沉淀[可抽象为R（OH）2]，所以，从合金到沉淀，增加的质量为氢氧根的质量。从电子得失守恒看，铜和镁失去的电子等于硝酸被还原得到的电子数，根据气体的物

3、质的量可以计算铜和镁的合金的物质的量，根据铜和镁的合金的物质的量又可计算增加OH—的物质的量和质量，即可得结果。气体的物质的量都为0.01mol，硝酸被还原成NO2、NO、N2O这三种气体时得到的电子数为：0.01×1+0.01×3+0.01×2×4=0.12（mol），所以，被氧化的金属的物质的量为0.06mol。根据R2+——2OH—，n（OH—）=0.12mol，增加的OH—质量为：0.12mol×17g·mol—1=2.04gm（Cu、Mg）=2.24g+2.04g=4.28g[点评]此题根据镁和

4、铜与酸反应的特点，将镁和铜不同的个体抽象成一个整体，利用电子得失守恒和电荷守恒，使问题简化。通过此题，培养学生的抽象思维和整体思维能力。[例2]将4g硫粉与7.56g铁粉混合加热使之充分反应，使反应后的固体物质与足量的稀盐酸反应。求⑴标准状况下可以生成气体多少升？⑵消耗盐酸的物质的量是多少？【分析】本题涉及的反应过程有Fe+S=FeS　　　　　　　　　　　①FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑　　　　　②Fe+2HCl=FeCl2+H2↑　　　　　　　　　③若硫过量，发生①②反应，若铁过量，发生①②③反

5、应。有上反应方程式可知，消耗盐酸的物质的量及生成气体（H2S或H2S与H2）的体积与铁的物质的量有关，与硫是否过量无关。利用始态终态分析，计算过程如下：Fe+2HCl→气体56222.47.56n（HCl）V（气体）n（HCl）=0.27mol，V（气体）=3.024L[点评]解答此类题应首先全面分析问题，然后抓住问题的实质，即消耗盐酸的物质的量及生成气体（H2S或H2S与H2）的体积取决于铁粉的物质的量，此问题就迎刃而解了。[例3]一定量的铝铁合金与300mL2moL·L—1硝酸反应生成33.6LNO（

6、标准状况）和三价铁盐、铝盐等，再向反应后的溶液中加入3mol·L—1第4页NaOH溶液，使铝、铁元素全部转化为沉淀，则所加NaOH溶液的体积是（）A．150mLB．200mLC．450mLD．无法计算=0.15L=150mLV（NaOH）=0.30L×2moL·L—1—3.36L22.4L·mol—13moL·L—1[分析]分析反应过程可知，当铝、铁元素全部转化为沉淀时，溶液中仅含NaNO3，根据氢氧化钠中钠元素与最后溶液中硝酸根物质的量相等，考虑到总的硝酸在反应中部分硝酸根被还原为NO，故n（NaOH）

7、=n（HNO3）总—n（NO）。即[点评]解此题必须抓住整体进行终态分析，模糊中间过程，根据氢氧化钠中钠元素与溶液中硝酸根物质的量一定相等求解。[例4]在空气中放置一段时间的氢氧化钾固体，经分析知其中含水a%，含K2CO3b%，其余为KOH。取此样品mg溶于100mL浓度为1mol/L的硫酸溶液中，所得溶液中剩余硫酸需加ngKOH才能完全中和，然后将溶液蒸干，可得固体（不含结晶水）的质量为。【分析】分析发生反应的方程式，虽然反应物成分多，反应过程多，但最终溶液蒸干后所得固体为K2SO4，所以有n(K2SO

8、4)=n(H2SO4)=0.1L×1mol/L=0.1molm(K2SO4)=0.1mol×174g/mol=17.4g[点评]此题抓住反应特点和硫酸根守恒计算，不能被题目中的数据牵着鼻子走。既要“山里看山”——分析反应变化过程，又要“山外观山”——寻找始态与终态的关系，理清解题的方向和思路。[例5]把适量的铁粉投入足量的盐酸中，反应完毕后，向溶液中通入少量Cl2，再加入过量烧碱溶液，这时有沉淀析出，充分搅拌后过滤出沉淀物，将