守恒法巧解几例化学的计算题

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1、守恒法巧解几例化学的计算题.freelol/LNaOH溶液吸收0.8mol的CO2,所得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量浓度之比是()。A.1∶3B.2∶1C.2∶3D.3∶2解析:设反应生成的Na2CO3的物质的量为xmol,生成的NaHCO3的物质的量为ymol,由质量守恒得2x+y=1.0mol/L×1L(Na+守恒)x+y=0.8mol(C守恒)求出:x=0.2mol,y=0.6mol。则c(CO32-)∶c(HCO3-)=1∶3,选A。例3.(1999年上海高考18题)将1.92gCu粉与一定量浓HNO3反应,当Cu粉完全作用

2、时,收集到气体1.12L(标况),则所消耗的HNO3的物质的量是()。A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol解析:由物料守恒1.92gCu和HNO3完全反应后,生成0.03molCu(NO3)2,即消耗HNO30.06mol;产生气体不管是NO2还是NO,均需HNO30.05mol。故共消耗HNO30.11mol。选B。二、原子或原子团守恒法在许多化学反应中,尤其是离子反应中,原子或原子团以整体参加反应后,原子或原子团仍然保持守恒。例4.有一在空气中暴露过的KOH固体,经分析测知含水7.62%,含K2CO32

3、.38%,KOH90%。若将此样品先加入到1.0mol/L的盐酸46.00mL里,过量的盐酸再用1.07mol/LKOH溶液27.65mL正好中和,盐酸中和后的溶液可得固体约为()。A3.43gB.4.00gC.4.50gD.1.07g解析:许多学生在解这道题时,忽视该题中所隐含的条件:反应前后氯元素守恒.如果根据每步反应求KCl的质量,化学解题太繁。由反应前后氯元素守恒得固体KCl的质量为:1mol/L×46.00ml/1000×74.5g/mol=3.43g,故选答案A。三、电荷守恒法在溶液中,存在着阴、阳离子,由于整个溶液不显电性,

4、故所有阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。例5.27.2g铁粉和氧化铁的混合物,放入500mL的稀H2SO4中,发现固体完全溶解,并放出4.48LH2(标况)。加入NH4S溶液,无颜色变化。然后再向溶液中加入2mol/LNaOH溶液,当溶液呈中性时,消耗NaOH溶液的体积500mL,求原H2SO4溶液的物质的量浓度。解析:从题中叙述可知,至少涉及六个反应,用常规解题法非常麻烦;如果不考虑过程,而是抓住反应结果,最后的溶液只是Na2SO4溶液,根据电荷守恒,Na+所带正电荷数一定等于SO42-所带负电荷数。又因为:Na+的物质的量即

5、NaOH的物质的量,SO42-的物质的量即H2SO4的物质的量,设H2SO4物质的量浓度为c(H2SO4)。c(H2SO4)×0.5L×2=2mol/L×0.5Lc(H2SO4)=1mol/L四、电子守恒法电子守恒法主要针对氧化还原反应来说明,在氧化还原反应中,还原剂失去电子的数目,一定等于氧化剂得到电子的数目,得失电子数目保持守恒。例6.3.84g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况时的气体2.24L,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?解析:铜失电子数=被还原的硝酸

6、得的电子数=氧化硝酸的还原产物NO、NO2所消耗的氧气得到的电子数,省去中间计算,即铜失去的电子数=氧气得到的电子数。则n(O2)=3.84g÷64g·mol-1×2×1/4=0.03molV(O2)=0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L若用常规解法,应先求出NO,NO2的物质的量,再根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3计算出O2的物质的量,并求出其体积,此方法运算量大,中间计算多且复杂,容易出错,用电子守恒法综合考虑,可省去中间的各步计算,使计算简化。例7.24mL浓度为0.05m

7、ol·L-1的Na2SO3溶液,恰好与20mL浓度为0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应,则Cr元素在还原产物中的化合价为()。A.+6B.+3C.+2D.0解析:设Cr元素在还原产物中的化合价为x,反应中Cr元素的化合价变化值为2×(6-x),S元素的化合价变化为6-4=2。20×10-3×0.02×2×(6-x)=24×10-3×0.05×2x=3答案:B。例8.(1999年全国高考23题)一定条件下NH4NO3受热分解的化学方程式为(未配平):NH4NO3HNO3+N2+H2O在反应中被氧化与被还原的氮元素原子数之比为()

8、。A.5∶3B.5∶4C.1∶1D.3∶5解析:根据得失电子守恒可得:守恒法被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3,选A。