守恒思想在化学解题中的应用

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1、守恒思想在化学解题中的应用守恒法使解决化学问题的一种极其重要的方法与技巧。运用守恒，其特点是抓住有关变化的始态与终态，不纠缠过程细节，利用其中某种不变的量建立关系式，从而简化思路，快速解题。一、质量守恒化学反应是原子之间的重新组合，反应前后组成物质的原子个数保持不变，即化学反应中反应物总质量等于半成物总质量，这便是质量守恒。在化学反应中，因为同种元素原子的物质的量(或原子数)在反应前后不变，所以又称元素守恒、原子守恒。1•质量守恒在化学反应过程中找准反应前后的质量关系，利用不变量可快速解题。【例题1】在臭氧发生器屮装入lOOm

2、LOo,经反应3O2-Q3,最后体积变为95mL(体积均为标准状况下测定)，则反应后混合气体的密度为g-L_10解析：根据质量守恒定律，反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100mL02的质量。则反应后混合气体的密度为：P=X32g-moP14-0.095L^1.5g-L_,.答案：1.5【例题2】把ag铁铝合金粉末溶于足量的盐酸中，加入过量的NaOH溶液，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为ag,则原合金屮铁的质量分数为A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%解析：把ag铁铝合金粉末溶于足量的盐

3、酸中，生成A产和Fe2+,再加入过量NaOH溶液，A产转化为A1O2",留在溶液中；Fe?+转化为Fe(OH)2沉淀，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末为Fe2O3,铁在反应过程中是守恒的，Fe2()3中氧的质最等于合金中铝的质最，则w(Fe)=xl00%=70%答案：A点拨：理清反应原理，明确反应过程，是找出质量守恒的关键。2•原子守恒找准反应前后某一原子(或原子团)不变，列出等量关系可快速解题。【例题3】38.4mgCu与适最的浓HNO3反应，铜全部反应麻，共收集到标准状况下22.4mL(NO2和NO)气体，反应

4、消耗的硝酸的物质的量可能是A.1.0X10“molB.1.6X10"3molC.2.2X10-3molD.2.4X10“mol解析：对于选择题，可以用极值法讨论求解，但此法比较麻烦并冃•无法确定消耗硝酸的准确值。HNO3与金属反应时既表现氧化性乂表现酸性，纶成的NO?和NO总的物质的量即是表现氧化性的那部分硝酸的量，表现酸性的那部分硝酸则生成Cu(NO3)2，由于反应前后氮原子守恒，则反应消耗HNO3的物质的最为：n(HNO3)=2Xn[Cu(NO3)2]+n(NOx)=X2+=2.2X10-3mol答案：C【例题4】冇一在空

5、气中暴歸过的KOH固体，经分析知其内含水7.12%,K2CO32.88%,KOH90%。若将此样品1g加入到46.00mL的1mol・LI的盐酸中，过量的酸再用1.07mol-L的KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体g。解析：过程中发生的反应很多，但仔细分析町知：蒸发溶液后所得固体为KC1,其中C「全部来口于盐酸中的C「，在整个过程中CT守恒。即n(KCI)=n(HCl)o因此m(KCl)=0.46LXlmol・LTX74.5g・mo「=3.427g。答案：3.4273•元素守恒【例题5】把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放

6、入110mL4mol/L的盐酸中，充分反应后产896mLH2(标况)，残留固体1.28g0过滤麻测得滤液屮无Ci?*,将滤液加水稀释到200mL,测得其4*c(H+)为0.4mol/L。试求原混合物的总质量为go解析：因为滤液显酸性，所以残留固体只可能是铜。rfl铜元素守恒得：n(CuO)=n(Cu)==0.02mol山氯元素守恒得：2n(FeCl2)+n(HCl余)=n(HCl总)=0.44mol,即2n(FeCl2)+0.08mol=0.44mol得n(FeCl2)=0.18mol由红元素守恒得：2n(生成H2O)+2n(

7、H2)+n(HCl余)=n(HCl总)=0.44mol,得n(生成氏0)=0」4【“01由氧元素守恒得：3n(Fe2O3)+n(CuO)=n(生成出0),得n(Fe203)=0.04mol最后由铁元素守恒得：2n(Fe2O3)+n(Fe)=n(FeCl2),得n(Fe)=0.1mol因此，原混合物的质量0.1molx56g-mol1+0.04molx160g-mol1+0.02molx80gmol1=13.6g答案：13.6g点拨：化学反应过程实际上就是原子的重新组合，因此同种元素的原子在反应前后必定保持守恒关系：即原子的质量

8、守恒和原子的个数守恒。二、电子守恒氧化还原反应中，氧化剂得电子(化合价降低)总数等于还原剂失电子(化合价升高)总数，得失电子守恒(化合价升降相等)。在化学反应过程屮找准元素化合价升高的和降低的物质，列出等量关系可快速解题。【例题6】1.92gCu投入一定量的浓HNO3中，铜完