守恒思想在解决化学问题中应用

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1、守恒思想在解决化学问题中应用摘要：化学计算能力是学生化学学科能力的集中体现，而化学计算技巧是中学化学学习的较高境界。守恒思想是解决化学问题的一种极其重要的方法与技巧，其特点是抓住有关变化的始态与终态，不纠缠过程的细节，利用其中的某种有关变量建立关系式，从而简化思路快速解题，守恒思想包括质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。关键词：守恒思想；解决化学问题；运用一、质量守恒化学反应的实质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生成物总质量，即质量守恒。又因为同种元素原子的物质的量（或原子数）在反应前后不变，又称原子守恒。（一）物质

2、质量守恒在化学反应过程中找准反应前后的质量关系，利用质量不变的规律可快速解题。例1：在臭氧发生器中装入100ml02,以302=203的形式反应，最后气体体积为95ml,（体积均为标况下测定）则反应后混合气体的密度为g-L-lo解析：根据反应前、后容器中气体的质量不变，反应后混合气体的质量等于反应前100ml02的质量，则反应后混合气体的密度为0.1L4-22.4L/molX3.2g.mol-14-0.095L=l.5g.L~1o答案：1.5(二)原子守恒抓住初始反应物和最终生成物中某一原子(或原子团)不变的规律，找到等量关系进行求解。例题2：铁和氧化铁混合物15g,

3、向其中加入稀硫酸150ml能放出H21.68L(标准状况)，同时铁和氧化铁均无剩余，向反应后的溶液滴入KSCN溶液，未见颜色变化，为中和过量的H2S04,且使Fe2+完全转化为Fe(0H)3,共消耗3mol/LNaOH溶液200ml,则原H2S04的物质的量浓度为。A1.5mol/LB2mol/LC2.5mol/LD3mol/L解析：本题看似复杂，实际很简单，只要抓住元素守恒即可。因为整个反应结束后溶液中只有Na2S04,则n(Na+)=2n(S042-)=3mol/LX0.2L=0.6mol,n(S042-)=C(H2S04)X0.15Lo答案：B(三)物料守恒电解

4、质溶液中某一组分的初始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，其实质上也就是元素守恒。常见溶液的物料守恒式有：CH3C00Na：C(Na+)=C(CH3C00H)+C(CH3C00-)Na2C03：C(Na+)=2[C(C032-)+C(HC03-)+C(H2C03)]NH4C1：C(C1-)二C(NH+4)+C(NH3.H20)例3：下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A氯水中:C(C12)二2[C(CIO-)+C(C1-)+C(HC10)]B在25°C100mlNH4C1溶液中：C(C1-)❷C(NH4+)+C(NH3.H20)C等浓度的N&C10与Na

5、HC03混合溶液中：C(HC10)+C(C1-)=C(HC03-)+C(H2C03)D等浓度醋酸和氢氧化钠等V混合溶液中：C(OH-)二C(H+)+C(CH3C00H)解析：氯气溶于水，大部分氯气以分子形式存在，少部分与水反应生成HC1和HC10,所以氯水中无法比较C(C12)与〔C(C10-)+C(C1-)+C(HC10))的大小，A错误；依据物料守恒式C(C10-)二C(NH4+1)+C(NH3.H20)可知B错误；依据物料守恒式C(HC10)+(C10-)=C(HC03-)+C(C032-)+C(H2C03)可知C错误；D是质子守恒式。答案：D二、得失电子守恒在

6、氧化还原反应中，还原剂失去电子总数与氧化剂得到的电子总数相等，在解题中找到有元素化合价升高的和降低的物质，列等式求解。例4：1.92gCu投入到一定量的浓HN03中，铜完全溶解,用试管收集生成的气体，颜色越来越浅，共收集到672ml气体（标准状况下），将盛有此气体的试管倒扣在水中，通入02恰好使气体完全溶解在水中，则需要标准状况下的02的体积为（）A504mlB168mlC336mlD224ml解析：分析各物质的始态和终态,Cu由单质转变为Cu2+,化合价升高，HN03前后没变，02由0价变为-2价，化合价降低，根据得失电子守恒,V（02）4-22.4L/molX4=

7、0.06,故V（02）=0.336Lo答案：C三、电荷守恒电解后溶液总是呈电性，电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等，电荷守恒主要应用于以下三个方面。（一）离子方程式中例5：在一定条件下，R03n-+6I-+6H+==R-+3I2+3H20,R03n-中的n为。解析：依据电荷守恒：-n+（~1）X6+（+1）X6=_1,n为lo（二）溶液呈电中性例6：将两个苗电极插入500mlCuS04溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.064g（设电解中无H2放出且不考虑水解和溶液体积的变化)，此时H+的浓度为()A4X10-3