守恒在化学解题中的应用

1、守恒在化学解题中的应用u 三林中学 唐素艳 教学目标知识技能：巩固所学的知识。加深对概念、规律的理解和深化，活化知识。学习解题方法。能力培养：培养学生认真审题、析题，快速解题的能力。发展学生的整体思维、“求异”、“求同”思维及分析归纳能力。发展学生的语言表述能力。科学思想：培养学生积极向上、乐观豁达的世界观。培育学生有关事物的发展就是始态和终态的循环，过程是为结果服务、结果能彰显过程的理念。渗透事物是普遍联系的全局观点。科学品质：对学生进行去伪存真、认真钻研的科学态度教育。科学方法：学习整体思维的守恒法。教学重点：学习整体思维的守恒法。教学模式：引导探究和指导完善相结合的模式 （师） 导入深入

2、 引导 求发展 引导点拨 指导 求反馈 教学流程： 情景设问 述因 广议 抓恒量 例解 小结 巩固练习 （生） 共鸣 自省自救 有探究欲 探究 解惑 完善实践巩固教学过程：一、引言：高三了，辛苦啊！做不完的作业，解不完的题！快要被题海淹没了！救我！不做了!行吗？不行！因为，解题是学习化学的重要过程，通过解题能巩固所学的知识；能加深对概念、规律的理解和深化，活化知识；能学习解题方法，发展思维，将知识转化为解决问题的能力。要达到此目的，多解题是必要的，但并非解题越多收益越大，除了解题数量外，解题方法和“质量”也是至关重要的因素。有办法了！来！让我们自己救自己！想办法化难为易，化繁为简，化苦为乐！现

3、在，我们就一起来探讨一下在解题过程中如何应用守恒的问题。掌握守恒法，将能化难为易，化繁为简，大大提高解题速度，增强解题能力，让你领略成功的滋味。二、解题指导：从广义来说，凡用等号相连的式子都可看作是一种守恒。化学解题（特别是解计算题）过程中最关键的一点：就是要根据题目涉及的化学过程，有关题设条件及要解决的问题，想方设法列出等式。只要列出了等式，剩下的的问题就可以迎刃而解了。所以说，守恒是一种重要的解题依据。1、守恒法的实质是什么呢？通俗地说，就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量。这个不变的特征量就被称作为恒量，我们就是要把握住这个过程中的恒量，列出等式，解决问题。2、常见的恒量有那些呢？1

4、）质量守恒：变化前后质量不变。2）原子守恒（物料守恒）：某类原子（或原子团）的个数在变化前后保持不变。3）电子得失守恒：在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。4）电荷守恒：在电解质溶液和离子反应中，阴离子所带的负电荷总数=阳离子所带的正电荷总数。5）比例守恒：在变化前后各物质之间的量比不变。6）能量守恒：变化前后能量不变 (计算不作要求)。我们已经理出了在变化过程中存在的恒量，那在解题过程中如何去抓住这些恒量，列出必要的等式以解决问题呢？这就需要我们在实践中去摸索和熟练了。三、例题释疑：例1、 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析测知其中含水5.62%、K2CO3 8.23%

5、、KOH 90%、KHCO3 1.55%，取此样品a g加到46.00ml 1mol/L盐酸样品中，充分反应后，过量的盐酸再用1.07mol/L的KOH溶液27.65 ml恰好中和。若将反应后的溶液蒸干，所得固体的质量为多少？分析：化学过程 KOH+HCl KCl+H2O 、 K2CO3+2HCl2KCl+H2O + CO2KHCO3+HClKCl+H2O + CO2本题反应较多，数据繁杂。若按部就班地计算，显然太繁。请看： KOH + HCl KCl +H2O90%a/56+1.0727.65 = x = xK2CO3 + 2HCl2KCl+H2O + CO228.23%a/106 = y

6、= yKHCO3+ HClKCl+H2O + CO21.55%a/100 = z = z方法一、 n（KCl）=90%a/56+1.0727.65+28.23%a/106+1.55%a/100x+y+z=0.046190%a/56+1.070.02765+28.23%a/106+1.55%a/100=0.0461a=0.97 g n（KCl）=0.046 mol m（KCl）=0.04674.5=3.427 g方法二、 n（KCl）= x+y+z= x+y+z=0.0461=0.046 mol m（KCl）=0.04674.5=3.427 g比例守恒：HCl KCl n（HCl）/n（KCl）

7、=1/1通过HCl的量，可求出KCl的量。原子守恒：KCl中的氯原子的量=原盐酸中的氯原子的量。用氯原子守恒求出KCl的量的途径比较简单。释疑：对于复杂的多步反应体系，应将其看成一个体系，进行整体思考，重在分析变化的始态和终态，省略反应的中间过程，必要时还可列出框图进行分析，从而抓住那个恒量。例2、 将5.21克纯铁溶于过量的稀硫酸中，在加热条件下用2.53克硝酸钾氧化溶液中的亚铁离子成为铁离子，并同时生成NOx，待反应完全后，剩余的亚铁离子需12.00毫升、0.3摩尔/升的高锰酸钾溶液才能完全氧化（已知高锰酸钾中的锰被还原为+2价）。求x的值分析：化学过程 Fe+H2SO4FeSO4+H2

8、FeSO4+KNO3+ H2SO4K2SO4+Fe2SO4+NOx+H2O（未配平） KMnO4+FeSO4+ H2SO4K2SO4+MnSO4+Fe2（SO4）+H2O （未配平）若通过配平方程逐步计算，显然很繁琐且增加了配平含字母系数方程的难点。学生就会觉得难度过高。该题的特点是所有反应为氧化还原反应，必然存在得失电子守恒，则可得： KMnO4中的Mn +7+2 50.0120.3 KNO3 中的N +5+2x （5-2x）2.53/101 FeSO4中的Fe +2+3 15.21/565.21/56=2.53/101（5-2x）+0.0120.35 x=1释疑：对于多步骤的氧化还原反应的

9、计算，根据氧化剂的得电子总数和还原剂的失电子总数，相等的关系，抓住恒量。且在计算过程中无须考虑反应的中间过程，只依据元素的起始价态和终了价态的变化情况计算出得、失电子的数目，使解题过程简捷明了。例3、将NaCl和NaBr的混合物mg溶于水中配成500ml溶液A，再向其中通入足量的Cl2，充分反应后将溶液蒸干，得到干燥晶体（m-2）g，则原A溶液中Na十、Br一、Cl一的物质的量浓度之比不可能为（ ）A321 B413 C532 D614分析：化学过程 2NaBr+Cl22NaCl+Br2 m=（160-71）g 通过题设可求出全部的溴化钠和反应的氯气及生成的氯化钠和溴单质，但无法知道原有氯化钠

10、的量的多少，故题目所求结果是有多重性的。若仔细分析，就会发现变化的始态是电解质溶液，是溴化钠和氯化钠的溶液。电解质溶液中呈电中性，就有电荷守恒存在，从而可得： NaClNa十+ Cl一 NaBrNa十+ Br一 H2O H十+ OH一n（Na十）+ n（H十）=n（Cl一）+n（Br一）+n（OH一），因为n（H十）= n（OH一），所以n（Na十）=n（Cl一）+n（Br一）。由此可得答案只有D释疑：对于貌似可以用一般方法求解，结果不能如愿的题目，要排除干扰，挖掘隐蔽条件，另辟蹊径，抓住恒量。使用电荷守恒注意：（1）要找出溶液中存在的所有阴、阳离子。（水的电离是否考虑视具体情况而定。） （2

11、）电解质溶液电荷守恒指的是阴、阳离子所带电荷总数相等，而不是单个离子的电荷相等，更不是阴、阳离子总数相等。例4：在碳酸钠溶液中，下列关系式正确的是（ ）（A） C（Na+）+C（H+）=C（CO32）+C（HCO3）+C（OH）（B） C（Na+）+C（H+）=2C（CO32）+C（HCO3）+C（OH）（C） C（Na+）=2C（CO32）+C（HCO3）+C（H2CO3）（D） C（OH）= C（HCO3）+2C（H2CO3）+C（H+）分析：化学过程Na 2CO3 2Na十+C O32 H2OH十+ OH一 HCO3 H十+C O32H2O+C O32 HCO3+ OH HCO3+ H2

12、O H2CO3+ OH一 电荷守恒：选 （B）物料守恒和比例守恒：n（Na）/ n（C）=2/1 和 碳原子守恒 。 选（C） n（H十）/ n（OH一）=1/1 和 氢离子子守恒。 选（D）释疑：若用方程中的等比关系进行等量代换，求解（C）、（D）答案，就显得复杂多了。凡电解质溶液一定呈电中性；变化前后各元素原子的个数一定不变。这便是我们可以抓住的恒量。四、小结1、应用范围：1）质量守恒：任何化学变化的有关计算。2）原子守恒（物料守恒）：多步反应的计算和电解质溶液中的等量关系确认。3）电子得失守恒：有关氧化还原反应的计算。4）电荷守恒：电解质溶液和离子反应。5）比例守恒：任何有关化学变化、化

13、学式、溶液的浓度、溶解度计算（普遍使用）。6）能量守恒：有关能量（热能、键能）的计算（不作要求）。2、优点：1）可省去复杂的过程，只必须关注变化的始态和终态，抓住恒量，就可求解结果。2）可培育有关事物的发展就是始态和终态的循环，过程是为结果服务、结果能彰显过程的理念。3、 注意：解题切忌生搬硬套地使用一种方法，而应采用多向思维，找出各种方法进行组合，由“求异”而后“求同”，才能达到灵活运用的境界，结出“硕果”。l 只有平时的刻意寻求，才有关键时刻的顺其自然。l 最好的方法就是你会熟练应用的方法！五、巩固练习1、 将wg铁、氧化铁和氧化铜组成的混合物粉末放入100ml、4.4mol/L的盐酸中，

14、完全反应后得H2896ml（标况），生成的溶液中，只有FeCl2、HCl和1.28克固体，把溶液稀释到320ml时盐酸的物质的量浓度为0.25mol/l，求混合物中各物质的质量 。2、 将镁在空气中燃烧的全部产物溶解在800ml、2.375mol/L的盐酸中，以40ml、0.9mol/LNaOH溶液中和多余的盐酸，然后在此溶液中再加入过量的NaOH溶液，把生成的NH3全部用足量的盐酸吸收。经测定，NH3为0.646克，则燃烧掉的镁的质量为多少？（Mg3N2与H2O反应生成Mg（OH）2和NH3）3、 有200毫升的MgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2十)=0.2mol/L,c(Cl

15、)=1.3mol/L。要使溶液里的Mg2十完全转化为沉淀分离出来，则需加入4 mol/L的NaOH溶液的体积至少为多少毫升？4、 取Na2CO3和NaHCO3的混合物9.5克，先配成稀溶液，然后向溶液中加入9.6克碱石灰充分反应后，恰好使Ca2十、HCO3、CO32均转化为沉淀，再将沉淀烘干，可得20克白色固体，试求：（1） 原混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量。（2） 碱石灰中CaO和NaOH各多少克。（3） 所得20克固体各成分的质量分数。5、有100克浓度为15%的硝酸钠溶液，若想将其浓度变为30%，可加入硝酸钠多少克？或者蒸发水多少克？6、把0.02mol/LHAc溶液和0.01

16、mol/LNaOH溶液等体积混合，则混合液中微粒浓度关系正确的是（ ） （A） c(Ac)c（Na十） （B）2c（H十）=c（Ac）一c（HAc）+2c（OH） （C）c（HAc）c（Ac） （D）c（HAc）+c（Ac）=0.01mol/L7、a molFeS与b molFeO混合投入VLc mol/L的硝酸溶液中充分反应后，测得产物为Fe(NO3)3、H2SO4、NO和H2O(FeS、FeO正好完全溶解)。问参加反应的HNO3中，未被还原的HNO3为（ ） （A）(a+b)63g (B) (a+b)198g (C)VC-3(a+b)mol (D)5(a+b)mol8、将Na2O2和NaH

17、CO3的固体混合物置于密闭容器中加热到250OC，使其充分反应后，最后测得残余固体由两种物质组成，物质的量分别为amol和bmol，且ab。（1） 求原混合固体中Na2O2和NaHCO3的物质的量。（2） 求最后气态生成物中各物质的量。9、已知化合物A、B的化学式形式相同，化合物A中含钾a%，含硫b%，其余为氧。化合物B中含钾d%，含硒c%，其余为氧。若硫的相对原子质量为32，则硒的相对原子质量是多少？10、在标准状况下，把二氧化碳和一氧化碳的混合气体充入盛有足量过氧化钠的密闭容器中。容器的容积为2.24升（不计固体反应物和固体生成物的体积）。用电火花引发反应，使容器内可能发生的反应充分进行（反应均系两种物质之间的）。问：反应完全后，容器里存在的生成物有几种？质量多少克？11、将硫酸钾、硫酸铝、硫酸铝钾三种盐混合溶于硫酸酸化的水中，测c(SO42)=0.105mol/L，c(Al3十)=0.055mol/L溶液的PH=2.0（假设溶液中硫酸完全电离为H十和SO42），则c(K十)为 。(A)0.045mol/L (B) 0.035mol/L (C) 0.055mol/L (D) 0.040mol/L12、现有一定质量的碳酸氢钠和铜粉的混合物，放在空气中加热，待充分反应后冷却，称得质量跟原来保持不变，求原混合物中铜的质量分数。13、某温度下，某物质的不饱和溶液a克中含溶质克。若该溶