高考化学计算技巧守恒法专题突破

守恒法【经典例题透析】类型一：质量守恒（物料守恒、原子守恒）－1HSO溶液中，收集到标准状况下的气体8.96L知混合物中，Fe、FeO、Al、AlO的质量分数分别为0.284、2 4 230.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70mol·L－1的解析：金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀时，溶液中的溶质只有NaSO，根据Na+守恒和SO守恒， 2 4得如下关系：2NaOH~NaSO~HSO 2 4 2 4则：n(NaOH)=2n(HSO) 2 4c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=2c(HSO)·V[HSO(aq)] 2 4 2 4V[NaOH(aq)]可求。【答案】800mL点评：关注始末状态，利用反应前后元素守恒、提炼相关的计算关系式可使计算大大简化。【变式1】将一定质量的镁铝合金投入到250ml4mol/L的盐酸中，金属完全溶解后，再加入2mol/L的NaOH(aq)体积是________。举一反三：【变式2】向一定量的、、的混合物中，加入NaOH(aq)体积是________。举一反三：【变式2】向一定量的、、的混合物中，加入的盐酸，恰好使混合物完全解析：最后溶液中溶质全部是，由电荷守恒可知：A、250mlB、400mlC、500mlD、750ml解析：沉淀达到最大时，溶液中的溶质只有NaCl,NaCl中的Na+来自于NaOH、Cl-来自于HCl，故n（NaOH）=n（HCl）.【答案】C溶解，放出 （标况）的气体，所得溶液中加入 溶液无血红色出现，若用足量的 在高温下还原相同质量的此混合物，能得到的铁的质量为（）A.11.2gB.5.6gC.2.8gD.无法计算∴【答案】C【变式3】有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，KCO2.88%，KOH90%，若将此样品 2 31g加入到46.00ml的1mol·L－1盐酸中，过量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？解析：此题中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl－全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中Cl－守恒。即n（KCl）=n（HCl）故m（KCl）=0.046L×1mol·L－1×74.5g·mol－1=3.427g【答案】3．427g【变式4】在NaS溶液中存在着多种离子和分子，下列关系正确的是()c(OH-)＝c(H－)＋c(H+)＋2c(HS)2c(OH-)＝2c(HS－)＋c(H+)＋c(HS)2c(OH-)＝c(HS-)＋c(H+)＋c(HS)2c(OH-)＝c(HS－)＋2c(H+)＋c(HS)2解析：由电荷守恒知：c(Na+)＋c(H+)＝2c(S2-)＋c(HS－)＋c(OH-)①由物料守恒可知：c(NaS)＝c(S2-)＋c(HS－)＋c(HS)， 2 起始 2由NaS的组成可知：c(Na+)＝2c(NaS)，2 起始A.3m＋nB.3m＋C.3m＋3p＋D.3m＋－3p解析：根据A.3m＋nB.3m＋C.3m＋3p＋D.3m＋－3p解析：根据C、H原子个数守恒，共有2mmol碳原子，耗氧2mmol，(4m＋2n)molH原子，耗氧【答案】A【变式5】19.2mg铜跟适量浓硝酸反应后,铜完全溶解,共收集到11.2mL标况下气体,则反应消耗的硝酸可能为()A、0.8×10－3molB、0.5×10－3molC、1.2×10－3molD、1.1×10－3mol解析:根据N原子守恒,有如下物料守恒式:n(HNO)＝n(HNO)氧＋n（HNO）酸＝n(气)＋2n[Cu(NO)]3 3 32＝(11.2×10－3/22.4)＋2×(19.2×10－3/64)＝1.1×10－3mol。【答案】D【变式6】将0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaOH溶液中充分反应后，所得溶液中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为（）A、3：1B、2：1C、1：1D、1：3解析：如根据化学反应方程式来进行计算，就必须先写出涉及到的两个化学反应方程式，然后再列方程组求算，很繁琐。我们可以换个角度考虑问题，因为反应前后质量守恒，原子的种类及数目不会改变，所以在反应中钠离子与碳原子守恒。假设NaHCO和NaCO的物质的量分别为X、Y，则根据碳原子守恒有X+Y 3 2 3＝0.8mol,根据钠原子守恒有X+2Y＝1mol，解之得X＝0.6mol、Y＝0.2mol故X：Y＝3：1,选A。【答案】A【变式7】把mmolCH跟nmolH混合于密闭容器中，在适当条件下反应达到平衡时生成pmolCH， 24 2 26若将所得平衡混合物完全燃烧生成CO和HO，需O的物质的量为() 2 2 2＝m＋，故可得B。【答案】B类型二：电荷守恒 4 3A．0.0025mol·L－1B．0.0001mol·L－1C．0.001mol·L－1D．0.005mol·L－1解析：由电荷守恒知：n（Na＋）＋n（H＋）=2n（SO2－）＋n（Cl－）＋n（NO－） 4 3即0.00025mol＋n（H＋）=2×0.00025mol＋0.0005mol＋0.00025moln（H＋）=0.001mol故c（H＋）=0.001mol/1L=0.001mol/L【答案】C点评：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等，要注意离子所带电荷数。【变式1】在HSO和Al(SO)的混合溶液中，铝离子浓度是0.4mol/L，硫酸根离子的浓度是0.7mol 2 4 2 43/L，则氢离子的浓度最接近于()A.0.1mol/LB.0.2mol/LC.0.3mol/LD.0.4mol/L解析：设H+的浓度为c，可得c×1＋0.4mol/L×3＝0.7mol/L×2，c＝0.2mol/L。【答案】B【变式2】50mL1mol/LCHCOOH与100mLNaOH溶液混合，所得溶液的PH=7，关于该溶液中离子浓度的大小关系或说法，不正确的（）2、1L混合溶液中含SO2－2、1L混合溶液中含SO2－0.00025mol，Cl－0.0005mol,NO－0.00025mol,Na＋0.00025mol,其余为H＋，则H＋物质的量浓度为（）。举一反三：3．硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0mL0.1mol/LNaSO溶液恰好把224mL（标准状况）Cl3c(Na+)＝c(CHCOO－)＞c(H+)=c(OH－)3c(Na+)＋c(H+)＝c(CHCOO－)＋c(OH－)100mLNaOH溶液浓为0.5mol/L解析：根据题意c(H+)＝c(OH－)，可知c(Na+)＝c(CHCOO－)，故选项A、B正确；又根据溶液中电荷守恒，即Na+与H+所带正电荷和CHCOO－与OH－所带负电荷相等故选项C正确，因此该题答案为D。3【答案】D【变式３】某混合溶液中MgCl的浓度为2mol/L，AlCl的浓度为3mol/L，将此溶液200mL中的Mg2+ 2 3完全沉淀（氢氧化铝恰好溶解），需加入1.6mol/L的NaOH溶液的体积多少？解析：反应结束后，溶液中溶质为NaCl和NaAlO，根据阴阳离子电荷守恒，有：n(Na+)＝n(AlO-）＋n(Cl-)，设需加入NaOH溶的体积为x，由题意：2n(Cl-)=3mol/L×3×0.2L＋2mol/L×2×0.2L=2.6moln(AlO-）=n(Al3+）=3mol/L×0.2L=0.6mol1.6mo/L×x＝2.6mol+0.6mol=3.2molx＝2L【答案】需要2LNaOH溶液。类型三：电子得失守恒－2－223 2完全转化为Cl离子，则SO将转化－2－23A、S2－B、SC、SO2－D、SO2－ 3 4解析：根据氧化还原反应的得失电子数守恒可知，反应中氯气所获得的电子的物质的量与硫代硫酸钠中硫失去的电子的物质的量相等。设硫的最终价态为x价。则有（0.224L/22.4L·mol－1）×2＝0.025L×0.1mol/L×2×(x－2),解得x＝6,故选D.【答案】D点评：特别要注意分析化合价变化,树立氧化还原反应中有得必有失、得失守恒的思想。【变式1】某氧化剂中，起氧化作用的是XO2－离子，在溶液中0.2mol该离子恰好将0.6molSO2－离子 27 3完全氧化，则XO2－离子还原后的化合价为（）。27A．＋1B．＋2C．＋3D．＋4解析：在上述反应中，氧化剂为XO2－，还原剂为SO2－。设反应后X元素的化合价为a.则X元素化合 27 3价由＋6降为a，S元素化合价由＋4升为＋6。1molX元素得电子（6－a）mol，1molS元素失电子（6－4）mol=2mol。由电子守恒知：2×0.2（6－a）=0.6×2，a=＋3。【答案】C【变式2】将含有0.4molCuSO和0.2molNaCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3molCu，）A、4.48LB、5.60LC、6.72LD、13.44L解析：Cu2+在电解池阴极得电子转变为Cu，即Cu2+＋2e－=Cu。阴极得到0.3molCu,即共得到电子0.3×2＝0.6mol。阳极为2Cl――2e－=Cl↑,0.2molCl－共失0.2mol电子,放出Cl0.1mol;4OH――4e－=2HO＋O↑,根 2 2 2 2据得失电子守恒,故OH－失(0.6-0.2)mol电子,放出O气体0.1mol,故气体总量为0.2mol,因此标况下体积为2举一反三：举一反三：【答案】A【变式3】将32.64克铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO混合气体的体积为211.2L（标准状况）请力量对比答：NO的体积为____________L，NO的体积为____________L。2待产生的气体全部释放后，向溶液中加入Vml、amol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____________mol/L.(3)使铜与硝酸反应产生的气体在NaOH溶液中完全转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水____________克。解析：该题题干给出了铜与一定浓度的硝酸反应的情况，要求计算反应后各相关的量，综合性强，有一定的难度。因此抓住反应的实质，利用氧化还原反应中得失电子守恒来建立等式，是突破题中难点的关键。对问题（1）由于n(Cu)＝（32.64/64）mol=0.51mol,n(NO,NO2)＝0.5mol,又知Cu－2e－＝Cu2+;HNO3＋3e－→NO;HNO＋e－→NO.若设NO的物质的量为xmol,则NO的物质的量为(0.5－x)mol，根据得失电子守 3 2 2恒得0.51×2＝3x＋(0.5＋x)×1，则x＝0.26,即n(NO)＝0.26mol,n(NO)＝0.24mol,所以V(NO)＝(0.262×22.4)L＝5.8L，V(NO)＝(22.4×0.24)L＝5.4L。