化学计算-基本解题方法-1-守恒法(10.23)

守恒法一、守恒法在化学解题中的应用守恒法的类型1．质量守恒法----在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于生成物的总质量，反应前后质量不变。

2．元素守恒法----在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。

3．电子守恒法----氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，得失电子守恒。

4．电荷守恒法----在溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，溶液呈电中性。

例1.在臭氧发生器中装入100mlO2，经反应3O2→2O3，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？

【分析】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100mlO2的质量。则反应后混合气体的密度为：d=（0.1L/22.4L·mol－1×32g·mol－1）/0.095L=1.5g·L－11．质量守恒法例1.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1g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？【分析】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）m（KCl）=0.046L×1mol·L－1×74.5g·mol－1

=3.427g2．元素守恒法例2、现有铁、氧化亚铁、氧化铁的混合物粉末3.44克，向其中加入100mL1mol/L的盐酸恰好全部溶解，收集到标准状况下的气体224毫升，向反应后的溶液中加入KSCN溶液不变色，则6.88克该混合物在高温下用足量CO处理后，残留固体质量为多少克？解析：3.44克该混合物溶于盐酸后加KSCN溶液后不变色，说明无Fe3+，即全部为FeCl2，由Cl-个数守恒可知：n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5×1mol/L×0.1L=0.05mol所以6.88克该混合物中含铁为0.1mol，残留固体为铁，其质量为5.6克。★★[例3]将27.2g铁粉和氧化铁的混合物放入500mL的稀硫酸中，发现固体完全溶解，并放出0.2g无色气体，此时测得溶液中无Fe3+，然后向溶液中加入2mol·L-1的氢氧化钠溶液，当氢氧化钠溶液的体积为500mL时，溶液中恰好无Fe2+，则原硫酸溶液的物质的量浓度为（）

A.1mol·L-1B.2mol·L-1C.3mol·L-1D.4mol·L-1

[解析]溶液在未加NaOH溶液以前成分为：Fe2+、H+、SO42-；加NaOH以后生成Na2SO4、Fe(OH)2及H2O，即原来与Fe2+、H+结合的SO42-全部与Na+结合。Na+全部来自于NaOH，则有Na+:2mol·L-1×500×10-3L=1mol，则SO42-有0.5mol，故原有H2SO40.5mol，则H2SO4的浓度为：0.5mol÷(500×10-3L)=1mol·L-1选A

启示：本题只考虑始态和终态.电子守恒：例1.某反应中，起氧化作用的是X2O72－离子，在溶液中0.2mol该离子恰好能使0.6molSO32－离子完全氧化，则X2O72－离子还原后的化合价为（）。

A．＋1B．＋2C．＋3D．＋4【分析】氧化剂为X2O72－，还原剂为SO32-设反应后X元素的化合价为a.则X元素化合价由＋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)=0.6×2a=＋3答案选C电子守恒例2、将10.416g纯铁丝溶于过量的盐酸，在加热下用5.050gKNO3去氧化溶液中的Fe2+,待反应完全后，剩余的Fe2+还需要24mL0.3mol/L的KMnO4溶液才能完全氧化，其反应的化学方程式：KMnO4+5FeCl2+8HCl→KCl+MnCl2+5FeCl3+4H2O试通过计算确定KNO3的还原产物，并写出KNO3与FeCl2反应的化学方程式。

设x为KNO3的还原产物中N的化合价，则有