高中化学守恒方法思想

高中化学守恒方法思想利用电荷守恒和原子守恒为基础，就是巧妙地选择化学式中某两数(如化合价数、正负电荷总数)始终保持相等，或几个连续的化学方程式前后某微粒(如溶质原子、电子、离子)的物质的量保持不变，作为解题的依据，这样不用计算中间产物的数量，从而提高解题速度和准确性。虎头蛇尾1．38.4g铜（0.6mol）跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4L（标况），则反应消耗的硝酸的物质的量是（）A．1.0molB．1.6molC．2.2molD．2.4mol2．足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体1.68LO2（标准状况0.075mol）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收，所得硝酸溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则生成沉淀消耗NaOH溶液的体积是（）A．60mLB．45mL C．30mLD．15mL3.[溶质中元素守恒]向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为（） A．0.21mol B．0.25mol C．0.3mol D．0.35mol4【溶质】0.6mol硝酸与一定量的镁铝铁合金反应生成0.15molNO和铁盐、铝盐、镁盐，再向反应后的溶液内加入3mol/L的NaOH溶液，使镁铝铁元素恰好完全转化为沉淀，所加入的NaOH溶液体积为A.150mLB.200mLC.450mLD.600mL5、[2009全国2，6]物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是A.1：4B.1：5C.2：3D.2：5【解析】设2molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2molZn(NO3)2，显然含有4molNO，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)=n(HNO3)×4，则n(HNO3)=1mol，即有1molHNO3被还原。[2004年天津卷29.（14分）必修一N的性质之计算]将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：（1）NO的体积为L，NO2的体积为L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为mol/L。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中全部转化为，至少需要30%的双氧水g。29.（14分）（1）5.85.4（2）（3）57.8一、原子个数守恒【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁FeSO4、Fe2(SO4)3组成，测知该混合物中的硫的质量分数为a，求混合物中铁的质量分数。【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出，在这两种物质中S、O原子个数比为1：4，即无论这两种物质以何种比例混合，S、O的原子个数比始终为1：4。设含O的质量分数x，则32/64＝a/x，x＝2a。所以ω(Fe)＝1－3a【例题2】【2011全国卷13．】某含铬Cr2O72-废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到nmolFeO·FeyCrx·O3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是 A．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 B．处理废水中Cr2O72-的物质的量为 C．反应中发生转移的电子数为 D．在FeO·FeyCrx·O3中，3x=y二、电荷守恒——即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。【反应原理中电离与水解平衡】【例题3】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果[Na+]=0.2mol／L，[SO42-]=xmol／L，[K+]=ymol／L，则x和y的关系是（A）x=0.5y(B)x=0.1+0.5y(C)y=2(x－0.1)(D)y=2x－0.1【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na+物质的量为0.2摩，SO42-物质的量为x摩，K+物质的量为y摩，根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-]，所以答案为BC【例题4】[2010海南4]、把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含amolNaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含bmolBaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为A.EQ\f(b-a,V)mol·L-1B.EQ\f(2b-a,V)mol·L-1C.EQ\f(2(b-a),V)mol·L-1D.EQ\f(2(2b-a),V)mol·L-1三、电子守恒——是指在发生氧化—还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。【例题5】【09全国卷Ⅱ】含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（）A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-B．x＝0.6a，2Br－+Cl2＝Br2+2Cl－C．x=a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L（标况）氯气，反应完全后，溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。0<n(Cl2)<0.5amol,2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-0.5amol<n(Cl2)<1.5amol,分步反应2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-，2Br－+Cl2＝Br2+2Cl－总反应2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－1.5amol=<n(Cl2)，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－设Fe2+消耗氯气Xmol,剩余1-Xmol氯气与原溶液1/3Br-反应，则2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-，2Br－+Cl2＝Br2+2Cl－2XX2(1-X)1-X4X/3=2(1-X),x=0.06mol,FeBr2的物质的量浓度为0.012mol/0.15L=0.8mol/L0.012molFe2+消耗氯气0.06mol,剩余0.04mol氯气与0.08molBr-反应，总Br-为0.24mol将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子，待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+，根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，那么KNO3被还原的产物是什么呢？根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO，所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为：KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O四、质量守恒——质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。【例题6】1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度()提示：(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑;相同条件下，密度之比=相对分子质量之比（A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2=12，所以答案为C五原子的物质的量守恒——即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3%取1克该样品投入25mL2mol／L的盐酸中后，多余的盐酸用1.0mol／LKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体()（A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等，0.05mol盐酸=0.05molKCl,m=0.05*74.5=3.725,所以答案为B六、化合价数值守恒【例题8】某元素X的氧化物含氧44.0％，已知该元素的相对原子质量为51，则该氧化物的化学式为（）（A）XO（B）X3O5（C）XO3（D）X2O5【分析】设X元素的化合价为+n，根据氧元素化合价总数(氧离子所带的负电荷总量)等于X元素化合价总数（X所带的正电荷总量）的原则得：56n/51＝44×2/16，解得n＝5，则氧化物的化学式为D。【例题9】将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（）A．NO2B.N2O2C.N2OD.N2O4【练习】某酸式盐的组成可用Ca3(PO4)2·nH3PO4·mH2O表示。现取该磷酸盐7.56g加热到失去全部结晶水后残余物质量为7.02g。同质量的该盐溶于水并加入4.44g消石灰刚好使之全部转化为正盐，则该盐的组成为（）（A）Ca3(PO4)2·5H3PO4·2H2O（B）Ca3(PO4)2·4H3PO4·3H2O（C）Ca3(PO4)2·5H3PO4·3H2O（D）Ca3(PO4)2·2H3PO4·5H2O七、体积守恒【练习】有一真空瓶的质量为M1g，该瓶充入空气总质量为M