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高中化学守恒法解计算题


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守恒法解题
守恒法是一种中学化学典型的解题方法,它利用 物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解,可 以免去一些复杂的数学计算,大大简化解题过程,提高 解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方 式列式,不去探求某些细微末节,直接抓住其中的特有 守恒关系,快速建立计算式,巧妙地解答题目。物质在 参加反应时,化合

价升降的总数,反应物和生成物的总 质量,各物质中所含的每一种原子的总数,各种微粒所 带的电荷总和等等,都必须守恒。所以守恒是解计算题 时建立等量关系的依据,守恒法往往穿插在其它方法中 同时使用,是各种解题方法的基础,利用守恒法可以很
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快建立等量关系,达到速算效果。 一、 质量守恒 质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与 生成物的总质量相等的原理,进行计算或推断。主要 包括:反应物总质量与生成物总质量守恒;反应中某 元素的质量守恒;结晶过程中溶质总质量守恒;可逆 反应中反应过程总质量守恒。 例 1、在反应 X+2Y=R+2M 中,已知 R 和 M 的摩 尔质量之比为 22:9,当 1.6gX 与 Y 完全反应后,生 成 4.4gR,则在此反应中 Y 和 M 的质量比为( (A) 9 16: 46:9 例 2、 0C 时, 150 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的( )
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) (D)

(B) 9 23:

(C) 9 32:

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(A)96 倍 (D)32 倍

(B)48 倍

(C)12 倍

练习:1、将 100℃的硫酸铜饱和溶液 200 克蒸发 掉 50 克水后再冷却到 0℃时,问能析出胆矾多少克? 若在 100℃硫酸铜饱和溶液 200 克里加入 16 克无水硫 酸铜, 应有多少克胆矾析出? (硫酸铜溶液度 100℃时 为 75.4 克。0℃时为 14.3 克) (130.48 克 4.34 克) 2、在一定条件下,气体 A 可分解为气体 B 和气体 C ,其分解方程式为 2A====B+3C 。若已知所得 B 和 C 混合气体对 H2 的相对密度为 42.5。求气体 A 的 相对分子量。 (17) 3、为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度,称
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取亚硫酸钠 4g 置于质量为 30g 的烧杯中, 加入 6mol/L 盐酸 18mL(密度为 1.1 g/cm3), 反应完毕后, 再加 2mL 盐酸,无气体产生,此时烧杯及内盛物物质为 54.4g, 则该亚硫酸钠试剂的纯度为百分之几? 4、向 KI 溶液中滴入 AgNO3 溶液直至完全反应, 过滤后滤液的质量恰好与原溶液质量相等,则 AgNO3 溶液中溶质的质量分数为多少? 二、 物质的量守恒 物质的量守恒是根据反应前后某一物质的量不变 的原理进行推导和计算的方法。这种方法可以应用在 多步反应中的计算。可简化计算过程,减少数学计算, 一步得出结果。 例 1、300mL 某浓度的 NaOH 溶液中含有 60g 溶
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质,现欲配制 1mol/LNaOH 溶液,应取原溶液与蒸馏 水的体积比约为( (A)1∶4 (D)2∶3 例 2、 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 25 毫升 2 摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用 1.0 摩/升 KOH 溶液 30.8 毫升恰好完全中和, 蒸发中 和后的溶液可得到固体: (A) 克 (B) 1 3.725 克 (C) 0.797 克 (D) 2.836 克 练习:1、用 1L10mol/LNaOH 溶液吸收 0.8molCO2, 所得溶液中 CO32-和 HCO3-的物质的量
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) (B)1∶5 (C)2∶1

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浓度之比是( (A)1∶3 3

) (B)2∶1 (C)2∶

( D)3∶2 2、今有 100mLCu(NO3)2 与 AgNO3 的混合溶液,

其中 NO3-的浓度为 4mol/L,加入一定量的锌粉后,产 生沉淀,经过滤、干燥后称量,沉淀物的质量为 24.8g, 将此沉淀物置于稀盐酸中,无气体逸出。向前述过滤后 得到的滤液中先滴入 BaCl2 溶液, 无明显现象, 后加入 过量的 NaOH 溶液,有沉淀物析出。滤出此沉淀物, 并将其灼烧至恒重,最后得 4g 灼烧物。求所加锌粉的 质量。

三、元素守恒
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元素守恒,即化学反应前后各元素的种类不变, 各元素的原子个数不变,其物质的量、质量也不变。 元素守恒包括原子守恒和离子守恒: 原子守恒法是依 据反应前后原子的种类及个数都不变的原理,进行推 导或计算的方法。离子守恒是根据反应(非氧化还原 反应)前后离子数目不变的原理进行推导和计算。用 这种方法计算不需要化学反应式,只需要找到起始和 终止反应时离子的对应关系,即可通过简单的守恒关 系,计算出所需结果。 例 1、在同温同压下,50ml 气体 A2 跟 100ml 气体 B2 化合生成 50ml 气体 C,则 C 的化学式是( (A)AB2 AB
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) (D)

(B)A2B

(C)A2B4

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例 2、把 NaHCO3 与 Na2CO3·10H2O 的混合物 6. 克溶于水配制成 100ml 溶液, 56 已知此溶液中 Na+ 的物质浓度为 0.5 mol/L;若将等质量的该混合物加 热到质量不再变化为止,则其质量减少了多少克?

练习:1、准确称取 6g 铝 土矿样品(含 Al2O3、Fe2O3、 SiO2)加入 100mL 硫酸溶液, 充分反应后向滤液中加入 10mol/L 的 NaOH 溶液, 产生沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示,则所用硫酸溶液的物质的 量浓度为( ) B.1.75mol/L D.无法计算
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A.3.50mol/L C.0.85mol/L

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2、有一块铝铁合金,溶于足量的盐酸中,再用过 量的 NaOH 溶液处理,将产生的沉淀过滤、洗涤、干 燥、灼烧,完全变成红色粉末,经称量红色粉末和合 金的质量相等,求合金中铝的质量分数。

3、将镁带在空气中燃烧的全部产物溶解在 50mL 物质的量浓度为 1.8mol/L 的盐酸中,多余的盐酸用 20mL0.9mol/LNaOH 溶液正好中和,然后在此溶液 中加入过量的 NaOH 把 NH3 全部蒸发出来, 经测定 NH3 的质量为 0.102 克,求镁带的质量为多少?

四、电荷守恒 电荷守恒,即对任一电中性的体系,如化合物、
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混合物、浊液等,电荷的代数和为 0,即正电荷总数和 负电荷总数相等。电荷守恒是利用反应前后离子所带 电荷总量不变的原理,进行推导或计算。常用于溶液 中离子浓度关系的推断,也可用此原理列等式进行有 关反应中某些量的计算。 例 1、 在 K2SO4、Al2(SO4)3、的混合液中,已 知 c(Al3+)=0.4mol/L, c(SO42-)=0.7mol/L, 则溶液中 c(K+) 为( ) (A)0.1mol/L 0.2mol/L (B)0.15mol/L (C)

(D)0.25mol/L

例 2、M2O7x-离子和 S2-在酸性溶液中发生如下反 应:M2O7x-+3S2-+14H+=2M3++3S+7HO 则 M2O7x-离子中 M 的化合价为(
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(A)+2 +6

(B)+3

(C)+5

(D)

练习:1、将 KCl 和 KBr 混合物 13.4 克溶于水配 成 500mL 溶液,通入过量的 Cl2,反应后将溶液蒸干, 得固体 11.175g 则原溶液中 K+,Cl-,Br-的物质的量之 比为 ( ) : (A)3:2:1 2:3:1 (B)1:2:3 ( C)1:3:2 ( D)

2、将 200mL 0.1mol/L 的 Na2CO3 溶液与含 1.71gBa(OH)2 的溶液混合后,为使溶液呈中性,需加 入 1mol/L 盐酸的体积是多少?

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3、在一定条件下,RO3n-和 I-发生反应的离子方 程式为:RO3n-+6I-+6H+= R-+3I2+3H2O。 (1) RO3n-中 R 元素的化合价是______; (2)R 元素

的原子最外层电子数是_____。

4、1L 混合溶液中含 SO42-0.00025mol,Cl- 0.0005mol ,NO3-0.00025mol ,Na+0.00025 mol ,其余 为 H+,则 H+物质的量浓度为( A . 0.0025 mol · L - 1 ) 。

B . 0.0001 mol · L - 1

C.0.001 mol·L-1 D.0.005 mol·L-1

五、电子得失守恒 电子得失守恒,是指在氧化还原反应中,氧化剂
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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。它广泛应用于氧化还原反应中的各种计算, 甚至还包括电解产物的计算。 例 1、7.68g 铜和一定量的浓硝酸反应,当铜反应 完全时,收集到标准状况下的气体 4.48L,若把装有这 些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升 标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液? 例 2、 已知某强氧化剂[RO(OH)2]+能被硫酸钠还原 到较低价态,如果还原含 2.4×10-3mol[RO(OH)2]-的溶 液到低价态,需 12mL0.2mol/L 的亚硫酸钠溶液,那么 R 元素的最终价态为( (A) +3 (B) +2
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) ( C)+1 ( D) -1

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练习:1、某氧化剂中,起氧化作用的是 X2O72- 离子,在溶液中 0.2 mol 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 ( B.+2



A.+1 D.+4

C.+3

2、 一定条件下NH4NO3受热分解的未配平的化学 方程式为: NH 4NO3 =HNO 3+N 2+H 2O在反应中被氧 化与被还原的氮原子数之比为( A.5∶3 5 B.5∶4 ) D.3∶

C.1∶1

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3、将 5.6 克铁粉溶于过量的稀硫酸中,在加热 条件下加入 1.01 克 KNO3 晶休氧化溶液中的 Fe2+, 待 反 应 完 全 后 , 剩 余 的 Fe2+ 尚 需 0 . 2mol/L 的 KMnO4mol/L 溶液 70mL 才能完全氧化(已知 KMnO4 的还原产物为 Mn2+)求 KNO3 的还原产物。

4、将 1.36 克铁粉和氧化铁粉末的混合物,投入 50ml 的稀 H2SO4 中,恰好完全反应并放出标况下 1.12L 氢气,反应后的溶液中不含 Fe 和 Fe3+。求混 合物中的 Fe 和氧化铁的质量。

5、将 X molMg 溶于含 Y molHNO3 的稀硝酸溶液 中,生成 N2O。求此时 X 与 Y 的比值为多少?
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6、A、B、C 三个电解槽,A 槽是 CuCl2 作电解液, 纯铜片作阴极,B、C 两槽以 AgNO3 溶液作电解液, 纯银丝作阴极,先将 A、B 槽并联,再与 C 槽串联进 行电解,其 B 槽中银丝质量增加 0.108g,C 槽银丝增 加 0.216g,则 A 槽 Cu 片质量增加( A.0.216g D.0.032g B.0.108g ) C.0.064g

六、多重守恒 多重守恒是利用多种守恒列方程式组进行计算的 方法。 例 1、把 0.02mol/LHAC 溶液和0.01mol/
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LNaOH溶液等体积混合,则混合溶液中微粒浓度 关系正确的是( ) B.C(HAc)

A.C(Ac-)>c(Na+) >c(Ac-)

C.2C(H+)=C(AC-)-C(HAC) D.c(HAC)+C(AC-)=0.01mol/ L 〖分析〗 此题实质上是0.05mol/L的HAc溶 液和0.05mol/L的NaAc溶液的混合溶液。 由电荷守恒关系可得:C(H+)+C(Na+)=C (AC-)+C(OH-)…………(1) 由物料守恒关系可得:C(HAC)+(AC-)=C (Na+)×2=0.01mol/L……(2)
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由(2)可知D正确。将(1)×2+(2)可得: 2C(H+)=C(AC-)+2C(OH-)-C (HAC)%……(3)故C选项错误。 例 2、0.1mol/L 的 NaOH 溶液 0.2L,通入标准状 况下 448mL H2S 气体,所得溶液离子浓度大小关系正 确的是 ( )

A.[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]>[S2-]>[H+] B.[Na+]+[H+]=[HS-]+[S2-]+[OH-] C.[Na+]=[H2S]+[HS-]+[S2-]+[OH-] D.[S2-]+[OH-]=[H+]+[H2S] 〖分析〗对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要 遵循两条原则:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带 正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;二是物料守
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恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液 中各种存在形式的浓度之和。 上述溶液实际上是含 0.02mol NaHS 的溶液。根据 上面的规律: 电荷守恒:溶液中阳离子有 Na+ 、H+ ,阴离子有 HS-、S2-、OH-。 [Na+]+[H+]=[HS
-] -

]



2[S2



]



[OH

…………………① 物料守恒:HS-由于水解和电离,其存在形式为 HS

-、S2-、H S。 2

S=[S2-]+[HS-]+[H2S] 而钠元素物质的量等于硫元素物质的量即[Na+]=[S2-] +[HS-]+[H2S] …………②
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② 代 入 ① 中 , 得 [S2 [H2S] …………………③



] + [OH



] = [H+] +

另在溶液中,H+ 、OH-都由 H2O 电离而来,故 H+ 、OH-二者的总量应相等,而 H+由于 HS-水解的 原因存在形式为 H+、H2S,OH-由于 HS-电离的原因 存在形式为 OH-、S2-。同样可得到③。 案选 D 答

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