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守恒思想在化学中的应用


常见守恒类型:
一、质量守恒 依据:化学反应前物质的总质量 = 反 应后物质的总质量。 二、元素原子守恒 依据:化学反应前后原子的种类和 数目不发生变化 三、得失电子守恒 依据:氧化还原反应中氧化剂得 电子总数=还原剂失电子总数 四、电荷守恒 依据:溶液中阳离子所带正电荷总数 =阴离子所带负电荷总数。 五、物料守恒
试一试: 稀硫酸与BaCl2溶液充分混合,恰好完全反应,将所得到 的液体过滤,得滤液质量与原BaCl2溶液的质量相等,求 原稀硫酸的溶质质量分数。 溶液质量守恒: m(H2SO4)aq+ m(BaCl2) aq =m(BaSO4) +m(HCl) aq 已知:m(HCl ) aq= m(BaCl2) aq 所以: m(H2SO4) aq== m(BaSO4 ) 又H2SO4与 BaCl2 恰好反应,设H2SO4有1mol 质量为 98g则生成 BaSO4为1mol 质量为233g,即硫酸溶液的 质量为233g。 H2SO4%=98/233 X100%=42%
【典例导析2】将amol钠和amol铝一同投入mg足 量水中,所得溶液密度为dg•mL-1,该溶液中溶质的 质量分数为( ) 解析 :首先考查钠,铝的性质,确定amol钠, amol铝完全溶解,溶质为NaAlO2,溶质的质量 溶质质质 分数= 溶液质液 100 % 。溶质质量可以根据钠原 子或铝原子守恒进行计算,而溶液质量=mNa+ mAl+ mH2O- m H2 。同理钠投入水中溶液质 量的计算:铁粉投入足量的FeCl3溶液中溶液 质量的计算都体现了质量守恒思想。
NaCl ~ Cl ~ HCl
1mol
NaOH+HCl = NaCl+CO2+H20
1mol
M(NaCl)=58.5g
【练习1】有一在空气中暴露过的KOH固体,经 分析测知其中含水7.62%,K2CO3 2.83%, KOH90%。若将此样品先加入到1mol/L的盐酸 46.00mL里,过量的盐酸再用1.07mol/LKOH溶 液27.65mL正好中和,盐酸中和后的溶液可得固 体约为( )。 A A.3.43g B.4.00g C.4.50g D.1.07g 解析:在解这道题时,容易忽视该题中所隐含 的条件:反应前后氯元素守恒,如果根据每步 反应求KCl的质量,解题太繁,固体KCl的质 量为:1mபைடு நூலகம்l/L×46.00mol/1000×74.5g /mol=3.43g,故选答案A。
一天,福尔摩斯象往常一样滋滋有味 地抽着他的烟斗,房间里充满了刺鼻的 烟味。华生问道:“敬爱的先生,别人 都说你很聪明,那么你能告诉我你吐出 的这些烟和气体有多重吗?”
守恒思想解题
守恒法就是根据化学反应的实质是原子 间的重新组合,遵循质量、元素等守恒规律。 抓住物质变化的始态和终态,忽略中间过程, 利用不变量直接建立关系式解题。
【练习2】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合 物中,加入100mL1mol/L的盐酸,恰好使混合 物完全溶解,放出224 m L(标准状况)气体, 所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,那么若用 足量的CO在高温下还原相同质量的混合物,能 得到铁( B) A.11.2g B、2.8g C、5.6g D、无法计算 解析:许多学生在解这道题时,忽视该题中所 隐含的条件:所得溶液加KSCN溶液无血红色出 现,即:溶液中铁元素以Fe2+形式存在。根据溶 质为FeCl2计算出Fe2+即Fe原子的物质的量,进 而计算出混合物中铁元素的总质量。故答案:B。
[练习3].标准状况下将17.92 L CO2气体通入1 L1 mol/ L 的NaOH溶液中,完全反应后所得溶质的物质的量是多少? 解析:反应前后原子的质量是守恒的,此题可利用反应 前后钠原子和碳原子守恒来计算。 解:由题意17.92 LCO2的物质的量为:17.92 L/22.4 mol•L -1== 0.8 mol 设生成的Na2CO3物质的量为x mol,NaHCO3物质 的量为y mol。由题意得 解得,x == 0.2 mol y == 0.6 mol 答:生成Na2CO3 0.2 mol,NaHCO3 0.6 mol。
三、电子守恒法
[典例导析6] 24 mL 浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰 好与20 mL 浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反 应.已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr 在还原产物中的化合价为 ( B ) A.+2 B.+3 C.+4 D.+5 氧化剂的物质的量×变价原子个数×变化的价态=
六、能量守恒法
一、质量守恒:
【典例导析1】 已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反 应X+2Y === 2Q+R中,当1.6 g X与Y完全反应后,生成 4.4gR,则参与反应的Y和生成物 Q的质量之比为 ( D) A.23∶9 B.32∶9 C.46∶9 D.16∶9 解析 : 此题主要考查质量守恒定律。Q与R的摩尔质量之 m(Q) 4.4 g 比为9∶22是计算的突破口,由反应方程式知, , 29 22 得m(Q)=3.6 g。再根据质量守恒定律:1.6 g+m(Y)=3.6 g+4.4 g,得m(Y)=6.4 g。故m(Y)∶m(Q)=6.4 g∶3.6 g=16∶9。答案 D
【典例导析5】在10.6gNa2CO3和8.4gNaHCO3固体中加入 含1mol HCl的盐酸溶液,溶液呈酸性,继续加入100mL 7mol/L的NaOH溶液后恰好中和,将溶液蒸干,则所得固 体的质量? 反应物(始态):Na2CO3 NaHCO3 HCl NaOH 生成物(终态):
NaCl Na2CO3+2 HCl= 2NaCl+CO2↑+H20 NaHCO3+HCl= NaCl+CO2 ↑ +H20
二、原子或原子团守恒
【典例导析4】 在空气中加热32g铜粉,使其全部变为氧 化铜,然后加入足量的稀硫酸中,待反应完毕后,再加热 蒸发溶剂,可制得硫酸铜晶体的质量是( C ) A、250g B、90g C、125g D、24g 思考:铜元素在本题涉及的一系列变化中保持守恒。且 有下列关系: Cu~CuO~CuSO4 ~CuSO4· 5H2O 1mol 1mol 0.5mol 0.5mol m(CuSO4· 5H2O )=250g/mol*0.5mol=125g
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