守恒法在化学计算中的应用.doc

守恒法在化学计算中的应用白双桃守恒法是中学化学常用的一种解题技巧，它不纠缠过程细节，即只看结果，不要过程，这样往往能抓住本质，突破难点，避繁就简，尤其是在解选择题时，可节省做题时间，提高解题速率。化学计算中常用到的守恒法有得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒、物料守恒等。现将适宜于从守恒角度进行解析的常见问题例举如下：一、得失电子守恒得失电子守恒法（或化合价升降守恒法）常用于氧化还原反应中氧化产物、还原产物的判断及相关计算。得失电子守恒式：氧化剂的物质的量×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值例1、250mL24mol/L的Na2SO3溶液恰好把02mol的还原，则X在还原产物中的化合价为多少？答案：+3价解析：设X在还原产物中的化合价为x，：根据氧化还原反应中得失电子守恒式得：24mol/L×025L×2＝02mol×6－x×2，x＝3，例2、某温度下，将Cl2通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合液，经测定ClO和个数比为1∶2，则Cl2与KOH溶液反应时，被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为（）A．3：1B．4：3C．11：3D．2：3答案：C解析：设ClO为x个，由题意知，为2x个，它们共失去电子为11x个，由电子得失守恒知必有11x个Cl生成。所以被还原的氯与被氧化的氯的原子个数比为11x∶x＋2x＝11∶3，故选C。例3、在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为（）A．1：1：1B．4：3：2C．2：3：1D．2：2：1答案：D解析：一般化学或离子方程式中氧化剂或氧化产物只有O2时，方程中只要有过氧化物参加或生成，反应或生成1molO2，转移2mol电子。方程中无过氧化物参加或生成，反应或生成1molO2，转移4mol电子。假设各生成1molO2，利用上述规律可得反应中转移的电子的物质的量分别为4mol、4mol、2mol，所以电子数之比为2：2：1，故选D．例4、金属铜的提炼多从黄铜矿开始，在黄铜矿的焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。下列说法不正确的是（）A．O2只作氧化剂B．CuFeS2既是氧化剂又是还原剂C．SO2既是氧化产物又是还原产物D．若有1molO2参加反应，则反应中共有4mol电子移转答案：D解析：因为Fe3＋能氧化S2－，所以CuFeS2中Fe为＋2价，元素的化合价变化为Cu由＋2价降到+1价，S由－2价升高到+4价，既作氧化剂又作还原剂；O2中氧元素降到－2价，因此SO2既是氧化产物又是还原产物。反应中除O2得电子外，＋2价Cu也得电子，若有1molO2参加反应，则反应中有6mol电子转移。故选D。例5、5.12gCu和一定质量的浓硝酸反应，当Cu反应完时，共收集到标准状况下的气体3.36L，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？答案：0.896L解析：铜失去电子的物质的量＝被还原的硝酸得到电子的物质的量＝氧化还原产物NO、NO2消耗的氧气得电子的物质的量，省去中间计算过程，即可简化为：铜失去电子的物质的量＝氧气得电子的物质的量。则有：n(Cu)×2＝n(O2)×4n(O2)＝5.12g/64g·mol－1×2＝0.04molV(O2)＝0.04mo×22.4L/mol＝0.896L例6、铜和镁合金4.6克完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原的产物只有4480ml的NO2和336mlN2O4（标况下），在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成的沉淀质量（）A、9.02gB、8.51gC、8.26gD、7.04g答案：B解析:反应中铜镁合金失去电子,最终转化为Cu(OH)2和Mg(OH)2沉淀,比较始态和终态,固体增加的质量为OH-的质量,而OH-的物质的量等于转移的电子的物质的量,再根据气体计算转移的电子的物质的量:n=4.48/22.4+(0.336/22.4)×2=0.23mol,所以沉淀的质量为:4.6+0.23×17=8.51g，故选B.例5、6若用常规方法，计算步骤多且容易出错，用电子守恒法能使计算过程大大简化。二、电荷守恒电荷守恒即电解质溶液中的阴离子所带的负电荷总数等于阳离子所带的正电荷总数，电荷守恒法适合已知溶液中几个离子的量，求另外一种离子的量的计算题，也适合缺数据而不能直接求解的混合物的计算题如比较溶液中离子浓度的大小。电荷守恒法解题时的计算公式：阳离子所带电荷数×阳离子的浓度或物质的量或微粒个数==阴离子所带电荷数×阴离子的浓度或物质的量或微粒个数易错点：忘记乘以