守恒法在化学解题中的应用.docx

守恒法在化学解题中的应用守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它是利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而进行化学计算的一种方法。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，每年高考试卷中要用化学守恒思想来分析和解答的试题占一定的比例，这就说明在平时的教学中要渗透守恒的思想，使学生受到潜移默化的影响。化学中的守恒有很多，现将守恒法的类型及应用归纳如下：一、质量守恒法质量守恒法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，进行计算或推断的一种方法。例1：向BaCl2溶液中加入H2SO4溶液，直到恰好完全反应，反应后溶液的质量恰好等于原BaCl2溶液的质量，则H2SO4溶液的质量分数为。【分析】此题可根据反应前后两溶液的质量守恒分析：加入H2SO4溶液的质量等于析出BaSO4沉淀的质量，由方程式BaCl2+H2SO4=2HCl+BaSO4↓可知：析出233gBaSO4沉淀需98gH2SO4，所以每当加入233gH2SO4溶液其中应含98gH2SO4，故H2SO4溶液的质量分数为：98/233×100%=42.1%二、元素守恒法在一些复杂的、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。例2：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酸中，过量的酸再用1.07mol/LKOH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）故m（KCl）=0.046L×1mol/L×74.5g/mol=3.427g三、电荷守恒法电荷守恒法是指在电解质溶液中，不论存在多少种离子，但溶液总是显电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。例3：25℃时，将等体积的盐酸和氨水混合后，若混合液中c（NH4+）>c（Cl-）则混合液的PH值（）A.大于7B.小于7C.等于7D.无法确定【分析】依电荷守恒有下列关系：c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-）由于c（NH4+）>c（Cl-），所以c（H+）<c（OH-），溶液显碱性，PH>7四、物料守恒法物料守恒法是指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。例4:在硫化钠水溶液中存在着多种离子和分子，下列关系式正确的是()A.c(OH－)＝c(HS－)＋c(H+)＋c(H2S)B.c(OH－)＝c(HS－)＋c(H+)＋2c(H2S)C.c(Na+)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)D.c(Na+)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)【分析】对于溶液中微粒关系要遵循两条原则：一是电荷守恒，二是物料守恒。在硫化钠水溶液中阳离子有Na+、H+，阴离子有HS－、S2－、OH－；硫元素在溶液中存在形式为HS－、S2－、H2S。由电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)…………①由物料守恒：S=c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)，而钠元素物质的量等于硫元素物质的量的2倍，即c(Na+)=2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)…………②②式-①式得c(OH－)＝c(HS－)＋c(H+)＋2c(H2S)故答案选BD五、电子守恒法电子守恒法是根据氧化还原反应中失去电子的数目，一定等于得到电子的数目，得失电子数目保持守恒。例5:某氧化剂中，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】在上述反应中，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）=0.6×2∴a=＋3答案选C