化學計算-基本解題方法-1-守恒法(10.23)

守恒法一、守恒法在化學解題中的應用守恒法的類型1．質量守恒法----在化學反應中，參加反應的反應物的總質量等于生成物的總質量，反應前后質量不變。

2．元素守恒法----在一些復雜多步的化學過程中，雖然發(fā)生的化學反應多，但某些元素的物質的量、濃度等始終沒有發(fā)生變化，整個過程中元素守恒。

3．電子守恒法----氧化還原反應中，氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數，得失電子守恒。

4．電荷守恒法----在溶液中陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數，溶液呈電中性。

例1.在臭氧發(fā)生器中裝入100mlO2，經反應3O2→2O3，最后氣體體積變?yōu)?5ml（體積均為標準狀況下測定），則反應后混合氣體的密度為多少？

【分析】根據質量守恒定律反應前后容器中氣體的質量不變，等于反應前100mlO2的質量。則反應后混合氣體的密度為：d=（0.1L/22.4L·mol－1×32g·mol－1）/0.095L=1.5g·L－11．質量守恒法例1.有一在空氣中暴露過的KOH固體，經分析知其內含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若將此樣品1g加入到46.00ml的1mol·L－1鹽酸中，過量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸發(fā)中和后的溶液可得固體多少克？【分析】此題中發(fā)生的反應很多，但仔細分析可知：蒸發(fā)溶液后所得固體為氯化鉀，其Cl－全部來自于鹽酸中的Cl－，在整個過程中Cl－守恒。即n（KCl）=n（HCl）m（KCl）=0.046L×1mol·L－1×74.5g·mol－1

=3.427g2．元素守恒法例2、現有鐵、氧化亞鐵、氧化鐵的混合物粉末3.44克，向其中加入100mL1mol/L的鹽酸恰好全部溶解，收集到標準狀況下的氣體224毫升，向反應后的溶液中加入KSCN溶液不變色，則6.88克該混合物在高溫下用足量CO處理后，殘留固體質量為多少克？解析：3.44克該混合物溶于鹽酸后加KSCN溶液后不變色，說明無Fe3+，即全部為FeCl2，由Cl-個數守恒可知：n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5×1mol/L×0.1L=0.05mol所以6.88克該混合物中含鐵為0.1mol，殘留固體為鐵，其質量為5.6克?！铩颷例3]將27.2g鐵粉和氧化鐵的混合物放入500mL的稀硫酸中，發(fā)現固體完全溶解，并放出0.2g無色氣體，此時測得溶液中無Fe3+，然后向溶液中加入2mol·L-1的氫氧化鈉溶液，當氫氧化鈉溶液的體積為500mL時，溶液中恰好無Fe2+，則原硫酸溶液的物質的量濃度為（）

A.1mol·L-1B.2mol·L-1C.3mol·L-1D.4mol·L-1

[解析]溶液在未加NaOH溶液以前成分為：Fe2+、H+、SO42-；加NaOH以后生成Na2SO4、Fe(OH)2及H2O，即原來與Fe2+、H+結合的SO42-全部與Na+結合。Na+全部來自于NaOH，則有Na+:2mol·L-1×500×10-3L=1mol，則SO42-有0.5mol，故原有H2SO40.5mol，則H2SO4的濃度為：0.5mol÷(500×10-3L)=1mol·L-1選A

啟示：本題只考慮始態(tài)和終態(tài).電子守恒：例1.某反應中，起氧化作用的是X2O72－離子，在溶液中0.2mol該離子恰好能使0.6molSO32－離子完全氧化，則X2O72－離子還原后的化合價為（）。

A．＋1B．＋2C．＋3D．＋4【分析】氧化劑為X2O72－，還原劑為SO32-設反應后X元素的化合價為a.則X元素化合價由＋6降為a，S元素化合價由＋4升為＋6。1molX元素得電子(6－a)mol，1molS元素失電子（6－4）mol=2mol。由電子守恒知：2×0.2(6－a)=0.6×2a=＋3答案選C電子守恒例2、將10.416g純鐵絲溶于過量的鹽酸，在加熱下用5.050gKNO3去氧化溶液中的Fe2+,待反應完全后，剩余的Fe2+還需要24mL0.3mol/L的KMnO4溶液才能完全氧化，其反應的化學方程式：KMnO4+5FeCl2+8HCl→KCl+MnCl2+5FeCl3+4H2O試通過計算確定KNO3的還原產物，并寫出KNO3與FeCl2反應的化學方程式。

設x為KNO3的還原產物中N的化合價，則有