高中化学解题方法技巧之——守恒法 备考生可以看看

高中化学解题方法技巧之——守恒法

守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。系统学习守恒法的应用，对提高解题速率和破解高考难题都有很大的帮助。

●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

现有19.7g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物，将它完全溶解在540mL 2.00 mol·L-1的H2SO4溶液中，收集到标准状况下的气体8.96L。已知混合物中，Fe、FeO、Al、Al2O3的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70mol·L-1的NaOH(aq)体积是________。

●案例探究

[例题]将CaCl2和CaBr2的混合物13.400g溶于水配成500.00mL 溶液，再通入过量的Cl2，完全反应后将溶液蒸干，得到干燥固体11.175g。则原配溶液中，c(Ca2+)∶c(Cl-)∶c(Br-)为

A.3∶2∶1 B.1∶2∶3 C.1∶3∶2 D.2∶3∶1

命题意图：考查学生对电荷守恒的认识。属化学教学中要求理解的内容。

知识依托：溶液等有关知识。

错解分析：误用电荷守恒：

n(Ca2+)=n(Cl-)+n(Br-)，错选A。

解题思路：1个Ca2+所带电荷数为2，则根据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，知原溶液中：

2n(Ca2+)= n (Cl-)+n (Br-)

将各备选项数值代入上式进行检验可知答案。

答案：D

●锦囊妙计

化学上，常用的守恒方法有以下几种：

1.电荷守恒

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。即：阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。

2.电子守恒

化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。

3.原子守恒

系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关连的某些物质的数量(如质量)。

4.质量守恒

包含两项内容：①质量守恒定律;②化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。

此外，还有物料平衡，将编排在第16篇——水的电离中。

●歼灭难点训练

1.(★★★)将3.48g Fe3O4完全溶解在100mL 1.00 mol/L 的H2SO4(aq)中，然后加入K2Cr2O7(aq)25.00mL，恰好使Fe2+全部转化为Fe3+，且Cr2O72-全部转化为Cr3+。则K2Cr2O7的物质的量浓度为__________。

2.(★★★)某露置的苛性钾经分析含水：7.62%(质量分数，下同)、K2CO3：2.38%、KOH：90.00%。取此样品1.00g 放入46.00mL 1.00 mol·L-1的HCl(aq)中，过量的HCl可用1.070mol/L KOH(aq)中和至中性，蒸发中和后的溶液可得固体_______克。

3.(★★★★)A、B、C三种物质各15g，发生如下反应：

A+B+C--D

反应后生成D的质量为30g。然后在残留物中加入10g A，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余C，则下列说法正确的是( )

A.第一次反应停止时，剩余B9 g

B.第一次反应停止时，剩余C6 g

C.反应中A和C的质量比是5∶3

D.第二次反应后，C剩余5g

4.(★★★★★)

(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与较近O2-的核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1)。

图1—1

(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体，都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如图1—1所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

附：参考答案

难点磁场

提示：根据Na原子守恒和SO42-守恒得如下关系：

2NaOH~ Na2SO4~H2SO4

则：n(NaOH)= 2n(H2SO4)

c(NaOH)·V[NaOH(aq)] =2c(H2SO4)·V[H2SO4(aq)]

V[NaOH(aq)]可求。

答案：800mL

歼灭难点训练

1.提示：Fe3O4中+2价铁所失电子物质的量与Cr2O72-中+6价铬所得电子物质的量相等。

×(3-2)=0.02500 L×c(Cr2O72-)×(6-3)×2。

答案：0.100mol·L-1

2.提示：根据Cl原子守恒得：

n(KCl)= n(HCl)= 1.00 mol·L-1×0.04600L = 4.60×10-2mol，m(KCl)易求。

答案：3.43g

3.解析：第一次反应A不足，因为第一次反应后加入A又能进行第二次反应。第二次反应后，只剩余C，说明A、B恰好完全反应。则：

m反(A)∶m反(B)= (15 g+10g)∶15g = 5∶3

第一次反应耗B的质量mB为：15g∶mB=5∶3，mB=9g

即第一次反应后剩余B质量为：15g-9g=6 g。

可见(A)选项不正确。

根据mA+mB+mC=mD，可知生成30g D时消耗C的质量。

mC=30g-15g-9g=6 g

即第一次反应后剩余C质量为：15g-6g=9g。

又见(B)选项不正确。

易见反应消耗A、B、C质量之比为：mA∶mB∶mC=15g∶9g∶6g=5∶3∶2

(C)选项不正确。

答案：D

4.提示：由题得NiO 晶体结构(如右图)。

其体积为：

V= (a×10-8cm)3

右图向三维空间延伸，它平均拥有的Ni2+、O2-数目为：

N(Ni2+)=N(O2-)=1/8×4==1/2N(NiO)

由密度公式得：

ρ(NiO)=

(2)(电荷守恒法)设1mol Ni0.97O中含Ni3+物质的量为x，则Ni2+的物质的量为(0.97mol-x);根据电荷守恒得：

3x+2×(0.97mol-x)=1mol×2 x=0.06mol

N(Ni3+)∶N(Ni2+)=0.06mol∶(0.97mol-0.06mol)=6∶91

答案：(1)

(2) 6∶91