第二章學(xué)案11守恒思想在化學(xué)中的應(yīng)用——守恒法解題技巧

1、學(xué)案11守恒思想在化學(xué)中的應(yīng)用守恒法解題技巧究破考點研析熱點當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，其實質(zhì)就是原子之間的化分和化合，即可推知某種元素的原子無論是在哪種物質(zhì)中，反應(yīng)前后其質(zhì)量及物質(zhì)的量都不會改變，即質(zhì)量守恒；在化合物中，陰、陽離子所帶電荷總數(shù)相等，即電荷守恒；在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)和還原劑失電子總數(shù)相等，即得失電子守恒；在組成的各類化合物中，元素的正、負(fù)化合價總數(shù)的絕對值相等，即化合價守恒。守恒法是中學(xué)化學(xué)計算中一種很重要的方法與技巧，也是高考試題中應(yīng)用最多的方法之一，其特點是抓住有關(guān)變化的始態(tài)和終態(tài)，忽略中間過程，利用其中某種不變量建立關(guān)系式，從而簡化思路，快速解題。1.質(zhì)量守恒

2、法質(zhì)量守恒定律表示：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成物的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。依據(jù)該定律和有關(guān)情況，可得出下列等式：（1）反應(yīng)物的質(zhì)量之和=產(chǎn)物的質(zhì)量之和。（2）反應(yīng)物減少的總質(zhì)量=產(chǎn)物增加的總質(zhì)量。（3）溶液在稀釋或濃縮過程中，原溶質(zhì)質(zhì)量=稀釋或濃縮后溶質(zhì)質(zhì)量（溶質(zhì)不揮發(fā)）。典例導(dǎo)悟1】有一塊鋁、鐵合金，溶于足量的鹽酸中再用過量的NaOH溶液處理，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、灼燒，完全變成紅色粉末，經(jīng)稱量紅色粉末和合金質(zhì)量恰好相等，則合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A.60%B.50%C.40%D.30%聽課記錄：2原子守恒法從本質(zhì)上講，原子守恒和質(zhì)量守恒是一致的，原子守恒的結(jié)果即質(zhì)量守

3、恒。典例導(dǎo)悟2（2011濟(jì)南模擬）38.4mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是（）-3-3A.1.0X10molB.1.6X10mol33C.2.2x10molD.2.4x10mol聽課記錄：3. 電荷守恒法在電解質(zhì)溶液或離子化合物中，所含陰、陽離子的電荷數(shù)相等，即：陽離子的物質(zhì)的量x陽離子的電荷數(shù)=陰離子的物質(zhì)的量x陰離子的電荷數(shù)，由此可得：（1）在離子化合物中，陰、陽離子的電荷數(shù)相等；在電解質(zhì)溶液里，陰、陽離子的電荷數(shù)相等。【典例導(dǎo)悟3】（2011鄭州質(zhì)檢）某硫酸鋁和硫酸鎂的混合液中，c（Mg2+）=2molL1,

4、c（SO2）=6.5molL1,若將200mL的此混合液中的Mg2+和Al3+分離，至少應(yīng)加入1.6molL1的苛性鈉溶液（）A.0.5LB.1.625LC.1.8LD.2L聽課記錄：4. 電子守恒法(1) 基本內(nèi)容在氧化還原反應(yīng)中最本質(zhì)的問題是電子轉(zhuǎn)移，表現(xiàn)在氧化還原反應(yīng)的特征上是元素化合價的變化，因此產(chǎn)生了對氧化還原反應(yīng)定量研究的依據(jù)。 電子守恒：在一個氧化還原反應(yīng)中氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。 化合價守恒：有關(guān)元素化合價升高總數(shù)等于另一些有關(guān)元素化合價降低總數(shù)。(2) 主要應(yīng)用配平有關(guān)的化學(xué)方程式的步驟：園一標(biāo)明反應(yīng)前后化合價有變化的元素的化合價圈-通過求最小公倍數(shù)使化合價升降

5、總值相等I匡確定氧化劑與還原劑的化學(xué)計量數(shù)T囲一觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)I囿一檢查質(zhì)量、電荷、得失電子是否分別守恒【典例導(dǎo)悟4某反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：NaOH、AU2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、AU2O、H2OO(1) 請將Au2O3之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi)。|AU2O3+>+(2) 反應(yīng)中，被還原的元素是，還原劑是。將氧化劑與還原劑填入下列空格中，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。紡織工業(yè)中常用氯氣作漂白劑，W2S2O3可作為漂白布匹的“脫氯劑”，Na2S2O3和Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物是H2SO4、NaCl和HCI，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為。聽課記錄：(3) 有

6、關(guān)計算典例導(dǎo)悟5Na2Sx在堿性溶液中可被NaCIO氧化為Na2SO4,而NaCIO被還原為NaCl,若反應(yīng)中NazS與NaCIO的物質(zhì)的量之比為1:16，則x的值為()A.2B.3C.4聽課記錄：典例導(dǎo)悟值為()A2聽課記錄：6】（2011武漢月考）某反應(yīng)可表示為：mM+nH+O2=xM2+yO，貝9xB.4C.6D.95 .體積守恒法在有的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前、后氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，即在相同的條件下，反應(yīng)前、后氣體的體積守恒。典例導(dǎo)悟7二硫化碳在氧氣里燃燒生成CO2和SO2,將0.228gCS2在448mLO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）中燃燒，將燃燒后的混合氣體恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況，其體積為（）A.224m

7、LB.112mLC.448mLD.336mL聽課記錄：在電解質(zhì)溶液的分析中，還用到物料守恒、質(zhì)子守恒等，它們的實質(zhì)都是質(zhì)量守恒或原子守恒。專題集訓(xùn)醫(yī)秸題精練規(guī)范答題1. 已知Q與R的摩爾質(zhì)量之比為9:22,在反應(yīng)X+2Y=2Q+R中，當(dāng)1.6gX與Y完全反應(yīng)后，生成4.4gR，則參與反應(yīng)的Y和生成物Q的質(zhì)量之比為（）A.23:9B.32:9C.46:9D.16:92. 某非金屬單質(zhì)A和氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成B。B為氣體，其體積是反應(yīng)掉氧氣體積的兩倍（同溫、同壓）。以下對B的分子組成的推測一定正確的是（）A.有1個氧原子B.有2個氧原子3+12pH=1,c(AI)=0.4molL-,c(SO4)C

8、.有1個A原子D.有2個A原子3. 由硫酸鉀、硫酸鋁和硫酸組成的混合溶液，其=0.8molLj貝Uc（K+）為（）0.2molL-10.4molL-16.4g時，陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀1A.0.15molL-B.1C.0.3molL-D.4. 用石墨電極電解CuSO4溶液，當(dāng)陰極質(zhì)量增加況下的體積是（）2.24L0.56LA.1.12LC.4.48L5. 配平以下兩個化學(xué)方程式。（1）_Na2SO3+_Na2S+_H2SO4_Na2SO4+_S+_H2O（2）_KMnO4+_HCl_KCl+_MnCI2+_Cl2f+_H2O整體把握宵屋建甑在反應(yīng)過程中，F(xiàn)e元素的質(zhì)量是守恒的，且m（AI,F

9、e）=m（Fe2O3）。、物質(zhì)的分類物質(zhì)純傘物按元耒一種物就）聊類L甌液嚴(yán)化合物（曲種戍兩種以上元盍）L單質(zhì)（一種朮累）誨粒間離了"住合物|的杵侖L共價花件物按能州電辭質(zhì)莖髓L殛礦L韭魁羅馬孑i蔽J還驚劑-金屈單應(yīng)-非企皿笙質(zhì)-稀有吒怵面門非f（a解質(zhì)強電解質(zhì)闢電解質(zhì)二、化學(xué)反應(yīng)的分類化學(xué)反應(yīng)"化合反®：A+B=AB根據(jù)反應(yīng)物唯成物的J分解反應(yīng):AB=A+B類別及種類的多少量換反應(yīng)油+BC=B+AC、復(fù)分解反應(yīng)：AR十CD=AD十CB根據(jù)反應(yīng)中是否有離子參加化學(xué)反應(yīng)定義:有離子參加的一類反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)類型氧化還原反應(yīng)貉合反應(yīng)|書寫方迭:寫拆刖、査離子方程式j(luò)表示一

10、類化學(xué)反應(yīng)號"！掲示化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)、分子間反應(yīng)持征:反應(yīng)前后元素的化會價發(fā)生變化實質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）非千十甘雙線橋法珈方法：單線橋法還槪原念反及應(yīng)其相互關(guān)系-有氧化性-謁電子TII應(yīng)十同時存在同時體現(xiàn)-數(shù)目相等一數(shù)目相等一同時發(fā)生一同時產(chǎn)生成物ttttrt、還原劑-有還原性-失電子化舍價升高一發(fā)生暫化反應(yīng)*氧化嚴(yán)韌.氧化劑I化合價降低一發(fā)生還原反應(yīng)一>還原產(chǎn)物、非氧化還原反應(yīng)專題學(xué)案ii守恒思想在化學(xué)中的應(yīng)用一一守恒法解題技巧【專題探究區(qū)】典例導(dǎo)悟1.D試題中物質(zhì)的變化如下圖所示:AlFeHC1.NaOHF勺03足量>Fe（OH）沉淀丄合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與Fe2O

11、3中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=3X16x100%=2X56+3X1630%。2. C據(jù)題意，濃硝酸是適量的，而不是過量的，盡管開始產(chǎn)生的是NO2氣體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度逐漸降低，氣體將由NO2變?yōu)镹O,22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體應(yīng)是NO2與NO的混合物。據(jù)氮原子守恒，也即反應(yīng)消耗的硝酸中的氮元素在生成物中存在于Cu(NO3)2、NO、NO2中，所以硝酸的物質(zhì)的量等于氣體的物質(zhì)的量與硝酸銅物質(zhì)的量的兩倍之和。n(HNO3)=n(氣體)+2nCu(NO3)23322.4X10：L38.4X10：g=Z7+2X:122.4Lmol64gmol=2.2X10：3mol。3. D根據(jù)電

12、荷守恒得：2c(Mg2+)+3c(Al3+)=2c(S。2：)1132X6.5molL-2X2molL-13加入氫氧化鈉溶液，使Mg2+、Al3+分離，此時NaOH轉(zhuǎn)化為Na2SO4和NaAIO2，由電荷守恒得：c(Al+)=3molL：2n(SO2：+n(AIO丁)cNaOH2X6.5mol1X0.2L+3molL-1X0.2L=2LV(NaOH)=11.6molL：4.(1)Na2S2O3H2ONa2S4O6AU2ONaOH4<+3AuNa2S2O3INa.S-.0.(4) 1:4解析(1)這是一個氧化還原反應(yīng)，所以應(yīng)按照“強氧化劑+強還原劑一t弱氧化劑+弱還原劑”的原理來完成化學(xué)方

13、程式。AU2O3與AU2O相比，Au是高價(+3),AU2O3是氧化劑，所以與之相反應(yīng)的就是還原劑含低價兀素。Na2S2O3與Na2S4O6相比，S是低價(+2),所以Na2S2O3是還原劑，S元素被氧化，金元素被還原，基本反應(yīng)為：Au2O3+Na2S2O3Au2O+Na2S4O6。對比反應(yīng)前后：氧原子在反應(yīng)后增加，鈉離子相對硫原子減少，所以要補充如下：生成物中要補鈉NaOH,相應(yīng)的反應(yīng)物中要補氫H2O。補完后查對各種原子守恒反應(yīng)原理正確。失2X4e：得2Xe：(4) 氧化還原反應(yīng)遵循得失電子守恒，Na2S2O32H2SO4,C"HCl，所以還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：4。5.

14、 D本題考查在氧化還原反應(yīng)中用得失電子守恒來進(jìn)行相關(guān)的計算。:2/x+6+1:1Na2Sx一xNa2SO4NaClO一NaCl得關(guān)系式1X(6x+2)e：=16X2e：,x=5。6 .A本題可以利用得失電子守恒求解，也可以利用電荷守恒求解。據(jù)得失電子守恒有2x=4,即卩x=2。若利用電荷守恒求解，則有y=2(氧原子守恒)，n=4(氫原子守恒)，4X1=2x(電荷守恒),即x=2o燃燒7 .C液態(tài)的CS2在。2中燃燒的化學(xué)方程式為：CS2(液)+302(氣)=C02(氣)+2SO2(氣)。從上述反應(yīng)方程式可知：反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量無變化，即反應(yīng)前后氣體的體積守恒。無論在反應(yīng)過程中02的量是過量、正好還是不足，氣態(tài)物質(zhì)的體積均保持不變，燃燒前后氣體的體積仍為448mL。【專題集訓(xùn)區(qū)】1.D2.A+3