2011年高考专题复习---化学计算专题 守恒法

 

二. 教学要求：

熟练运用守恒法解题，形成解题意识。

 

三. 知识分析：

根据某些量守恒的关系进行解题，思路清晰，条理分明，解题快速是中学化学计算中最常用的一种方法。

守恒法的最基本原理为——质量守恒定律，并由此衍生出来：

一切化学变化中都存在的——微粒守恒

氧化还原反应中存在的——得失电子守恒

化合物的化学式存在的——正、负化合价总数相等

电解质溶液中存在的——阴、阳离子电荷守恒

下面我们就每种举例说明。

 

【典型例题】

1. 元素守恒：

[例1] 粗盐中含有

、

、

等杂质，取

粗盐溶于水过滤除去

不溶物，向滤液中依次加入过量的①  

的氢氧化钠溶液

；②

固体氯化钡；③

的碳酸钠溶液

，发现白色沉淀逐渐增多，过滤除去沉淀物，再加入过量的盐酸，使溶液呈酸性，加热蒸发得

晶体

，求粗盐中含

的质量分数。

解析：

来自两方面：粗盐中原有

，除杂过程中产生的

。根据

守恒可知，后者

可由加入的

和

来确定，即除杂中生成的

为：

。所以粗盐中

为：

答案：

 

[例2] 现有

和

组成的混合气体，欲用

溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，使混合气体全部转化成盐进入溶液，需用

溶液的体积是（    ）

A.

                B.

       C.

       D.

解析：

与

溶液的反应为：

在足量的

时，混合气体可全部被吸收转化成盐

和

。我们不必设多个未知数，只要认真观察两种盐的化学式会发现：

元素和

元素的物质的量之比为

，由氮原子物质的量即为所需

的物质的量：

∴

答案：D

2. 电荷守恒：

[例3] 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁，将燃烧后的产物全部溶解在

，浓度为

盐酸溶液中，以

的氢氧化钠溶液中和多余的酸，然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来，用足量盐酸吸收，经测定氨为

，求镁带物质的量。

解析：化学反应方程式为：

     

     

     

     

     

我们用流程图来表示会更清晰一些：

 

溶液A

 

   

 

在溶液A中的阴离子为

、阳离子为

、

、

，根据电荷守恒有：

答案：镁带物质的量为：

。

  3. 正、负化合价总数相等：

[例4] 向一定量的

、

、

的混合物中，加入

的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出

（标况）的气体，所得溶液中加入

溶液无血红色出现，若用足量的

在高温下还原相同质量的此混合物，能得到的铁的质量为（    ）

    A.

    B.

   C.

   D. 无法计算

解析：最后溶液中溶质全部是

，由化合价可知：

∴

答案：C

  4. 得失电子相等（守恒）：

[例5] 将

的

跟足量稀

反应，生成

、

、

和

，则参加反应的

中被还原的

的物质的量是（    ）

A.

                  B.

      

C.

            D. 

解析：由反应物、生成物可知：

失

为

：

失

：

失

得

为：

，得

根据得、失

数相等，有：

答案：C

  5. 综合守恒：

[例6] 取钠、钙各一小块，投入适量水中，反应完毕时只收集到

（标准状况）。再取碳酸钠和碳酸氢钠的混合物

加入到所得的溶液中，当反应完后（此时

、

、

完全进入沉淀）将溶液蒸干，得到白色固体

，再将白色固体用水洗涤、干燥得白色不溶物

。试求：

（1）钠、钙各多少克？

（2）

、

各多少克？

解析：为了便于分析各量之间的关系，先据题目画出图（图示法分析题）

（1）由钙守恒得：

    

—

     

     

     由电子守恒得：

—

 —

     

 

    

—

—

     

  

    

            

     则

：

      

：

（2）方法一：根据

守恒可得：

   

中的

来自于单质钠和

与

即：

   

    则

    解得：

    则

：

   

：

方法二：根据碳

守恒，

中的

来自于

和

。

        则

方法三：根据

守恒；

、

中的

等于

，消耗的

和余下的

。

—

—

       

            

       

—

—

       

         

       

           

       

        则

 

【模拟试题】

  1. 将

和

混合物

溶于水配成

溶液，通入过量的

，反应后将溶液蒸干，得固体

，则原所配溶液中

、

、

的物质的量浓度之比为（    ）

A.

                           B.

      

C.

                            D.

  2. 将含

和

的混合气体充入有

的密闭容器中，电火花点燃，反应结束后，容器内于

时压强约为

。将残留物溶于水，无气体溢出。下列叙述正确的是（    ）

A. 原混合气体中

和

体积比为

B. 原混合气体中

和

体积比为

C. 残留固体中只有

D. 残留固体中只有

和

  3. 某无水混合物由硫酸铁和硫酸亚铁组成，测知该混合物中含硫

，则其含铁量为（    ）

A.

                   B.

     

C.

              D.

  4. 有三种盐的混合溶液，溶液中含有

、

、

、

，其物质的量分别为

的

、

的

、

的

，则

为（    ）

A.

                        B.

          

C.

                       D.

  5.

与

的混合物

，加入到

盐酸中恰好完全溶解，经KSCN检验，溶液不显红色，若忽略溶液体积变化，则溶液中

物质的量浓度是（    ）

A.

              B.

       

C.

              D.

  6. 把

含

和

的混合液分为两等份：一份加入

烧碱并加热，恰好把

全部赶出，另一份需含

的溶液，使沉淀反应刚好完全，则原溶液中

的浓度是（     ）

A.

             B.

C.

             D.

  7.

含某

价金属离子（

）的溶液，恰好把

完全沉淀，则

值为（     ）

    A.

         B.

         C.

          D.

  8. 已知某强氧化剂

中的

元素能被

还原到较低的价态。如果还原

，需用

的

溶液，则反应后

元素的价态为（      ）

    A.

         B.

       C.

        D.

  9. 某单质跟浓

反应，若参加反应的单质与

的物质的量之比为

，则该元素在反应中所显示的化合价可能是（    ）

    A.

       B.

        C.

        D.

  10. 用惰性电极电解

价金属的硝酸盐溶液，当阴极上析出

克金属时，阳极上产生气体

（标准状况），则金属相对原子质量为（    ）

A.

                        B.

      

C.

                      D.

  11. 在硫酸钠与硫酸钾的混合溶液中，当

、

，

，则

和

之间的关系是（    ）

A.

               B.

C.

               D.

  12. 在氯化铝和硫酸铝的混合溶液中，若不计

水解，当其中

时，下列判断正确的是（    ）

A.

     

B.

C.

    

D.

与

物质的量相等

  13. 当温度升高时，

气体能分解成

气体。现将一定量的

气体放入某一密闭器中使温度升高，让其分解，当有

分解时，该反应达到平衡。平衡时反应混合气体的平均相对分子质量为

，则

的相对分子质量为      。

  14. 在

浓度为

的盐酸中加入

溶液

，过滤后，滤液与足量的小苏打反应，放出标准状况下

气体的体积为多少升？

15. 向一定量的未知浓度的氯化钡溶液中加入硝酸银溶液使

完全沉淀，其结果是生成溶液的质量与所加入的硝酸银溶液的质量相等，求氯化钡的质量分数浓度？

16. 往

溴化亚铁溶液中缓慢通入

（STP）

，结果溶液中有

溴离子被氧化成溴单质，求原溴化亚铁溶液的摩尔浓度。

17. 硝酸铜和硝酸银的混合液

，已知溶液中

，往其中加入一定量锌粉充分振荡后过滤，沉淀物经干燥后称重为

，将此沉淀置于盐酸中无气体放出，往滤液中滴入

无沉淀，然后加入过量氢氧化钠溶液至沉淀量不变时，过滤将沉淀加热至恒重后残余物称量为

，试求参加反应的锌的质量为多少克？

18. 准确称取铝土矿（含

、

、

）

样品，放入盛有

硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入

的

溶液，产生沉淀的物质的量（

）与所加

溶液体积（

）的关系如图所示，求硫酸的物质的量的浓度。

                             

 

 

【试题答案】

  1. B     2. B、D    3. D       4. C     5. C       6. D

7. B     8. A        9. B、D   10. B    11. A、D  12. D

  13.

14. 解：由于

与

反应生成

，与上一反应：

和

生成

无关，所以

中

可直接用于计算：

 

—

 

      

 

   

 

15. 解：根据“质量守恒定律”：由生成溶液的质量与加入硝酸银溶液质量相等推知，

溶液质量与生成

沉淀的质量相等。

  设

溶液质量为

，质量分数浓度为

。

 

  

                           

  

                            

  

16. 解析：由于还原性

，既然有

单质生成，则

全变为

。设原溶液中有

，则生成

。剩余

：

，生成

：

。

  根据电荷守恒有：

 

 

  则

17. 解析：加入一定量

粉后，所得滤液中

离子物质的量守恒，滤液为

和

溶液，据题意剩余

物质为

，在过量碱中

被溶解发生反应：

，生成的偏锌酸钠易溶于水，设参加反应的

为

，据

守恒有：

 

             

18. 解：

溶液时，沉淀的量最多，这时沉淀是

和

，而溶液中的溶质仅仅是

，