高中化學(xué)守恒法

高中化學(xué)守恒法第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六所謂“守恒”就是以化學(xué)反應(yīng)過程中存在的某些守恒關(guān)系如質(zhì)量守恒、元素守恒、得失電子守恒等作為依據(jù)，尋找化學(xué)式中正負(fù)化合價總數(shù)絕對值相等；復(fù)分解反應(yīng)中陰陽離子所帶正負(fù)電荷總量相等；氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑得失電子總數(shù)相等；幾個連續(xù)或平行反應(yīng)前后某種微粒的物質(zhì)的量相等作為解題的基本思路。第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六運(yùn)用守恒法解題既可使繁亂的問題化難為易，又可使復(fù)雜的計(jì)算化繁為簡，從而提高解題的速度，提高解題的準(zhǔn)確度。中學(xué)化學(xué)計(jì)算中常見的守恒問題有如下幾種情況：（1）電荷守恒（2）電子守恒（3）質(zhì)量守恒第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六【理論闡釋】電解質(zhì)溶液總是呈電中性，從而利用電解質(zhì)溶液中的陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等來進(jìn)行解題。即：Σ(陽離子的物質(zhì)的量×陽離子的價數(shù))=Σ(陰離子的物質(zhì)的量×陰離子的價數(shù))；或Σ(陽離子的物質(zhì)的量濃度×陽離子的價數(shù))=Σ(陰離子的物質(zhì)的量濃度×陰離子的價數(shù))。一、電荷守恒第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六在無土栽培中，需配制一定量含50molNH4Cl、16molKCl和24molK2SO4的營養(yǎng)液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三種固體為原料來配制，三者的物質(zhì)的量依次是（單位為mol）

A．2、64、24B．64、2、24C．32、50、12D．16、50、24【典例導(dǎo)悟】第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六【解析】先求出需配制營養(yǎng)液中所需NH4+、K+、Cl—、SO42—、物質(zhì)的量，再用同樣的方法求出選項(xiàng)中所提供的物質(zhì)中所含NH4+、K+、Cl—、SO42—物質(zhì)的量。若與題干中的數(shù)值一致，即為選項(xiàng)。如題干中NH4+50mol；K+：16+24×2=64（mol）；Cl—：50+16=66（mol），SO42—：24mol。選項(xiàng)B，NH4+：2+24×2=50(mol)，K+：64mol、Cl—：64+2=66（mol），SO42—：24mol，與題干相符，選項(xiàng)B正確。答案：B第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六二、電子守恒【理論闡釋】氧化還原反應(yīng)中(或系列化學(xué)反應(yīng)中)氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)。第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六38.4mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部作用后共收集到氣體22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是A．1.0×10-3mol B．1.6×10-3molC．2.2×10-3mol D．2.0×10-3mol【典例導(dǎo)悟】第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六【解析】這是利用原子個數(shù)守恒進(jìn)行計(jì)算的范例。根據(jù)參加反應(yīng)的HNO3一部分生成Cu（NO3）2，另一部分變成NO2或NO。利用反應(yīng)前后的N原子守恒，可以輕松求解。HNO3與Cu反應(yīng)，一部分起酸的作用，即生成Cu(NO3)2用去硝酸=2n(Cu)=mol×2=1.2×10—3mol；另一部分HNO3起氧化作用，不管生成的22.4mL氣體為何成分，都是HNO3的還原產(chǎn)物，且有HNO3~NO，HNO3~NO2，所以起氧化作用的HNO3為mol=1×10—3mol，故共消耗HNO3的物質(zhì)的量為：1.2×10—3mol+1×10—3mol=2.2×10-3mol。以此得答案為C。答案：C第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六三、質(zhì)量守恒【理論闡釋】質(zhì)量守恒普遍存在于整個物理、化學(xué)變化過程中（核反應(yīng)除外），如反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量守恒，溶液稀釋與混合時溶質(zhì)的質(zhì)量守恒等。若在復(fù)雜的變化過程中，能充分利用某些元素原子的物質(zhì)的量守恒解題，不僅思路清晰，而且計(jì)算簡便。第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（1）系列反應(yīng)中某原子(或原子團(tuán))個數(shù)(或物質(zhì)的量)不變。以此為基礎(chǔ)可求出與該原子(或原子團(tuán))相關(guān)聯(lián)的某些物質(zhì)的數(shù)量(或質(zhì)量)。如Na2CO3溶液中c(Na+)====2c(CO32-)＋2(HCO3-)＋2c(H2CO3)第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（2）有關(guān)溶液的質(zhì)子守恒水電離出的c(H+)=c(OH-)。①強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中：c(H+)=c(OH-)＋c(被弱堿陽離子結(jié)合的OH-)。②強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中：c(OH-)=c(H+)＋c(被弱酸根結(jié)合的H+)。如Na2CO3溶液中c(OH-)==c(H+)＋c(HCO3-)＋2(H2CO3)。第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六(NH4)2CO3溶液中存在_______種粒子。試完成下列問題：（1）根據(jù)電荷守恒，寫出一個用離子濃度表示的等式：

；（2）根據(jù)水的電離，寫出一個含有c(H+)和c(OH-)的等式：

；（3）根據(jù)(NH4)2CO3中，C、N原子個數(shù)關(guān)系，寫出一個含有c(NH4+)和c(CO32-)的等式：

。【典例導(dǎo)悟】第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六【解析】(NH4)2CO3溶液中存在以下幾種水解和電離方程式：(NH4)2CO3====2NH4+＋CO32-H2OH+＋OH-NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+CO32-＋H2O

HCO3-＋OH-HCO3-＋H2O

H2CO3＋OH-以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8種。雖然NH4+與CO32-的水解能夠相互促進(jìn)，但不夠劇烈，故水解反應(yīng)不能進(jìn)行到底。第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（1）由于1個CO32-帶2個負(fù)電荷，即c(CO32-)所帶負(fù)電荷可表示為：2c(CO32-)，根據(jù)正負(fù)電荷總數(shù)相等可得答案。（2）水電離出的H+與OH-是相等的，但水電離出的H+不全部獨(dú)立的存在于溶液中，有的存在于HCO3-中，有的存在于H2CO3，故由水電離出的H+總數(shù)可以濃度形式表示為：c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)。同樣，水電離出的OH-也不全部獨(dú)立存在于溶液中，有的被NH4+俘獲存在于NH3·H2O中，被NH4+俘獲的OH-數(shù)與它們結(jié)合生成的NH3·H2O數(shù)是相等的，故由水電離出的OH-總數(shù)可以用濃度形式表示為：c(OH-)＋c(NH3·H2O)。第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六（3）(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH4+中，有的存在于NH3·H2O中，其總數(shù)以濃度形式可表示為：c(NH4+)＋c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子，有的存在于CO32-中，有的存在于HCO3-中，還有的存在于H2CO3中，其總數(shù)以濃度形式可表示為：c(CO32-)＋c(HCO3-)＋c(H2CO3)。依據(jù)N、C原子個數(shù)比答案可得。第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期六答案：8 （1）c(NH4+)＋c(H+)====c(OH-)＋c(HCO3-)＋2c(CO32-)（2）c(H+)＋c(HCO3-)