潘維
【摘要】近幾年高考中守恒法運(yùn)用十分廣泛,特別是混合物和反應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的試題,運(yùn)用守恒法求解無(wú)需考慮反應(yīng)體系各組分間相互相互反應(yīng)的過(guò)程,也無(wú)需考慮變化所經(jīng)歷的途徑,只需要考慮反應(yīng)體系某些組分相互作用后,某種物理量或化學(xué)量的始態(tài)和終態(tài),能使解題過(guò)程簡(jiǎn)單化,解題效率高效化。
【關(guān)鍵詞】守恒思想 質(zhì)量守恒 電子守恒
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)03-0239-01
守恒思想是自然界最重要的基本定律,是化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ),近幾年高考中守恒法運(yùn)用十分廣泛,特別是混合物和反應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的試題,運(yùn)用守恒法求解無(wú)需考慮反應(yīng)體系各組分間相互相互反應(yīng)的過(guò)程,也無(wú)需考慮變化所經(jīng)歷的途徑,只需要考慮反應(yīng)體系某些組分相互作用后,某種物理量或化學(xué)量的始態(tài)和終態(tài),能使解題過(guò)程簡(jiǎn)單化,解題效率高效化,在此就高考中常見(jiàn)的幾種守恒思想總結(jié)如下,與大家共享:
(一)質(zhì)量守恒:化學(xué)反應(yīng)是舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的形成,反應(yīng)前后組成物質(zhì)的原子種類(lèi),個(gè)數(shù)保持不變,宏觀表現(xiàn)為反應(yīng)前后質(zhì)量相等,微觀表現(xiàn)為反應(yīng)前后同種元素原子個(gè)數(shù)相等即原子守恒或離子守恒,適用于連續(xù)反應(yīng)計(jì)算,復(fù)雜的化學(xué)方程式計(jì)算和求有機(jī)物分子組成的計(jì)算。
例1:把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物共6.56g溶于水制成100mL溶液,測(cè)得溶液中C(Na+)=0.5mol/L,若將等質(zhì)量的該混合物加熱到質(zhì)量不再改變?yōu)橹?,則其質(zhì)量減少( )
A 3.91g B 2.56g C 5.6g D 1.21g
分析:把混合物加熱到質(zhì)量不再改變?yōu)橹?,最后全部生成Na2CO3,同為混合物加熱前后
Na+的物質(zhì)的量守恒,抓住這一關(guān)鍵即可解題:
n(Na+)=0.5mol/L*0.1L=0.05mol
則n(Na2CO3)=0.05/2=0.025mol
m(Na2CO3)=0.025mol*106g/mol=2.65g
原混合物減少6.56g-2.65g=3.91g
(二)得失電子守恒: 氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù),該方法試用于氧化還原反應(yīng)中計(jì)算,解題步驟為:首先確定氧化劑,還原劑及其物質(zhì)的量以及每摩爾得失電子的物質(zhì)的量,然后根據(jù)得失電子守恒,列等式即可求解
例2:將5.2g純鐵溶于過(guò)量的稀硫酸中,在加熱條件下用2.53gkNO3氧化溶液中的Fe2+成為Fe3+,并同時(shí)生成Nox,待反應(yīng)完全后,剩余的Fe2+離子需12.00ml,0.3mol/L的KMnO4才能完全氧化,求X值?(已知KMnO4中的Mn被還原為+2價(jià))
分析:KMnO4 中的Mn 由 +7到+2,得電子的物質(zhì)的量:5*0.012L*0.3 mol/L
KNO3中的 N由 +5到+2x 得電子的物質(zhì)的量(5-2x)*2.53/101 g/mol
FeSO4中的Fe由+2到+3 失電子的物質(zhì)的量5.21g/56 g/mol
得5.21g/56 g/mol=(5-2x)*2.53/101 g/mol+0.012L*0.3mol/L*5
X=1
(三)電荷守恒:在電解質(zhì)溶液中,所有陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù),此法在解決溶液中離子濃度計(jì)算,離子濃度大小有廣泛應(yīng)用。
例3:在1L混合溶液中,含SO42-為0.00025mol,cl-為0.0005mol,NO3- 0.00025mol,
Na+為0.00025mol,其余為H+,則H+的物質(zhì)量濃度為_(kāi)___
分析:由電荷守衡:
C(SO42-)*2+C(Cl-)*1+C(NO3-)*1=(Na+)*1+C(H+)*1
C(H+)=0.00075mol/L
(四)濃度守恒:同一物質(zhì)在相同條件下濃度為定值,所以處于一定溫度下的飽和溶液,無(wú)論是蒸發(fā)溶劑還是析出晶體,飽和溶液濃度保持不變,此法適用于溶解度,飽和溶液濃度及結(jié)晶量計(jì)算。
例4:向一定溫度下的飽和NaOH 中投入Na2O2,恢復(fù)到原溫度,下列說(shuō)法正確的是( )
A.有晶體析出,放出氫氣 B. 溶液PH值增大 C.溶液中Na+個(gè)數(shù)不變 D.溶液中OH-濃度不變
解析:因過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,原來(lái)氫氧化鈉已經(jīng)飽和,飽和的燒堿溶液中的溶劑水會(huì)減少,原飽和溶液有晶體氫氧化鈉析出,所剩余溶液還是飽和溶液,但由于水的減少,原來(lái)飽和溶液中Na+、OH-的數(shù)目減少,溫度不變時(shí),溶液中離子的濃度不變。
(五)體積守恒:對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),如果反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變即為氣體守恒,此法適用于有機(jī)物燃燒和化學(xué)平衡等試題。
例5 120度 101Kpa,某烴CxHy完全燃燒,燃燒前后體系壓強(qiáng)不變,則x值不可能為:
A. 1 B .2 C.3 D.4
解析:CxHy+(x+y/4)O2 →xCO2+y/2 H2O,在120℃時(shí) H2O是氣態(tài).
體積不變:1+(x+y/4)=x+ y/2 ,解得y=4且(x+y/4)≤4
CxH4 且x≤3
所以x不可能為4
例6:對(duì)于某可逆反應(yīng) 2A(g)+4B(g)4C(g)+XD(g),增大壓強(qiáng)A的百分含量由15%降低到10%,則X值為_(kāi)________.
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:分析增大壓強(qiáng)A的百分含量由15%降低到10%,A的體積減小,可知平衡正向移動(dòng)說(shuō)明2+4>4+X所以X=1
以上是本人在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中在一點(diǎn)感悟,希望對(duì)同學(xué)們學(xué)習(xí)化學(xué)有些許幫助,祝同學(xué)們進(jìn)步。