活用守恒思想速解化學(xué)試題

2017-12-13 10:25:35安徽華雪瑩

教學(xué)考試(高考化學(xué)) 2017年4期

安徽華雪瑩

活用守恒思想速解化學(xué)試題

對(duì)于一些看似復(fù)雜的問(wèn)題，常常隱含著解題技巧，如果能夠快速發(fā)現(xiàn)并加以利用，不僅可以節(jié)約大量的時(shí)間，提高解題效率，而且有利于提高思維的創(chuàng)造性。其中守恒思想在求解化學(xué)問(wèn)題時(shí)不可小覷，應(yīng)引起足夠的重視，因?yàn)槔盟忸}，常?？梢允菇忸}過(guò)程簡(jiǎn)化，達(dá)到快速求解的目的。守恒思想主要包括質(zhì)量守恒、元素守恒、電子守恒、電荷守恒、質(zhì)子守恒等。

一、電子守恒

在氧化還原反應(yīng)中，還原劑失去電子總數(shù)與氧化劑得到電子總數(shù)相等。

例1足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體被完全吸收生成硝酸，若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積為

( )

A.60 mL B.45 mL

C.30 mL D.15 mL

解析本題重在考查電子守恒的計(jì)算，銅與硝酸反應(yīng)，銅失去電子，硝酸得到電子生成氮氧化物，反應(yīng)后這些氮氧化物與氧氣作用又變成硝酸，故它們把得到的電子又全部給了氧氣，根據(jù)電子守恒：n(Cu2+)× 2e-=n(O2)× 4e-。

根據(jù)化學(xué)方程式有：n(Cu2+)× 2=c(NaOH)·V(NaOH)

( )

A.S2-B.S

例310 g Fe - Mg合金溶解在一定量的某濃度的稀硝酸中，當(dāng)金屬完全反應(yīng)后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L NO氣體(設(shè)HNO3的還原產(chǎn)物只有NO)。在反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液，可得多少克沉淀？

解析該反應(yīng)中Fe的變價(jià)無(wú)法確定，用常規(guī)法需討論計(jì)算，非常麻煩。仔細(xì)審題后可發(fā)現(xiàn)，Mg、Fe失電子數(shù)等于N元素得電子數(shù)。n失=n得=4.48 L ÷ 22.4 L·mol-1×3=0.6 mol。

Fe、Mg失電子后的陽(yáng)離子所帶正電荷共為0.6 mol，也等于沉淀該陽(yáng)離子所需OH-的物質(zhì)的量，即n(OH-)=0.6 mol。

m沉淀=m陽(yáng)離子+m(OH-)=10 g+0.6 mol×17 g·mol-1=20.2 g。

( )

A.1 B.2

C.3 D.4

二、元素守恒、質(zhì)量守恒

化學(xué)變化前后，元素的種類(lèi)、原子的種類(lèi)、原子的總數(shù)、原子的總質(zhì)量都保持不變。

例4一定量某濃度的硝酸與過(guò)量的鐵粉反應(yīng)時(shí)，生成了4.48 L N2O氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若改成與鋁反應(yīng)并生成NO氣體，則最后可溶解的鋁的質(zhì)量是

( )

A.13.5 g B.9 g

C.27 g D.8.9 g

解析本題若從表面上看，需要利用電子守恒列方程組求解，這樣計(jì)算過(guò)程將不勝其煩。實(shí)際上利用質(zhì)量守恒將兩個(gè)方程式分別配平，可發(fā)現(xiàn)求解過(guò)程更簡(jiǎn)捷。

這樣很快就可以求出溶解鋁為0.5 mol，即13.5 g。應(yīng)選A。

例5鐵和氧化鐵混合物15 g，向其中加入稀硫酸 150 mL，能放出H21.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，同時(shí)鐵和氧化鐵均無(wú)剩余，向反應(yīng)后的溶液中滴入KSCN溶液，未見(jiàn)顏色變化，為了中和過(guò)量的H2SO4，且使Fe2+完全轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)2，共消耗3 mol/L NaOH溶液200 mL，則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為

( )

A.1.5 mol/L B.2 mol/L

C.2.5 mol/L D.3 mol/L

練習(xí)2ag Mg和Al合金完全溶于c1mol/LV1L HCl溶液中，產(chǎn)生bmol H2。再向反應(yīng)后的溶液中加入c2mol/LV2L NaOH溶液，恰好使沉淀達(dá)到最大值，且沉淀質(zhì)量為dg，則下列關(guān)系不正確的是

( )

A.d=a+34b

D.與金屬反應(yīng)后剩余鹽酸為(c1V1-2b) mol

練習(xí)3碳酸銅和堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]均可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為氯化銅，在高溫下這兩種化合物均能分解生成氧化銅，溶解28.4 g上述混合物，消耗1.0 mol/L的鹽酸500 mL，則灼燒等量的上述混合物得到氧化銅質(zhì)量為

( )

A.35 g B.30 g

C.20 g D.15 g

3.電荷守恒、質(zhì)子守恒

電荷守恒：根據(jù)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(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)相等。質(zhì)子守恒：在水溶液中，H2O弱電離成H+和OH-，水電離出的H+等于水電離出的OH-。上述兩種守恒在判斷電解質(zhì)溶液的離子濃度大小關(guān)系時(shí)常常要用到。