化学计算中的守恒思想.doc

化学计算中的守恒思想…… 以定量的角度观察绚丽多彩的化学世界，其中有一个永恒的主题：那就是守恒的思想。我们在化学计算中能够巧妙的运用守恒的思想，往往能够避繁就简，取得事半功倍的效果。化学反应的实质是原子间的重新组合，所以一切化学反应都存在着物料守恒（质量守恒，微粒个数守恒）；氧化－还原反应中得失电子数目相等（电子得失守恒，电量守恒）；化合物及电解质溶液中阴阳离子电荷数相等（电荷数）守恒，因此它们呈电中性。以上三点就是守恒解题的依据和基本题型。 　　一、质量守恒： 　　例1．0.1mol某烃与1mol过量的O2混合，充分燃烧后，通过足量的Na2O2固体，固体增重15g，从Na2O2中逸出的全部气体体积为16.8L(标)，求该烃的分子式。 　　解析：此题若用常规解法很繁琐。因为最后逸出的气体不仅包括剩余O2,也包括烃燃烧后生成的CO2，H2O与Na2O2反应后生成的O2。若利用质量守恒，怎能达到巧解目的。本题中，烃的质量于1molO2质量之和等于Na2O2增加的质量与逸出气体质量之和。 　　设0.1mol某烃质量为x，由质量守恒得： 　　x+32g.mol-1×1mol=15g+(16.8L/22.4mol.L-1)×32g.mol-1 　　x=7g 　　故该烃分子量为70，用“CH2”式量相除得烃分子式为C5H10。 　　答案：C5H10 　　点评：弄清楚燃烧后的产物的变化是列质量守恒式的依据。 　　例2．在一密闭烧瓶中注满NO２，25℃时NO2和N2O4建立下列平衡：2NO2＝N2O4　ΔH＜0。将烧瓶置于100℃水中，则下列各量：①颜色　②平均分子量　③质量　④压力　⑤ΔH　⑥气体密度，其中不会改变的是（　　 ） 　　A.①③④　 　B.②④⑤　 　C.①④⑤　　　　 D.③⑤⑥ 　　解析：对体系升温，平衡向左移动，体系颜色加深，压力增大，气体的物质的量增大，但质量守恒，所以平均分子量减小；又因烧瓶的体积固定，气体的密度不变；而反应热是客观的；不随外界条件的改变而改变。 　　答案：选D 　　例3．某镁铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁铝合金中铝的质量分数为： 　　 A.27%　　　　　 B.40%　　　　　 C.53%　　　　　　 D.60% 　　解析：经过一系列的反应后，最后剩余的残渣为MgO,则反应前后镁元素的质量守恒。依据题意可知增加氧的质量等于减少铝的质量。 　　设镁，铝合金的质量为a，铝的质量为x%，根据题意列方程： 　　a·x%=a×16/(24+16)×100% 答案：选B 　　二、微粒数守恒 　　例4．将铁和三氧化二铁的混合物2.72 g，加入50 mL 1.6 mol/L的盐酸中，恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显红色，若忽略溶液体积的变化，则在所得溶液中Fe2+的物质的量浓为(　　　) 　　A.0.2mol/L　　　　　 B.0.4mol/L 　　　　　 C.0.8mol/L　　　　　 D.1.6mol/L 　　解析：此题涉及反应有 　　Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O　　Fe+2FeCl3=3FeCl2　　Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 　　　　根据“恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显红色”，判断最终溶液中含有FeCl2和H2O。 　　反应前后Cl-守恒，Cl-浓度也守恒 　　 　　答案：选D 　　点评：整体思维，正确分析反应原理及初、终态物质。 　　例5．25.6 g铜粉跟一定量浓硝酸发生化学反应，当铜全部反应完毕时，生成的气体在标准状况下为11.2 L，此反应中消耗硝酸的质量为______g。 　　 　　解析： 　　　　 　　 　　根据0.8 mol0.5 mol，可知该气体应为NO与NO2的混合气体，(这是由于随着反应的进行，硝酸浓度逐渐减小所致。) 　　 　　n(HNO3)=n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=0.4 mol×2+0.5 mol=1.3 mol 　　答案：81.9g 　　例6．把Na2CO3、NaHCO3、CaO、NaOH的混合物27.2 g，溶于足量水充分反应后，溶液中的Ca2+、CO32-、HCO3-均转化为沉淀，将反应溶器内水蒸干，最终得白色固体29 g，求原混合物中Na2CO3的质量。 　　 　　解析： 　　因产物中NaOH量反应物中的NaOH量，且消耗的H2O量生成H2O量，故反应物中的NaOH与产物中的H2O应删去不写，即有：　　xNa2CO3+yNaHCO3+(x+y)CaO+0.1H2O=(x+y)CaCO3+(2x+y)NaOH　　根据H原子数守恒；