化学计算中的守恒法
张安荣搜集整理
1、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时，还原产物是（全国高考题）
A.NO2
B.NO
C.N2O
D.N2
【解析】：根据题意： 2R －→ 2R （+x价），↑2x价
HNO3－→ N（y价）↓5-y价
根据得失电子守恒，有2x = 5-y
讨论：金属为+1价时，N为+3，不合题意；金属为+2价时，氮为+1价，选C；金属为+3，则氮为-1价（不合题意）。只有C正确。
2. 将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到1.12L（标准状况）。则所消耗硝酸的物质的量是（上海高考题）
A. 0.12mol
B.0.11mol
C.0.09mol
D.0.08mol
【解析】作为选择题，用守恒法方便快捷。消耗的硝酸可以分为被还原的硝酸和起酸的作用的硝酸：铜消耗的硝酸 = n（Cu）×2 + n(NOx)
n（Cu）=1.92÷64=0.03mol n（NOx）＝1.12÷22.4=0.05mol；
Cu ～ 2HNO3～ C u(N O3)2（起酸的作用的硝酸为0.06mol）
0.03 0.06
HNO3～ NOx （被还原的硝酸为0.05mol）
0.05mol 0.05mol
所以n（HNO?）总消耗=0.03×2+0.05=0.11mol，选B。
3．【练习】14g铜银合金与足量某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L氧气（标况）混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量是（）
A.9.6g
B.6.4g
C.3.2g
D.1.6g
【分析】：不必写出化学方程式，Cu,Ag与硝酸反应失去电子，HNO3得到电子生成NO2或NO，NO2或NO又与O2、H2O 发生反应，Cu,Ag失去的电子 = HNO3生成NOx得到的电子, NOx 失去的电子=O2得到的电子，所以O2得到的电子= n（O2）×4 = (1.12/22.4 )×4 = 0.2mol 设Cu、Ag的物质的量为x，y，则
64x + 108y = 14 （铜银的总质量）
2x + y = 0.2 （铜银失去的电子）
联立以上方程组，解之，得：x =0.05mol，则Cu的质量为 3.2g，选C。
4. （上海高考题）铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为
A．9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g
【分析】可发生的反应有：
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O， Mg+4HNO3(浓)=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2NO2N2O4
Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(ON)2↓+2NaNO3
依化学方程式按常规方法求解即麻烦又费时，结果易错。
【解析】：要求生成沉淀的质量，只要求出与Cu2+,Mg2+反应的OH-的质量即可！
Cu和Mg失电子的物质的量 = NO2和N2O4得到电子的物质的量 = Cu2+和Mg2+结合的OH- 的物质的量
① NO2的总物质的量为：n(NO2)==0.23mol （把N2O4折算成NO2）
②HNO3中N得电子为0.23mol;
而Cu→Cu2+，Mg→Mg2+，Cu、Mg总物质的量为：=0.115mol,
Cu2+-Cu(OH)2，Mg2+-Mg(OH)2
0.115mol、Cu、Mg合金生成氢氧化物，质量净增(OH-)为：
0.115mol×2×17g/mol=3.91g
所以Cu(OH)2、Mg(OH)2总质量为：4.6g+3.91g=8.15g，答案为B。
5. 【练习】测得某溶液中仅含有Na+、 Mg2+、SO42－、Cl－四种离子，其中离子个数比Na+:Mg2+:Cl－=4:5:8，如假设Na+为4n个，则SO42－可能为：（）
A、2n个
B、3n个
C、6n个
D、8n个
解析：根据电荷守恒知4n×1＋5n×2＝8n×1+n(SO42－)×2,解得n(SO42－)＝3n,故选B.
6. 【练习】（06全国理综I 13）由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其pH=1,c(Al3+)=0.4mol·L-1，c(SO42-)=0.8mol·L-1,则c(K+)为：
A．0.15 mol·L-1 B．0.2 mol·L-1
C．0.3 mol·L-1 D．0.4 mol·L-1
由溶液中电荷守恒得：c(H+) + 3c(Al3+) + c(K+) ==2c(SO42-) 解得：c(K+)===0.3 mol·L-1
7.【练习】(2007年上海，22)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K ＋、NH 4＋ 、Cl －、Mg 2＋、Ba 2＋、CO 32 －、SO 42 －，现取三份100 mL 溶液进行如下实验：
(1)第一份加入AgNO 3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH 溶液加热后，收集到气体0.04 mol
(3)第三份加足量BaCl 2溶液后，得干燥沉淀6.27 g ，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g 。根据上述实验，以下推测正确的是( )
(A)K ＋一定存在 (B)100 mL 溶液中含0.01 mol CO 32 －
(C)Cl －可能存在 (D)Ba 2＋一定不存在，Mg 2＋可能存在
［答案］AC 。
高一相关
8：（2001年全国高考）在无土栽培中，需配制一定量含50 mol NH 4Cl 、16 mol KCl 和24molK 2SO 4的营养液。若用KCl 、NH 4Cl 和(NH 4)2SO 4三种固体为原料来配制，三者的物质的量依次是（单位为mol ） （ ）
A ．2、64、24
B ．64、2、24
C ．32、50、12
D ．16、50、24
方法：先求出需配制营养液中所需NH 4+、K +、Cl —、SO 42—、物质的量，再用同样的方法求出选项中所提供的物质中所含NH 4+、K +、Cl —、SO 42—物质的量。若与题干中的数值一致，即为选项。如题干中NH 4+ 50 mol ；K +：16+24×2=64（mol ）；Cl —：50+16=66（mol ），SO 42—
：24mol 。选项B ，NH 4+：2+24×2=50（mol ），K +：64mol 、Cl —：64+2=66（mol ），SO 42—：24mol ，与题干相符，选项B 正确。
9. 在一定条件下，-n 3RO 和I － 发生反应的离子方程式如下： -
n 3RO ＋ 6I － ＋6H + ＝ R － ＋ 3I 2 ＋ 3H 2O
(1) -n 3RO 中R 元素的化合价是_________；
(2) R 元素的原子最外层的电子数是___________。(MCE94)
捷径：(1) 根据电荷守恒得：(-n )＋6×(-1)＋6×1＝-1，n ＝5。中，R 应为＋5价。(2)
有学生误认为R O n
3-中R 的最外层电子数为5，实际上R -
是8电子稳定结构，故R 原子为最外层电子数为8－1＝7。
10．用0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液30 mL ，恰好将2×10－3
mol 的XO 4-还原，则元素X 在
还原产物中的化合价是(MCE91) ( D )
A ．＋1
B ．＋2
C ．＋3
D ．＋4
解析：该反应中， SO 32-将被氧化SO 42-为，0.1×30×2＝2×(7－x )，x ＝4
11．已知某强氧化剂RO(OH)2+ 中的R 元素被Na 2SO 3还原到较低价态。如还原2.4×10－3 mol RO(OH)2+ 至较低价态，需要60 mL 0.1 mol / L 的Na 2SO 3溶液。那么，R 元素被还原成的价态是 ( B )
A ．-1
B ．0
C ．＋1
D ．＋2
解析：B 。由2.4×10－3×x ＝0.06×0.1×2，x ＝5，5－5＝0。应选B 。
12．24 mL 浓度为0.05 mol / L 的Na 2SO 3溶液，恰好与20 mL 浓度为0.02 mol / L 的K 2Cr 2O 7溶液完全反应，则元素Cr 在被还原的产物中的化合价是(MCE95) ( B )
A ．＋6
B ．＋3
C ．＋2
D ．0
解析：0.02×0.02×2×(6－x )＝0.024×0.05×(6－4)，x ＝3，应选B 。
13． 250 mL 2.4 mol / L 的Na 2SO 3溶液恰好把0.2 mol 的-272O X 还原，则X 在还原产物
中的化合价为多少？
解：根据氧化还原反应中电子转移守恒，设X 在还原产物中的化合价为x ，则有 2.4 mol / L×0.25 L×2＝0.2 mol×(6－x )×2，x ＝3，答：X 在还原产物中的化合价为3。
14．将m mol Cu 2S 和足量稀HNO 3反应，生成Cu(NO 3)2、H 2SO 4、NO 和H 2O 。则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是 ( C )
A. 4m mol
B. 10m mol
C. 103m mol
D. 23m mol
解析：m mol Cu 2S 共失去电子：2m mol ＋8m mol ＝10m mol ，Cu 2S 每失去3 mol 电子可还原1 mol HNO 3，故被还原的HNO 3为
103m mol ，应选C 。
15. 硫酸铵在强热条件下分解，生成NH 3、SO 2、N 2和H 2O ，反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是(MCE93) ( A )
A ．1∶3 B．2∶3 C ．1∶2 D．4∶3
解析：该反应的氧化产物是N 2，还原产物是SO 2，设其物质的量分别为x mol 、y mol ，由电子守恒得：2x ×(3－0)＝y ×(6－4)，x ∶y ＝ 1∶3，应选A 。
16．在反应3BrF3＋5H2O＝HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑，若有5 mol H2O作为还原剂时，被还原的BrF3的物质的量为 ( D )
A. 3 mol
B. 2 mol
C. 4
3 mol D. 10
3
mol
解析：反应的氧化剂为BrF3，还原剂为BrF3、H2O，本题只要求H2O还原BrF3的物质的量，设5 mol H2O能还原BrF3x mol，由电子守恒得：x×(3－0)＝5×(2－0)，x＝10
3
，应选D。
17．某温度下，将Cl2通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合液，经测
定ClO-和C lO
3
-个数比为1∶2，则Cl2与KOH溶液反应时，被还原的氯与被氧化的氯的物质的量之比为
解析：设ClO-为x个，由题意知，C lO
3
-为2x个，它们共失去电子为11x个，由电子得失守恒知必有11x个Cl-生成。所以被还原的氯与被氧化的氯的原子个数比为11x∶(x＋2x)＝11∶3
方程式通式 ＣＸＨＹ ＋（ｘ＋ 4y ）Ｏ２ →ｘＣＯ２＋ 2y Ｈ２Ｏ ＣＸＨＹＯz ＋(x+24z y -) Ｏ２ →ｘＣＯ２＋2 y Ｈ２Ｏ 注意 1、有机物的状态：一般地，常温C 1—C 4气态； C 5—C 8液态(新戊烷C 5常温气态， 标况液态)； C 9以上固态(不严格) 1、有机物完全燃烧时的耗氧量 【引例】完全燃烧等物质的量的下列有机物，在相同条件下，需要O 2最多的是（ B ） A. 乙酸乙酯 CH 3COOC 2H 5 B. 异丁烷 CH(CH 3)3 C. 乙醇 C 2H 5OH D. 葡萄糖 C 6H 12O 6 ①等物质的量的烃C X H Y 完全燃烧时，耗氧量决定于的ｘ＋ 4 y 值，此值越大，耗氧量越多； ②等物质的量的烃的含氧衍生物C X H Y O Z 完全燃烧耗氧量决定于的x+24z y -值，此值越大，耗氧量越多； 【注】C X H Y 和C X H Y O Z 混搭比较——把衍生物C X H Y O Z 分子式写成残基·不耗氧的 CO 2 · H 2O 后,剩余残基再跟烃C X H Y 比较。如比较乙烯C 2H 4和乳酸C 3H 6O 3,后者就可写成 C 2H 4?1CO 2?1H 2O ，故等物质的量的二者耗氧量相同。 【练习】燃烧等物质的量的下列各组物质，耗氧量不相同的是( B ) A ．乙烷CH 3CH 3与丙酸C 2H 5COOH B ．乙烯CH 2=CH 2与乙二醇CH 2OH CH 2OH C ．乙炔HC ≡CH 与乙醛CH 3CHO D ．乙炔HC ≡CH 与乙二醇CH 2OH CH 2OH 【引例】等质量的下列烃完全燃烧生成CO 2和H 2O 时，耗氧量最多的是（ A ） A ．C 2H 6 B ． C 3H 8 C ．C 4H 10 D ．C 5H 12 ③等质量的烃CxHy 完全燃烧时，耗氧量决定于x y 的值，此值越大，耗氧量越多； ④等质量的烃的含氧衍生物CxHyOz 完全燃烧时，先化成 Cx Hy ?mCO2?nH2O 的形式，耗 氧量决定于 ' 'x y 的值，此值越大，耗氧量越多；
守恒法在化学计算中的应用 例1.取1.6 g钙线试样（主要成分为金属Fe和Ca，并含有质量分数为3.5% 的CaO），与水充分反应，生成224 mL H2（标准状况），在向溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO3g。（相对原子质量Ca 40，O 16，C 12） （1）求例1中通入CO2在标准状况下的体积（不考虑CO2与水反应以及在水中的溶解）。 （2）若向例1的溶液中通入足量的CO2，求所得Ca（HCO3）2溶液的浓度（假设溶液的体积为0.1L）。 练习1.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+的物质的量浓度为() A.0.2 mol/L B.0.4 mol/L C.0.8 mol/L D.1.6 mol/L （相对原子质量Fe 56，O 16） 例2锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为() A．2mol B．1mol C．0.5 mol D．0.25 mol 练习2.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是() A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5
例3把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等分，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀：另取一份加入b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀，则该混合溶液中钾离子浓度为() A.0.1(b-2a)mol·L-1 B.10(2a-b) mol·L-1 C.10(b-a) mol·L-1 D.10(b-2a) mol·L-1 练习3在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合物溶液中加入b molBaCl2，恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到 c molNH3气，则原溶液中的Al3+离子浓度(mol/L)为() A．B．C．D．
高一化学所有计算公式 硫酸根离子的检验: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaCl 2、碳酸根离子的检验: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl 3、碳酸钠与盐酸反应: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ 4、木炭还原氧化铜: 2CuO + C 高温2Cu + CO2↑ 5、铁片与硫酸铜溶液反应: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 6、氯化钙与碳酸钠溶液反应：CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl 7、钠在空气中燃烧：2Na + O2 △Na2O2 钠与氧气反应：4Na + O2 = 2Na2O 8、过氧化钠与水反应：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 9、过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 10、钠与水反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 11、铁与水蒸气反应：3Fe + 4H2O(g) = F3O4 + 4H2↑ 12、铝与氢氧化钠溶液反应：2Al + 2N aOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 13、氧化钙与水反应：CaO + H2O = Ca(OH)2 14、氧化铁与盐酸反应：Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O 15、氧化铝与盐酸反应：Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 16、氧化铝与氢氧化钠溶液反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 17、氯化铁与氢氧化钠溶液反应：FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓+ 3NaCl 18、硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应：FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ Na2SO4 19、氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3
守恒法解题 守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量，各物质中所含的每一种原子的总数，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果。 质量守恒 质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等的原理，进行计算或推断。主要包括：反应物总质量与生成物总质量守恒；反应中某元素的质量守恒；结晶过程中溶质总质量守恒；可逆反应中反 应过程总质量守恒。 例1、在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR， 则在此反应中Y和M的质量比为（） （A）16：9 （B）23：9 （C）32：9 （D）46：9 例2、1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（） （A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍 练习：1、将100℃的硫酸铜饱和溶液200克蒸发掉50克水后再冷却到0℃时，问能析出胆矾多少克？若在100℃硫酸铜饱和溶液200克里加入16克无水硫酸铜，应有多少克胆矾析出？（硫酸铜溶液度100℃时为75．4克。 0℃时为14．3克）（130．48克4．34克） 2、在一定条件下，气体A可分解为气体B和气体C ，其分解方程式为2A====B+3C 。若已知所得B和C混合 气体对H2的相对密度为42．5。求气体A的相对分子量。（17） 3、为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度，称取亚硫酸钠4g置于质量为30g的烧杯中，加入6mol/L盐酸18mL(密度为1.1 g／cm3)，反应完毕后，再加2mL盐酸，无气体产生，此时烧杯及内盛物物质为54.4g，则该 亚硫酸钠试剂的纯度为百分之几？ 4、向KI溶液中滴入AgNO3溶液直至完全反应，过滤后滤液的质量恰好与原溶液质量相等，则AgNO3溶液中溶 质的质量分数为多少？ 物质的量守恒 物质的量守恒是根据反应前后某一物质的量不变的原理进行推导和计算的方法。这种方法可以应用在多步反应中的计算。可简化计算过程，减少数学计算，一步得出结果。 例1、300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质，现欲配制1mol/LNaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比 约为( ) (A)1∶4(B)1∶5(C)2∶1(D)2∶3 例2、有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3%，取1克该样品投入25毫升2摩／升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩／升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液 可得到固体： （A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克 练习：1、用1L10mol／LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO3２－和HCO3－的物质的量浓度之比是（）（Ａ）１∶３（Ｂ）２∶１（Ｃ）２∶３（Ｄ）３∶２ 2、今有100mLCu(NO3)2与AgNO3的混合溶液，其中NO3-的浓度为4mol/L，加入一定量的锌粉后，产生沉淀，经过滤、干燥后称量，沉淀物的质量为24.8g,将此沉淀物置于稀盐酸中,无气体逸出。向前述过滤后得到的滤液中先滴入BaCl2溶液，无明显现象，后加入过量的NaOH溶液，有沉淀物析出。滤出此沉淀物，并将其灼烧至 恒重，最后得4g灼烧物。求所加锌粉的质量。 三、元素守恒 元素守恒，即化学反应前后各元素的种类不变，各元素的原子个数不变，其物质的量、质量也不变。元素守恒包括原子守恒和离子守恒: 原子守恒法是依据反应前后原子的种类及个数都不变的原理，进行推导或计算
守恒法 在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒（含原子守恒、元素守恒）、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。 a. 质量守恒 1 . 有0.4g铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（） A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5 2.将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol?L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L（标况）氯气时，恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+，则该混合物中铁元素的质量分数为（） A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6% b. 电荷守恒法 3.将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68L H2（标准状况），同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为（） A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L 4. 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50mL 1.8
中学生化学竞赛专题讲座：守恒法在化学计算中的应用 化学计算中一种十分常用的方法——守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点。 一、守恒法的基本题型和解题依据 1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。 2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。 3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒 二、例题应用指导 （一）质量守恒： 在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。 例1.在臭氧发生器中装入100mlO2，经反应3O2=2 O3，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？ 【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100ml O2的质量。则反应后混合气体的密度为： d=（0.1 L /22.4 L·mol－1 ×32g·mol－1）/0.095 L =1.5 g/L 例2、将足量的金属钠投入到100gt°C的水中，恰好得到t°C时NaOH饱和溶液111g，则t°C 时NaOH的溶解度为____克。 [分析解答]：由于2Na+2H2O=NaOH+H2所以，反应前总质量为,反应后总质量为 若设Na的物质的量为xmol，则=xmol.据质量守恒定律有：23x+100=111+x×2，得x=0.5 ∴=0.5mol×40g/mol=20g (二)原子守恒： 在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。 例3.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1g加入到46.00ml的1 mol·L－1盐酸中，过量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？ 【分析】此题中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl －全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中Cl－守恒。即n（KCl）= n（HCl）故 m（KCl）=0.046L×1 mol·L－1×74.5 g · mol－1=3.427 g 例4、将1molH2S和1molO2混合后点燃，生成SO2的物质的量为_____mol? [分析解答]：H2S在O2中燃烧反应有两种情况： 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 本题中：由于2：3＜＜2：1 所以H2S在O2中燃烧的产物有S、SO2、H2O。细心观察不难发现：反应前H2S中的H元素全部转移到H2O中，反应前H2S中的S元素全
1. 有关物质的量（mol）的计算公式 （1）物质的量（mol） （2）物质的量（mol） （3）气体物质的量（mol） （4）溶质的物质的量（mol）＝物质的量浓度（mol/L）×溶液体积（L） . 有关溶液的计算公式 （1）基本公式 ①溶液密度（g/mL） ②溶质的质量分数 ③物质的量浓度（mol/L） （2）溶质的质量分数、溶质的物质的量浓度及溶液密度之间的关系： ①溶质的质量分数 ②物质的量浓度 （3）溶液的稀释与浓缩（各种物理量的单位必须一致）： ①浓溶液的质量×浓溶液溶质的质量分数＝稀溶液的质量×稀溶液溶质的质量分数（即溶质的质量不变）
②浓溶液的体积×浓溶液物质的量浓度＝稀溶液的体积×稀溶液物质的量浓度［即c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）］ （4）任何一种电解质溶液中：阳离子所带的正电荷总数＝阴离子所带的负电荷总数（即整个溶液呈电中性） 3. 有关溶解度的计算公式（溶质为不含结晶水的固体） （1）基本公式： ① ② （2）相同温度下，溶解度（S）与饱和溶液中溶质的质量分数（w%）的关系： （3）温度不变，蒸发饱和溶液中的溶剂（水），析出晶体的质量m的计算： （4）降低热饱和溶液的温度，析出晶体的质量m的计算： 4. 平均摩尔质量或平均式量的计算公式 （1）已知混合物的总质量m（混）和总物质的量n（混）：
说明：这种求混合物平均摩尔质量的方法，不仅适用于气体，而且对固体或液体也同样适用。 （2）已知标准状况下，混合气体的密度（混）： （混） 注意：该方法只适用于处于标准状况下（0℃，）的混合气体。 （3）已知同温、同压下，混合气体的密度与另一气体A的密度之比D（通常称作相对密度）： 则 （4）阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的三个重要推论。 ①恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的总压强与其总物质的量成正比。 ②恒温、恒压时：，即任何时刻反应混合气体的总体积与其总物质的量成正比。 ③恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的密度与其反应混合气体的平均相对分子质量成正比。
化学计算的解题方法——守恒法 化学计算是中学化学的一个难点和重点，要掌握化学计算，应了解中学化学计算的类型，不同类型解题方法是有所不同的。 化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。 （一）质量守恒法 质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。 【例题】1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍 【分析】根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均分子量，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比，所以答案为C （二）元素守恒法 元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。 【例题】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水 2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25毫升2摩／升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩／升KOH 溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体 （A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克 【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等：n(KCl)=n(Cl － )=n(HCl) 所以答案为B (三)电荷守恒法 电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等 【例题】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果[Na+]=0.2摩／升，[SO42-]=x摩／升，[K+]=y摩／升，则x和y的关系是 （A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1 【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na+ 物质的量为0.2摩，SO42-物质的量为x摩，K+物质的量为y摩，根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-]，所以答案为BC (四)电子得失守恒法 电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此【例题】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子，待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式
化学守恒法解题技巧 守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量，各物质中所含的每一种原子的总数，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果。
一、质量守恒 质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等的原理，进行计算或推断。主要包括：反应物总质量与生成物总质量守恒；反应中某元素的质量守恒；结晶过程中溶质总质量守恒；可逆反应中反应过程总质量守恒。 例1、在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则在此反应中Y和M的质量比为（）（A）16：9 （B）23：9 （C）32：9 （D） 46：9 例2、1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（） （A）96倍（B）48倍（C）12倍
（D）32倍 练习：1、将100℃的硫酸铜饱和溶液200克蒸发掉50克水后再冷却到0℃时，问能析出胆矾多少克？若在100℃硫酸铜饱和溶液200克里加入16克无水硫酸铜，应有多少克胆矾析出？（硫酸铜溶液度100℃时为75．4克。0℃时为14．3克）（130．48克4．34克） 2、在一定条件下，气体A可分解为气体B和气体 C ，其分解方程式为2A====B+3C 。若已知所得B 和C混合气体对H2的相对密度为42．5。求气体A的相对分子量。（17） 3、为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度，称取亚硫酸钠4g置于质量为30g的烧杯中，加入6mol/L
化学计算 （一）有关化学式的计算 1．通过化学式，根据组成物质的各元素的原子量，直接计算分子量。 2．已知标准状况下气体的密度，求气体的式量：M=22.4ρ。 3．根据相对密度求式量：M=M ˊD 。??? ? ?? '=ρρD 4．混合物的平均分子量： ++?==%%)(Bb A M a M M 混合物物质的量总数 克物质的总质量 5．相对原子质量： 原子的相对原子质量=121126?原子的质量一个一个原子的质量 C A 1、A 2表示同位素相对原子质量，a 1%、a 2%表示原子的摩尔分数 ①元素近似相对原子质量： ++=%%2211a A a A A (二) 溶液计算 1、V N N MV m V n c A === 1000C M ρω= 2、稀释过程中溶质不变：C 1V 1=C 2V 2。 3、同溶质的稀溶液相互混合：C 混=2 1221V V V C CV ++ (忽略混合时溶液体积变化不计) 4、溶质的质量分数。 ①%100%100%?+=?=剂质质液质 m m m m m a ②（饱和溶液，S 代表溶质该条件下的溶解度） ③混合：m 1a 1%+m 2a 2%=(m 1+m 2)a%混%100100%?+=S S a ④稀释：m 1a 1%=m 2a 2% 5、有关pH 值的计算：酸算H +，碱算OH — Ⅰ. pH= —lg[H +] C(H +)=10-pH Ⅱ. K W =[H +][OH —]=10-14（25℃时）
图中的公式：1． A N n N = 2． m n M = 3． m V n V = 4． n n V = ×M ×NA 质 量 物质的量 微 粒 m ÷M n ÷NA N × ÷ 22.4 L/ mol 22.4 L/ mol 气体的体积 （标准状况下）
高考复习专题——守恒法在化学计算中的应用 一、原子守恒 原子守恒的解题基本形式 1、分析化学反应的时态和终态的组成微粒，从中筛选合适的守恒对象——原子（离子）或原子团； 2、根据已知条件与守恒对象间的关系，设未知数，列方程； 3、解方程，求未知数的解；⑷根据题设回答相关问题。 例1、将0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaOH溶液中充分反应后，所得溶液中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为（） A、3：1 B、2：1 C、1：1 D、1：3 【变式1】向500ml 2mol/L的盐酸中加入7.8克镁铝合金，合金完全溶解并放出8.96L（标况）气体，向反应后的溶液中逐滴加入4mol/L的烧碱溶液，当沉淀最多时，滴入这种烧碱的体积是（） A、500ml B、375 ml C、250 ml D、125 ml 【变式2】在铁与氧化铁的混合物15g中加入稀硫酸150ml，标准状况下放出氢气1.68L，同时铁和氧化铁均无剩余。向溶液中滴入KSCN未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，且使Fe2+完全转化成氢氧化亚铁，共耗3mol/L的氢氧化钠溶液200ml，问原硫酸的摩尔浓度是多少？ 【变式3】将0.2mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5L 2mol/L的氢氧化钠溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1：3，试求该烷烃的分子式 【变式4】现有m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，欲用a mol/LNaOH溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，需用NaOH溶液的体积是（） A. m a L B. 2 3 m a L C. 2 3 () m n a L + D. m n a L + 【变式5】把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（） A. 70% B. 52.4% C. 47.6% D. 30% 二：电荷守恒 例2、1L混合溶液中含SO42－0.00025mol，Cl－0.0005mol ,NO3－0.00025mol ,Na＋0.00025 mol ,其余为H＋，则H＋物质的量浓度为（）。 A．0.0025 mol·L－1 B．0.0001 mol·L－1 C．0.001 mol·L－1D．0.005 mol·L－1 强调：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等，要注意离子所带电荷数。 【变式6】在H2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，铝离子浓度是0.4 mol / L，硫酸根离子的浓度是0.7 mol / L，则氢离子的浓度最接近于 ( ) A. 0.1 mol / L B. 0.2 mol / L C. 0.3 mol / L D. 0.4 mol / L 【变式7】50 mL 1mol/LCH3COOH与100 mL NaOH溶液混合，所得溶液的PH=7，关于该溶液中离子浓度的大小关系或说法，不正确的是（） A、 c(Na+)＝c(CH3COO－) B、 c(Na+)＝c(CH3COO－)＞c(H+)=c(OH－)
常见化学计算方法 主要有：差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法（略）、对称法（略）。 一、差量法 在一定量溶剂的饱和溶液中，由于温度改变（升高或降低），使溶质的溶解度发生变化，从而造成溶质（或饱和溶液）质量的差量；每个物质均有固定的化学组成，任意两个物质的物理量之间均存在差量；同样，在一个封闭体系中进行的化学反应，尽管反应前后质量守恒，但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化，形成差量。差量法就是根据这些差量值，列出比例式来求解的一种化学计算方法。该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式： a b c d a c b d == --或c a d b --。差量法是简化化学计算的一种主要手段，在中学阶段运用相当普遍。常见的类型有：溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。在运用时要注意物质的状态相相同，差量物质的物 理量单位要一致。 1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g ，加热至质量不再变化时，称得固体质量为1 2.5g 。求混合物中碳酸钠的质量分数。 2.实验室用冷却结晶法提纯KNO 3，先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液，再冷却到30℃，析出KNO 3。现欲制备500g 较纯的KNO 3，问在100℃时应将多少克KNO 3溶解于多少克水中。（KNO 3的溶解度100℃时为246g ，30℃时为46g ） 3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m ，相同价态氯化物的相对分子质量为n ，则金属元素R 的化合价为多少？ 4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中，反应结束后所得各溶液的质量相等，则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为（ ） （A ）Al ＞Mg ＞Fe （B ）Fe ＞Mg ＞Al （C ）Mg ＞Al ＞Fe （D ）Mg=Fe=Al 5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物9.5g ，先加水配成稀溶液，然后向该溶液中加9.6g 碱石灰（成分是CaO 和NaOH ），充分反应后，使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀。再将反应容器内水分蒸干，可得20g 白色固体。试求： （1）原混和物中Na 2CO 3和NaHCO 3的质量； （2）碱石灰中CaO 和NaOH 的质量。 6.将12.8g 由CuSO 4和Fe 组成的固体，加入足量的水中，充分反应后，滤出不溶物，干燥后称量得5.2g 。试求原混和物中CuSO 4和Fe 的质量。 二、十字交叉法 凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题，即二组分的平均值，均可用十字交叉法，此法把乘除运算转化为加减运算，给计算带来很大的方便。 十字交叉法的表达式推导如下：设A 、B 表示十字交叉的两个分量，AB —— 表示两个分量合成的平均量，x A 、x B 分别表示A 和B 占平均量的百分数，且x A +x B =1，则有：
高中化学守恒法例题 浅谈守恒法在高中化学计算中的应用 化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。守恒的实质：利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而找出量的关系，基于宏观统览全局而避开细枝末节，简化步骤，方便计算。通俗地说，就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量来解决问题。目的是简化步骤，方便计算。下面我就结合例题列举守恒法在化学计算中常见的应用。 一、质量守恒 化学反应的实质是原子间重新结合，质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液或浓缩溶液过程中，溶质的质量不变。利用质量守恒关系解题的方法叫“质量守恒法”。 1 利用化学反应过程中的质量守恒关系解化学计算题 例1：将NO 2、O 2、NH3的混合气体 L 通过稀H2SO4后，溶液质量增加 g ，气体体积缩小为 L 。将带火星的木条插入其中，木条不复燃。则原混合气体的平均相对分子质量为
A 、 B、 C、 D、 [解析]将混合气体通过稀H2SO4后，NH3被吸收。 NH3+H2O==NH3·H2O2NH3·H2O+H2SO4==2SO4+2H2O 而NO2和O2与水接触发生如下反应： 3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应① 2NO+O2==2NO2 反应② 生成的NO2再与水反应：3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应③ 上述反应①、②属于循环反应，可将反应①×2+反应②，消去中间产物NO ，得出：4NO2+ O2+2H2O ==4HNO3 反应④如果反应④中O2剩余，则将带火星的木条插入其中，木条复燃。而题中木条不复燃，说明无O2剩余。由反应③知，剩余气体为NO ，其体积在标准状况下为 L，其质量为m。 m==n·M== V ×30 g/mol== ×30 g/mol == g 由质量守恒定律，混合气体的质量m 为：m== g+ g== g V ==26而混合气体的物质的量n ，n== 、88 L == mol //由摩尔质量M 计算公式：M== == g == g/mol //mol而摩尔质量与相对分子质量在数值上相等，则答案为A 。
所谓守恒，就是指化学反应的过程中，存在某些守恒关系如质量守恒等。应用守恒关系进行化学解题的方法叫做守恒法。化学计算中常用到的守恒法有得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒、物料守恒。 一、原子守恒 例1：将0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaOH溶液中充分反应后，所得溶液中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为（ 1 ）A、3：1 B、2：1 C、1：1 D、1：3 例2：将一定量NaOH与NaHCO3的混合物A，放在密闭容器中加热，充分反应后生成气体V1L （V1≠0）.将反应后的固体残渣B与过量盐酸反应，又生成CO2 V2L（气体体积在标况下测定）则（1）B的成分是A、Na2CO3与NaOH B、Na2CO3与NaHCO3 C、Na2CO3 D、 NaOH （2）A中 NaOH与NaHCO3共多少摩尔？NaOH与NaHCO3物质的量之比为多少？ 练习1. 在氧气中灼烧0.44 g由硫、铁组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20 mL 0.5 mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸。则原化合物中硫的质量分数约为A．36.4% B．46.2% C．53.1% D．22.8% 2.. 有0.4g铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（2 ） A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5 3. 铁有可变化合价，将1 4.4 g FeC2O4(草酸亚铁)隔绝空气加热使之分解，最终可得到7.6 g 铁的氧化物，则该铁的氧化物组成可能为 A．FeO B．Fe3O4C．FeO·Fe3O4D．Fe2O3 4、现有m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，欲用a mol L NaOH /溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，需用NaOH溶液的体积是（） A. m a L B. 2 3 m a L C. 2 3 () m n a L + D. m n a L + 5、19.2mg铜跟适量浓硝酸反应后,铜完全溶解,共收集到11.2mL标况下气体,则反应消耗的硝酸可能为( ) A、0.8×10－3mol B、0.5×10－3mol C、1.2×10－3mol D、1.1×10－3mol 二、质量守恒 例3：已知Q与R的摩尔质量之比为9：22，在反应X＋2Y＝2Q＋R中，当1.6克X与Y完全反应后，生成4.4克R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为（ 4 ） A、46：9 B、32：9 C、23：9 D、16：9 练习1：把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（） A. 70% B. 52.4% C. 47.6% D. 30% 2、向碘化钾溶液中加入硝酸银溶液，直到沉淀完全为止。已知反应后生成硝酸盐溶液质量恰好等于反应前原碘化钾溶液的质量。则加入硝酸银溶液的质量分数为（） A、69% B、75% C、72.5% D、48.3%
精心整理 中学生化学竞赛专题讲座：守恒法在化学计算中的应用 化学计算中一种十分常用的方法——守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点。 一、守恒法的基本题型和解题依据 1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。 2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。 3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒 二、例题应用指导 （一）质量守恒： 在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。 例1.在臭氧发生器中装入100mlO 2，经反应3O 2 =2O 3 ，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况 下测定），则反应后混合气体的密度为多少？ 【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100mlO 2 的质量。则反应后混合气体的密度为： d=（0.1L/22.4L·mol－1×32g·mol－1）/0.095L=1.5g/L 例2、将足量的金属钠投入到100gt°C的水中，恰好得到t°C时NaOH饱和溶液111g，则t°C 时NaOH的溶解度为____克。 [分析解答]：由于2Na+2H 2O=NaOH+H 2 所以，反应前总质量为,反应后总质量为 若设Na的物质的量为xmol，则=xmol.据质量守恒定律有：23x+100=111+x×2，得x=0.5 ∴=0.5mol×40g/mol=20g (二)原子守恒： 在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。 例3.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K 2CO 3 2.88%，KOH90%，若将此样 品1g加入到46.00ml的1mol·L－1盐酸中，过量的酸再用1.07mol·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？ 【分析】此题中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为氯化钾，其Cl－全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中Cl－守恒。即n（KCl）=n（HCl）故 m（KCl）=0.046L×1mol·L－1×74.5g·mol－1=3.427g 例4、将1molH 2S和1molO 2 混合后点燃，生成SO 2 的物质的量为_____mol? [分析解答]：H 2S在O 2 中燃烧反应有两种情况： 2H 2S+O 2 =2S+2H 2 O2H 2 S+3O 2 =2SO 2 +2H 2 O 本题中：由于2：3 ＜＜2：1所以H 2 S在O 2 中燃烧的产物有S、SO 2 、H 2 O。细心观察不 难发现：反应前H 2S中的H元素全部转移到H 2 O中，反应前H 2 S中的S元素全部转移到SO 2 和S中，
中学生化学竞赛专题讲座：守恒法在化学计算中的应用化学计算中一种十分常用的方法一一守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点。 一、守恒法的基本题型和解题依据 1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。 2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。 3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒 二、例题应用指导 （一）质量守恒： 在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。 例1.在臭氧发生器中装入100mlO 2，经反应302=2 03,最后气体体积变为95ml （体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？ 【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100ml 0 2的质量。则反应后混合气体的密度为： d= （0.1 L /22.4 L mol：1為2g mo「1）/0.095 L =1.5 g/L 例2、将足量的金属钠投入到100gt °的水中，恰好得到t °时NaOH饱和溶液111g,则t ° 时NaOH的溶解度为 _____ 克。 ［分析解答］:由于2Na+2H2O=NaOH+H 2 所以，反应前总质量为 反应后总质量为
1. 有关物质的量（mol ）的计算公式 （1）物质的量（mol 即n= M m ；M 数值上等于该物质的相对分子（或原子）质量 （2）物质的量（mol ）= ）（个微粒数（个）mol /1002.623 ? 即n=A N N N A 为常数6.02×1023，应谨记 （3）气体物质的量（mol 即n= m g V V 标， V m 为常数22.4L ·mol -1，应谨记 （4）溶质的物质的量（mol ）＝物质的量浓度（mol/L ）×溶液体积（L ）即n B =C B V aq （5）物质的量（mol ）=）反应热的绝对值（）量（反应中放出或吸收的热mol KJ KJ / 即n=H Q ? 2. 有关溶液的计算公式 （1）基本公式 ①溶液密度（g/mL 即ρ = aq V m 液 ②溶质的质量分数=%100) g g ?+溶剂质量）（（溶质质量）溶质质量（=) ) g g 溶液质量（溶质质量（×100% 即w= 100%?液质m m =剂质质m m m +×100% ③物质的量浓度（mol/L 即C B=aq B V n （2）溶质的质量分数、溶质的物质的量浓度及溶液密度之间的关系： ①溶质的质量分数100%(g/mL) 1000(mL)(g/mol) 1(L)(mol/L)????= 溶液密度溶质的摩尔质量物质的量浓度 即C B = B M ρω 1000 ρ单位：g/ml （3）溶液的稀释与浓缩（各种物理量的单位必须一致）： 原则：稀释或浓缩前后溶质的质量或物质的量不变！ ①浓溶液的质量×浓溶液溶质的质量分数＝稀溶液的质量×稀溶液溶质的质量分数 即浓m 稀稀浓ωωm =
巧用“电荷守恒法”解化学计算题 “电荷守恒法”，即电解质溶液中的阴离子所带的负电荷总数等于阳离子所带的正电荷总数，或者说正、负电荷的代数和等于0[1]。利用电荷守恒法的主要依据是电解质溶液的整体上呈电中性。这种解题技巧的优点是基于宏观的统揽全局的方式列式，避开繁杂的运算，不去追究细枝末节，因而能使复杂的计算化繁为简，化难为易。 1 电荷守恒法解题的依据和基本公式 1.1 电荷守恒法解题的依据：电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液都是呈电中性的，即阴离子所带的电荷数与阳离子所带的电荷数是相等的。 1.2 电荷守恒法解题时的计算公式：∑m c(R m+) == ∑n c(R n－)，此公式中∑代表“和”的意思，c(R m+)代表阳离子的浓度或物质的量或微粒个数，m代表代表阳离子所带电荷数，c(R n－) 代表阴离子的浓度或物质的量或微粒个数，n代表代表阴离子所带电荷数。 以Na2S溶液为例：在Na2S溶液中，有如下三个平衡式： S2－+H 2O HS－+OH－（一级水解） HS－+H 2O H2S+OH－（二级水解） H 2O H++OH－（水的电离） 含有的微粒：Na+、H+、OH－、HS－、S2－、H2S (H2O分子除外)，有下列的电荷守恒式： c(Na+)+c(H+)＝c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－) 2 电荷守恒法适用范围及解典型的化学计算题 2.1电荷守恒法解题范围：已知溶液中几个离子的量，求其他离子的量，可采用电荷守恒法计算。 2.2 应用电荷守恒法计算的典型例题 2.2.1 利用电荷守恒法可巧解有关电解质溶液中离子浓度的计算题 【例题1】由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其pH＝1，c(Al3+)＝0.4 mol/L，c(SO42－)＝0.8 mol/L，则c(K+)为( ) [2] A. 0.15 mol/L B. 0.2 mol/L C. 0.3 mol/L D. 0.4 mol/L 解析1：常规方法：由硫酸钾、硫酸铝和硫酸的化学式推理：硫酸钾（K2SO4）、硫酸铝［Al2(SO4)3］、硫酸（H2SO4），三种物质组成的混合液中硫酸根的来源则由这三种物质提供。可由pH＝1，再由公式pH==－lg c(H+)推知c(H+)==10－pH ，推知溶液中的c(H+)==10－1mol·L－1，根据H2SO4的电离方程式：H2SO4==2H+ +SO42－，推知H2SO4所提供的SO42－的浓度为H+的一半，即SO42－的浓度为0.05 mol·L－1；再由Al2(SO4)3的电离方程式：Al2(SO4)3==2Al3++3SO42－，推知SO42－的浓度应为Al3+的1.5倍，由c(Al3+)＝0.4 mol·L－1得知由Al2(SO4)3所提供的SO42－的浓度为0.6 mol·L－1；则由K2SO4所提供的SO42－浓度为：0.8 mol·L－1 －0.05 mol·L－1—0.6 mol·L－1 == 0.15 mol·L－1，而由 K2SO4的电离方程式：K2SO4==2K+ + SO42－得知，K2SO4中K+的浓度是SO42－的2倍，则原混合液中K+的浓度是0.3 mol·L－1，即答案为C。 解析2：巧用电荷守恒式：三种物质组成的混合溶液中共存在5种离子，它们分别是：H+、Al3+、K+、SO42－、OH－，电荷守恒式如下：c(K+) + c(H+) + 3c(Al3+)==c(OH－) + 2c(SO42－) 溶液的pH＝1，再由公式 pH==－lg c(H+)推知c(H+)==10－pH，推知溶液中c(H+)==10－1mol·L－1，由水的离子积K w的计算公式K w= c(H+)·c(OH－)，在25℃（常温）时，K w== 1.0×10－14 得知c(OH－)==10－13mol·L－1，由于OH－的浓度极小，计算时可忽略不计，将c(H+)==10－1mol·L－1，c(Al3+)＝0.4 mol/L，c(SO42－)＝0.8 mol·L－1代入电荷守恒式：c(K+) + c(H+) + 3c(Al3+)== c(OH－) + 2c(SO42 )中，则不难得出c(K+)为0.3 m ol·L－1，即答案为C。 根据上述两种解题方法的对比不难得出，第一种方法是基于物质的化学式利用繁杂的电离方程式和运算来解题的，此方法步骤繁多，容易出错；而第二种解题方法是利用电荷的守恒关系来解题的，