巧用守恒法解题_中考数学巧解题

  化学计算型题目是高中化学常见的一类题型。要想快速准确地解决这类题目就要选择一个好的解题方法。守恒法就是常用的一种解题方法,如果我们能掌握它的实质,并加以灵活运用,就可以使许多问题得以简化,达到事半功倍的效果。高中阶段常见的守恒法有质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒等。下面我就分类举例,加以说明。
  1.质量守恒:指反应物总质量等于生成物总质量
  例1:在一容积为100mL臭氧发生器中,加入标况下的氧气95mL,反应完后测得氧气的转化率为70%,求所得混合气体的密度。
  解析:不管氧气的转化率为多少,反应物和生成物都是气体,故利用质量守恒,最终所得混合气体的质量就等于刚开始投入的氧气的质量。所以所得混合气体的密度为:质量/体积={[0.095L/(22.4L/mol)]×32g/mol}/0.1L=1.36g/L。
  2.原子守恒:指反应物中的各原子在反应前后不增加也不减少
  例2:将100克NaHCO和NaCO•10HO的混合物溶于水得2L溶液,其中[Na]=0.5mol/L,若将100克该混合物在500℃左右条件下充分灼烧,求质量不再变化时剩余固体质量为多少?
  解析:此题可利用Na原子守恒,100克混合物溶于水后,n(Na)=0.5mol/L×2L=1mol,最终所得固体物质就是NaCO。它来自于两部分:NaHCO分解生成的还有NaCO晶体失水后生成的,即最后所得NaCO为0.5mol,所以NaCO质量为:106g/mol×0.5mol=53g。
  例3:有一在空气中暴露的KOH固体,经分析测知含水2.8%、KCO37.3%,取一克该样品,投入25mL2mol/L的盐酸中后,再加入1.07mol/L的KOH溶液中和剩余的酸,用去30.8mL,蒸发反应后的溶液得到的固体( )。
  A.3.725克B.0.409克
  C.3.316克D.1克
  解析:因为最后蒸发所得固体就是KCl,再利用氯原子守恒,n(KCl)=n(HCl)=0.025L×2mol/L=0.05mol,∴m(KCl)=3.725g,正确选项为:A。
  3.电荷守恒:指阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数
  高中阶段,常见的是溶液中和离子方程式中必需满足电荷守恒。
  例4.某溶液中只含有Na、Al、Cl、SO四种离子,已知:Na、Al、Cl个数之比为:3∶2∶1,则溶液中Al与SO的个数比为( )。
  A.1∶2 B.1∶4 C.3∶4 D.3∶2
  解析:设Na、Al 、Cl各为:3mol、2mol、1mol,则利用电荷守恒:3 mol×1+2mol×3=1mol×1+ n(SO)×2,∴n(SO) =4mol,n(Al) ∶n(SO)=1∶2,正确选项为:A。
  例5.mM+nH+O=xM+yHO,则X值为( )。
  A.2 B.4 C.6 D.9
  解析:离子方程式应满足电荷守恒,题目中方程式左边带1×n个正电荷,右边带2x个正电荷,根据电荷守恒:n=2x,再利用O原子守恒可求y=2,再利用H原子守恒2y=n,故n=4,所以x=2,正确答案为:A。
  4.电子守恒:指氧化还原反应中得失电子个数相等
  此种方法是守恒法中的重点,如能灵活运用此法解题,可以大大加快解题速度。
  例6.取标况下90mLNO充满一个试管,并将此试管倒立于盛有水的水槽中,然后再向试管中通入一定量的O,经足够长的时间,反应完后,发现试管内剩余气体为5mL(标况下),求通入标况下的O多少毫升?
  解析:此题中反应的NO中的N都转化成了HNO,反应的O也到了HNO中,故N原子失去的电子总数应该等于O原子得到的电子总数。设通入标况下的O为xmL,剩余5mL气体可能有两种情况:(1)剩余气体为O,利用电子守恒可列下式:90×1=(x-5)×2×2,故x=27.5mL。(2)剩余气体为:NO,则相当于剩余15mLNO,故利用电子守恒可列下式:(90-15)×1=x×2×2,故x=18.75mL。
  以上是高中阶段几类常见的守恒法,值得注意的是,各种守恒不是孤立的,而是相互联系的,有的题目可能要用两种甚至多种守恒才能快速地解出,所以只有认真体会其内涵,才能熟练地运用它。
  
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