高三化學(xué)攻關(guān)三十六法之――守恒法

 

守恒法是高考中?汲S玫囊环N解題方法。系統(tǒng)學(xué)習(xí)守恒法的應(yīng)用,對(duì)提高解題速率和破解高考難題都有很大的幫助。

●難點(diǎn)磁場(chǎng)

請(qǐng)?jiān)囎鱿铝蓄}目,然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

現(xiàn)有19.7 g由Fe、FeO、Al、Al2O3組成的混合物,將它完全溶解在540 mL 2.00 mol?L1的H2SO4溶液中,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體8.96 L。已知混合物中,F(xiàn)e、FeO、Al、Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.284、0.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金屬陽(yáng)離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,至少應(yīng)加入2.70 mol?L1的NaOH(aq)體積是________。

●案例探究

[例題]將 CaCl2 和 CaBr2 的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 溶液,再通入過(guò)量的 Cl2,完全反應(yīng)后將溶液蒸干,得到干燥固體 11.175 g。則原配溶液中,c(Ca2)∶c(Cl)∶c(Br)為

A.3∶2∶1                   B.1∶2∶3                    C.1∶3∶2                    D.2∶3∶1

命題意圖:考查學(xué)生對(duì)電荷守恒的認(rèn)識(shí)。屬化學(xué)教學(xué)中要求理解的內(nèi)容。

知識(shí)依托:溶液等有關(guān)知識(shí)。

錯(cuò)解分析:誤用電荷守恒:

n(Ca2 )= n(Cl) + n(Br),錯(cuò)選A。

解題思路:1個(gè) Ca2 所帶電荷數(shù)為2,則根據(jù)溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù),知原溶液中:

2n(Ca2) = (Cl) + (Br)

將各備選項(xiàng)數(shù)值代入上式進(jìn)行檢驗(yàn)可知答案。

答案:D

●錦囊妙計(jì)

化學(xué)上,常用的守恒方法有以下幾種:

1.電荷守恒

溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)。即:陽(yáng)離子物質(zhì)的量(或濃度)與其所帶電荷數(shù)乘積的代數(shù)和等于陰離子物質(zhì)的量(或濃度)與其所帶電荷數(shù)乘積的代數(shù)和。

2.電子守恒

化學(xué)反應(yīng)中(或系列化學(xué)反應(yīng)中)氧化劑所得電子總數(shù)等于還原劑所失電子總數(shù)。

3.原子守恒

系列反應(yīng)中某原子(或原子團(tuán))個(gè)數(shù)(或物質(zhì)的量)不變。以此為基礎(chǔ)可求出與該原子(或原子團(tuán))相關(guān)連的某些物質(zhì)的數(shù)量(如質(zhì)量)。

4.質(zhì)量守恒

包含兩項(xiàng)內(nèi)容:①質(zhì)量守恒定律;②化學(xué)反應(yīng)前后某原子(或原子團(tuán))的質(zhì)量不變。

此外,還有物料平衡,將編排在第16篇――水的電離中。

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.(★★★)將 3.48 g Fe3O4 完全溶解在 100 mL 1.00 mol/L 的 H2SO4(aq) 中,然后加入 K2Cr2O7(aq)25.00 mL,恰好使 Fe2全部轉(zhuǎn)化為 Fe3,且 Cr2O全部轉(zhuǎn)化為 Cr3。則 K2Cr2O7 的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_________。

2.(★★★)某露置的苛性鉀經(jīng)分析含水:7.62%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)、K2CO3:2.38%、KOH :90.00%。取此樣品 1.00 g 放入 46.00 mL 1.00 mol?L1 的 HCl(aq) 中,過(guò)量的 HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq)中和至中性,蒸發(fā)中和后的溶液可得固體_______克。

3.(★★★★)A、B、C三種物質(zhì)各15 g,發(fā)生如下反應(yīng):

A+B+CD

反應(yīng)后生成D的質(zhì)量為30 g。然后在殘留物中加入10 g A,反應(yīng)又繼續(xù)進(jìn)行,待反應(yīng)再次停止,反應(yīng)物中只剩余C,則下列說(shuō)法正確的是(   )

A.第一次反應(yīng)停止時(shí),剩余B 9 g

B.第一次反應(yīng)停止時(shí),剩余C 6 g

C.反應(yīng)中A和C的質(zhì)量比是5∶3

D.第二次反應(yīng)后,C剩余5 g

4.(★★★★★)(1)中學(xué)教材上圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu),它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,Ni2與最近O2的核間距離為a×108cm,計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO摩爾質(zhì)量為74.7 g?mol1)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖1―1

(2)天然的和絕大部分人工制備的晶體,都存在各種缺陷,例如在某種NiO晶體中就存在如圖1―1所示的缺陷:一個(gè)Ni2空缺,另有兩個(gè)Ni2被兩個(gè)Ni3所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性,但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O,試計(jì)算該晶體中Ni3與Ni2的離子數(shù)之比。

 

 

 

難點(diǎn)磁場(chǎng)

提示:根據(jù) Na 原子守恒和 SO守恒得如下關(guān)系:

2NaOH ~ Na2SO4~ H2SO4

則:n(NaOH) = 2n(H2SO4)

c(NaOH)?V [NaOH(aq)] = 2c(H2SO4)?V [H2SO4(aq)]

V [NaOH(aq)]可求。

答案:800 mL

殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.提示:Fe3O4中 +2 價(jià)鐵所失電子物質(zhì)的量與 Cr2O 中+6 價(jià)鉻所得電子物質(zhì)的量相等。

×(3-2)= 0.02500 L×c(Cr2O)×(6-3)×2。

答案:0.100 mol?L1

2.提示:根據(jù) Cl 原子守恒得:

n(KCl) = n(HCl) = 1.00 mol?L1×0.04600 L = 4.60×102 mol,m(KCl) 易求。

答案:3.43 g

3.解析:第一次反應(yīng) A 不足,因?yàn)榈谝淮畏磻?yīng)后加入 A 又能進(jìn)行第二次反應(yīng)。第二次反應(yīng)后,只剩余 C,說(shuō)明 A、B 恰好完全反應(yīng)。則:

m(A)∶m(B) = (15 g+10 g)∶15 g = 5∶3

第一次反應(yīng)耗 B 的質(zhì)量mB為:15 g∶mB=5∶3,mB=9 g

即第一次反應(yīng)后剩余B質(zhì)量為:15 g-9 g=6 g。

可見(jiàn)(A)選項(xiàng)不正確。

根據(jù)mAmBmC=mD ,可知生成30 g D時(shí)消耗C的質(zhì)量。

mC=30 g-15 g-9 g=6 g

即第一次反應(yīng)后剩余C質(zhì)量為:15 g-6g=9g。

又見(jiàn)(B)選項(xiàng)不正確。

易見(jiàn)反應(yīng)消耗A、B、C質(zhì)量之比為:mAmBmC=15 g∶9 g∶6g=5∶3∶2

(C)選項(xiàng)不正確。

答案:D

4.提示:由題得 NiO 晶體結(jié)構(gòu)(如右圖)。其體積為:

V = (a×108cm)3

右圖向三維空間延伸,它平均擁有的 Ni2、O2數(shù)目為:

N(Ni2) =N(O2) =×4 ==N(NiO)

由密度公式得:

ρ(NiO) =

(2)(電荷守恒法)設(shè) 1 mol Ni0.97O 中含Ni3物質(zhì)的量為x,則Ni2的物質(zhì)的量為(0.97 mol-x);根據(jù)電荷守恒得:

3x+2×(0.97 mol-x)=1 mol×2 x=0.06 mol

N(Ni3)∶N(Ni2)=0.06 mol∶(0.97 mol-0.06 mol)=6∶91

答案:(1)          (2)6∶91

 

 

 

 


同步練習(xí)冊(cè)答案