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雪帆奥数王老师
楼主
守恒方法巧解化学计算题
化学反应中存在着一系列的守恒关系，如质量守恒、电子守恒、电荷守恒等。抓住这些守恒关系，将其运用于化学计算，常会使一些化学计算题迅速求解，达到事半功倍的效果。现举数例，加以说明。
例１．（２０００年春季高考２５题）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
解析：设反应生成的Ｎａ2ＣＯ３的物质的量为ｘ，生成的ＮａＨＣＯ３的物质的量为ｙ。
２ｘ＋ｙ＝１０ｍｏｌ／Ｌ×１Ｌ（Ｎａ＋守恒）
ｘ＋ｙ＝０.８ｍｏｌ（Ｃ守恒）
求出：ｘ＝０.２ｍｏｌ，ｙ＝０.６ｍｏｌ。
则 ｃ（ＣＯ３２－）∶ｃ（ＨＣＯ３－）＝１∶３，选Ａ。
例２．（１９９９年上海高考题） 把０.０２ｍｏｌ／ＬＨＡｃ溶液和０.０１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系
正确的
是（）。
Ａ．ｃ（Ａｃ－）＞ｃ（Ｎａ＋）
Ｂ．ｃ（ＨＡｃ）＞ｃ（Ａｃ－）
Ｃ．２ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（Ａｃ－）－ｃ（ＨＡｃ）
Ｄ．ｃ（ＨＡｃ）＋ｃ（Ａｃ－）＝０.０１ｍｏｌ／Ｌ
解析：此题实质上是０.０５ｍｏｌ／Ｌ的ＨＡｃ溶液和０.０５ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＡｃ溶液的混合溶液。
由电荷守恒关系可得：
ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（Ｎａ＋）＝ｃ（Ａｃ－）＋ｃ（ＯＨ－） （１）
由物料守恒关系可得：
ｃ（ＨＡｃ）＋ｃ（Ａｃ－）＝ｃ（Ｎａ＋）×２
＝０.０１ｍｏｌ／Ｌ （２）
由（２）可知Ｄ正确。
将（１）×２＋（２）可得：
２ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（Ａｃ－）＋２ｃ（ＯＨ－）－Ｃ（ＨＡＣ）（３）
Ｃ选项错误。
例３．（１９９９年上海高考１８题）将１.９２ｇＣｕ粉与一定量浓ＨＮＯ３反应，当Ｃｕ粉完全作用时，收集到气体１.１２Ｌ（标况），则所消耗的ＨＮＯ３的物质的量是（）。
Ａ．０.１２ｍｏｌ Ｂ．０.１１ｍｏｌ
Ｃ．０.０９ｍｏｌ Ｄ．０.０８ｍｏｌ
解析：由物料守恒１.９２ｇＣｕ和ＨＮＯ３完全反应后，生成０.０３ｍｏｌＣｕ（ＮＯ３）2，即消耗ＨＮＯ３０.０６ｍｏｌ；产生气体不管是ＮＯ2还是ＮＯ，均需ＨＮＯ３０.０５ｍｏｌ。故共消耗ＨＮＯ３０.１１ｍｏｌ。
选Ｂ。
例４．（１９９９年全国高考２３题）一定条件下ＮＨ4ＮＯ３受热分解的未配平的化学方程式为：
ＮＨ4ＮＯ３ ＨＮＯ３＋Ｎ2＋Ｈ2Ｏ
在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（ ）。
Ａ．５∶３ Ｂ．５∶４ Ｃ．１∶１ Ｄ．３∶５
解析：根据得失电子守恒可得：
被氧化与被还原的氮原子数之比为５∶３，选Ａ。
例５．（１９９９年全国高考２４题）用惰性电极电解Ｍ（ＮＯ３）ｎ的水溶液，当阴极上增重ａｇ时，在阳极上同时产生ｂＬ氧气（标况），从而可知Ｍ的原子量为（）。
Ａ．２２.４ａｘ／ｂ Ｂ．１１.２ａｘ／ｂ
Ｃ．５.６ａｘ／ｂ Ｄ．２.５ａｘ／ｂ
解析：根据得失电子守恒，阳极上物质失电子总数等于阴极上物质得电子总数。因每生成１ｍｏｌＯ2，电子转移４ｍｏｌ，设金属原子量为Ｍ，则有：
（ｂＬ／２２.４l/mol）×４＝（ａｇ／Ｍg/mol）·ｘ
解得：Ｍ＝５.６ａｘ／ｂ，选Ｃ。
例６．２７.２ｇ铁粉和氧化铁的混合物，放入５００ｍＬ的稀Ｈ2ＳＯ4中，发现固体完全溶解，并放出４.４８ＬＨ2（标况）。加入ＮＨ4ＳＣＮ溶液，无颜色变化。然后向溶液中加入２ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液，当溶液呈中性时，消耗ＮａＯＨ溶液５００ｍＬ，求原Ｈ2ＳＯ4溶液的物质的量浓度。
解析：从题中叙述可知，至少涉及六个反应，用常规解题法非常麻烦；如果不考虑过程，而是抓住反应结果，最后的溶液只是Ｎａ2ＳＯ4溶液，根据电荷守恒，Ｎａ＋所带正电荷数一定等于ＳＯ42－所带负电荷数。又因为：Ｎａ＋的物质的量即ＮａＯＨ的物质的量，ＳＯ42－的物质的量即Ｈ2ＳＯ4的物质的量，设Ｈ2ＳＯ4物质的量浓度为ｃ（Ｈ2ＳＯ4）。
ｃ（Ｈ2ＳＯ4）×０.５Ｌ×２＝２ｍｏｌ／Ｌ×０.５Ｌ
ｃ（Ｈ2ＳＯ4）＝１ｍｏｌ／Ｌ
例７．一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在如下平衡：
Ｃａ（ＯＨ）2（s）Ｃａ2＋＋２ＯＨ－
当向其中加入少量生石灰时，下列说法正确的是（ ）。
Ａ．溶液中Ｃａ2＋数目减少 Ｂ．Ｃａ2＋浓度增大
Ｃ．溶液ｐＨ不变 Ｄ．以上都不对
解析：石灰乳悬浊液里加入少量生石灰，溶液仍为饱和溶液——浓度守恒，因此溶液ｐＨ不变。但由于ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）2，溶液中水减少，故溶液中Ｃａ2＋数目减少。
选Ａ，Ｃ。
2010年06月27日 14点06分
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化学反应中存在着一系列的守恒关系，如质量守恒、电子守恒、电荷守恒等。抓住这些守恒关系，将其运用于化学计算，常会使一些化学计算题迅速求解，达到事半功倍的效果。现举数例，加以说明。
例１．（２０００年春季高考２５题）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
解析：设反应生成的Ｎａ2ＣＯ３的物质的量为ｘ，生成的ＮａＨＣＯ３的物质的量为ｙ。
２ｘ＋ｙ＝１０ｍｏｌ／Ｌ×１Ｌ（Ｎａ＋守恒）
ｘ＋ｙ＝０.８ｍｏｌ（Ｃ守恒）
求出：ｘ＝０.２ｍｏｌ，ｙ＝０.６ｍｏｌ。
则 ｃ（ＣＯ３２－）∶ｃ（ＨＣＯ３－）＝１∶３，选Ａ。
例２．（１９９９年上海高考题） 把０.０２ｍｏｌ／ＬＨＡｃ溶液和０.０１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系
正确的
是（）。
Ａ．ｃ（Ａｃ－）＞ｃ（Ｎａ＋）
Ｂ．ｃ（ＨＡｃ）＞ｃ（Ａｃ－）
Ｃ．２ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（Ａｃ－）－ｃ（ＨＡｃ）
Ｄ．ｃ（ＨＡｃ）＋ｃ（Ａｃ－）＝０.０１ｍｏｌ／Ｌ
解析：此题实质上是０.０５ｍｏｌ／Ｌ的ＨＡｃ溶液和０.０５ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＡｃ溶液的混合溶液。
由电荷守恒关系可得：
ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（Ｎａ＋）＝ｃ（Ａｃ－）＋ｃ（ＯＨ－） （１）
由物料守恒关系可得：
ｃ（ＨＡｃ）＋ｃ（Ａｃ－）＝ｃ（Ｎａ＋）×２
＝０.０１ｍｏｌ／Ｌ （２）
由（２）可知Ｄ正确。
将（１）×２＋（２）可得：
２ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（Ａｃ－）＋２ｃ（ＯＨ－）－Ｃ（ＨＡＣ）（３）
Ｃ选项错误。
例３．（１９９９年上海高考１８题）将１.９２ｇＣｕ粉与一定量浓ＨＮＯ３反应，当Ｃｕ粉完全作用时，收集到气体１.１２Ｌ（标况），则所消耗的ＨＮＯ３的物质的量是（）。
Ａ．０.１２ｍｏｌ Ｂ．０.１１ｍｏｌ
Ｃ．０.０９ｍｏｌ Ｄ．０.０８ｍｏｌ
解析：由物料守恒１.９２ｇＣｕ和ＨＮＯ３完全反应后，生成０.０３ｍｏｌＣｕ（ＮＯ３）2，即消耗ＨＮＯ３０.０６ｍｏｌ；产生气体不管是ＮＯ2还是ＮＯ，均需ＨＮＯ３０.０５ｍｏｌ。故共消耗ＨＮＯ３０.１１ｍｏｌ。
选Ｂ。
例４．（１９９９年全国高考２３题）一定条件下ＮＨ4ＮＯ３受热分解的未配平的化学方程式为：
ＮＨ4ＮＯ３ ＨＮＯ３＋Ｎ2＋Ｈ2Ｏ
在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（ ）。
Ａ．５∶３ Ｂ．５∶４ Ｃ．１∶１ Ｄ．３∶５
解析：根据得失电子守恒可得：
被氧化与被还原的氮原子数之比为５∶３，选Ａ。
例５．（１９９９年全国高考２４题）用惰性电极电解Ｍ（ＮＯ３）ｎ的水溶液，当阴极上增重ａｇ时，在阳极上同时产生ｂＬ氧气（标况），从而可知Ｍ的原子量为（）。
Ａ．２２.４ａｘ／ｂ Ｂ．１１.２ａｘ／ｂ
Ｃ．５.６ａｘ／ｂ Ｄ．２.５ａｘ／ｂ
解析：根据得失电子守恒，阳极上物质失电子总数等于阴极上物质得电子总数。因每生成１ｍｏｌＯ2，电子转移４ｍｏｌ，设金属原子量为Ｍ，则有：
（ｂＬ／２２.４l/mol）×４＝（ａｇ／Ｍg/mol）·ｘ
解得：Ｍ＝５.６ａｘ／ｂ，选Ｃ。
例６．２７.２ｇ铁粉和氧化铁的混合物，放入５００ｍＬ的稀Ｈ2ＳＯ4中，发现固体完全溶解，并放出４.４８ＬＨ2（标况）。加入ＮＨ4ＳＣＮ溶液，无颜色变化。然后向溶液中加入２ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液，当溶液呈中性时，消耗ＮａＯＨ溶液５００ｍＬ，求原Ｈ2ＳＯ4溶液的物质的量浓度。
解析：从题中叙述可知，至少涉及六个反应，用常规解题法非常麻烦；如果不考虑过程，而是抓住反应结果，最后的溶液只是Ｎａ2ＳＯ4溶液，根据电荷守恒，Ｎａ＋所带正电荷数一定等于ＳＯ42－所带负电荷数。又因为：Ｎａ＋的物质的量即ＮａＯＨ的物质的量，ＳＯ42－的物质的量即Ｈ2ＳＯ4的物质的量，设Ｈ2ＳＯ4物质的量浓度为ｃ（Ｈ2ＳＯ4）。
ｃ（Ｈ2ＳＯ4）×０.５Ｌ×２＝２ｍｏｌ／Ｌ×０.５Ｌ
ｃ（Ｈ2ＳＯ4）＝１ｍｏｌ／Ｌ
例７．一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在如下平衡：
Ｃａ（ＯＨ）2（s）Ｃａ2＋＋２ＯＨ－
当向其中加入少量生石灰时，下列说法正确的是（ ）。
Ａ．溶液中Ｃａ2＋数目减少 Ｂ．Ｃａ2＋浓度增大
Ｃ．溶液ｐＨ不变 Ｄ．以上都不对
解析：石灰乳悬浊液里加入少量生石灰，溶液仍为饱和溶液——浓度守恒，因此溶液ｐＨ不变。但由于ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）2，溶液中水减少，故溶液中Ｃａ2＋数目减少。
选Ａ，Ｃ。