1、专题知识回顾章末专题放送小专题，大收获专题 守恒法在计算题中的应用1质量守恒关系质量守恒定律表示：参加化学反应的各种物质的质量总和，等于反应后生成物的各物质的质量总和。依据该定律常可得出下列解题时实用的等式：(1)反应物的质量总和生成物的质量总和；(2)反应物减少的总质量生成物增加的总质量；(3)反应体系中固体质量的增加(或减少)等于气体质量的减少(或增加)。【例 1】在 2 L 硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中，加入 30 g铁粉，最后得到 2 L 0.25 molL1 的硫酸亚铁溶液及 26 g 固体沉淀物。分别求原混合溶液中硫酸铁和硫酸铜的物质的量浓度。【解析】设硫酸铁、硫酸铜的物质的量分别为
2、 x 和 y。根据反应前后铁和铜的质量和相等得56 gmol12x64 gmol1y30 g2 L0.25 molL156 gmol126 g再由反应前后硫酸根离子的物质的量守恒得3xy2 L0.25 molL1联立解得 x0.1 mol，y0.2 mol。因此硫酸铁、硫酸铜的物质的量浓度分别为0.05 molL1 和 0.1 molL1。【答案】0.05 molL1 0.1 molL12元素守恒关系在化学反应过程中，从某种意义上说可以认为是原子重新组合的过程，因此在反应过程中某种元素的原子，在反应前后必定保持两种守恒关系(均体现出原子个数相等)：原子的质量守恒；原子的物质的量守恒。【例 2】
3、向一定量的 Fe、FeO、Fe2O3 的混合物中，加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出 224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入 KSCN 溶液无血红色出现，混合物中铁元素的质量分数为()A81.4%B77.8%C68.6%D无法计算【解析】用盐酸溶解后，得到的产物加 KSCN 溶液，无血红色出现，说明得到的产物是氯化亚铁，即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中，盐酸的物质的量为 1 mol/L0.1 L0.1 mol，根据氯元素守恒，则 n(Fe)n(FeCl2)5.0n(HCl)0.05 mol，m(Fe)0.05 mol56 g/mol2.8 g，根据
4、H 元素守恒生成氢气的物质的量为 n(H2)0.224 L22.4 L/mol0.01 mol，消耗 HCl的物质的量为 0.01 mol20.02 mol，则与氧化物反应的 HCl的物质的量为 0.1 mol0.02 mol0.08 mol，所以氧化物中含有n(O)0.08 mol20.04 mol，m(O)0.04 mol16 g/mol0.64 g，则混合物中铁元素的质量分数为2.8 g2.8 g0.64 g10081.4%，答案选 A。【答案】A3电荷守恒关系在电解质溶液里或在离子化合物中，所含阴、阳离子的电荷数必定相等(电中性原理)，即阳离子的物质的量(或物质的量浓度)阳离子的电荷数
5、阴离子的物质的量(或物质的量浓度)阴离子的电荷数。【例 3】将铁片加到 1 L 0.5 mol/L FeCl3 溶液中，当 Fe2 和 Fe3的浓度相等时，消耗的铁片的质量为()A2.8 g B5.6 gC11.2 g D1.4 g【解析】反应后的溶液中 Fe2和 Fe3的浓度相等，反应后溶液中 n(Fe2)n(Fe3)，根据电荷守恒，反应后溶液中2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，即 2n(Fe3)3n(Fe3)1 L0.5 mol/L3，解得 n(Fe3)0.3 mol，故反应后溶液中 n(Fe2)n(Fe3)0.3 mol，原溶液中 Fe3的物质的量为 1 L0.5 mol/L0.5
6、 mol，根据 Fe 元素守恒可知，加入 Fe 的物质的量为 0.3 mol0.3 mol0.5 mol0.1 mol，故消耗的铁片的质量为 0.1 mol56 g/mol5.6 g。故选 B。【答案】B【名师指导】根据 ncV 计算 FeCl3 溶液中 n(Cl)，根据电荷守恒，反应后溶液中 2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，据此计算反应后溶液中 Fe2和 Fe3的物质的量，根据 ncV 计算FeCl3 溶液中 n(Fe3)，根据 Fe 元素守恒计算加入 Fe 的物质的量，再根据 mnM 计算加入 Fe 的质量。4电子守恒关系电子守恒关系是指在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂
7、失电子总数，即电子在转移过程中数目不变。应用电子守恒关系解答问题时，常用到两种形式，一是根据氧化剂得电子总数还原剂失电子总数，把有关量代入等式求解；二是根据电子守恒关系找出有关物质或离子的物质的量或体积关系，由已知条件列比例式求解。如得失 4 mol 电子时，有关系O22H22Cu24Ag4OH等。【例 4】R2On6 在一定条件下可以把 Mn2氧化成 MnO4，若反应后 R2On6 转变为 ROn3。又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 52，则 n 值为()A1 B2 C3 D4【解析】设 R2On6 中 R 的化合价为 x，ROn3 中为 y，则有 n122x6y，即 2xy6，根据
8、得失电子守恒：10(xy)10，解得 x5，n12252。【答案】B专题训练1在铁和氧化铁混合物 15 g 中，加入稀硫酸 150 mL，能放出 H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余，向反应后的溶液中滴入 KSCN 溶液，未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4，且使 Fe2完全转化成 Fe(OH)2，共消耗 3 molL1 的NaOH 溶液 200 mL，则原硫酸的物质的量浓度是()A1.5 molL1B2 molL1C2.5 molL1D3 molL1解析：铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为 FeSO4、H2SO4，加入 NaOH 溶液使铁完全转化成 Fe(OH)2，反应后
9、的溶液溶质只有 Na2SO4，根据硫酸根离子守恒可得 n(H2SO4)n(Na2SO4)，根据钠离子守恒可知 n(Na2SO4)12n(NaOH)123 mol/L0.2 L0.3 mol，所以原 H2SO4 的物质的量浓度为c(H2SO4)0.3 mol0.15 L 2 mol/L，故选 B。答案：B2Na2O2、HCl、Al2O3 三种物质在水中完全反应后，溶液中只含有 Na、H、Cl、OH，且溶液呈中性，则 Na2O2、HCl、Al2O3 的物质的量之比可能为()A321 B241C231 D421解析：由溶液中不含 Al3和 AlO2 可以判断铝元素是以沉淀的形式存在；由 n(OH)n
10、(H)及电荷守恒可知，n(Na)n(Cl)；根据原子守恒可知，Na2O2、HCl 的物质的量之比为12，符合题意的只有 B。答案：B3已知 2Fe2Br2=2Fe32Br，当向 100 mL 的 FeBr2溶液中通入标准状况下的 Cl2 3.36 L，充分反应后测得形成的溶液中 Cl和 Br的物质的量浓度相等，则原 FeBr2 溶液的物质的量浓度为多少？解析：由提供信息可知：Fe2的还原性强于 Br的还原性；因此，通入 Cl2 后 Fe2应该全部被氧化成了 Fe3。则反应后的溶液中只有 Fe3、Cl、Br，且 n(Cl)n(Br)2n(Cl2)23.36 L22.4 Lmol120.15 mol。据电荷守恒原理，必有：3n(Fe3)n(Cl)1n(Br)1，解得 n(Fe3)0.2 mol。又由铁元素守恒知 n(Fe2)n(Fe3)0.2 mol。故原 FeBr2 溶液的物质的量浓度为 0.2 mol0.1 L2 molL1。答案：2 molL1