守恒法的应用技巧.doc

策略36　守恒法的应用技巧 金点子： “守恒法”广泛应用于高考及各类竞赛试题的解题中，它既可使繁乱的问题化难为易，又可使复杂的计算化繁为简，因而备受广大中学生的青睐。但在使用中，由于对题意理解不清、条件分析不透，也时常出现滥用守恒的现象，故正确把握守恒原理，学会守恒方法，是高考化学解题之必备。 守恒法包括：元素守恒、电荷守恒、电子守恒、质量守恒等。 1．在化学反应前后，物质中的各元素原子的物质的量始终保持守恒，这就是元素守恒。如在复杂的变化过程中，能充分利用某些元素原子的物质的量守恒解题，不仅思路清晰，而且计算简便。 2．根据电解质溶液总是呈电中性，从而利用电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等来进行解题的方法称电荷守恒法。 3．在氧化还原反应中，还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数相等，这是运用得失电子数守恒进行化学计算的主要依据。 4．质量守恒普遍存在于整个物理、化学变化过程中（核反应除外），如反应前后物质的质量守恒，反应过程中催化剂的质量守恒，溶液稀释与混合时溶质的质量守恒等。 经典题： 例题1 ：（2001年全国高考）在无土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl、16 mol KCl和24molK2SO4的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三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：利用元素守恒求解。 捷径：先求出需配制营养液中所需NH4+、K+、Cl—、SO42—、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NH4+、K+、Cl—、SO42—物质的量。若与题干中的数值一致，即为选项。如题干中NH4+ 50 mol；K+：16+24×2=64（mol）；Cl—：50+16=66（mol），SO42—：24mol。选项B，NH4+：2+24×2=50（mol），K+：64mol、Cl—：64+2=66（mol），SO42—：24mol，与题干相符，选项B正确。 总结：如果题目中提供不是固体物质，而是溶液，其解法是相同的，只要将溶质的物质的量求出，就变成与本题完全相同的题目。目前化学试题中往往置于与生产实际、科研等相结合的情境中，解题时，只要把它迁移到解化学题基本方法中，就可迎刃而解。 例题2 ：（2001年上海高考）将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10rnL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是　（ ） A．c (Ac－)＞c (Cl－)＞c (H＋)＞c (HAc) B．c (Ac－)＞c (Cl－)＞c (HAc)＞c（H＋） C．c (Ac－)＝c (Cl＋)＞c (H＋)＞c (HAc) D．c (Na＋)＋c (H＋)＝c (Ac－)＋c (Cl－)＋c (OH－) 方法：首先必须考虑溶液间的反应，然后通过守恒关系分析。 捷径：将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10rnL混合后，考虑溶液间的反应，此时溶液变成了等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH、NaCl三种物质的混合溶液。因此时溶液显酸性，知CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度。以此得溶液中粒子间物质的量浓度的关系为：c（Na＋）＞c (Ac－)＞c (Cl－)＞c (HAc)＞ c（H＋）＞c (OH－)。再利用电荷守恒可得：c (Na＋)＋c (H＋)＝c (Ac－)＋c (Cl－)＋c (OH－)。对照选项可得答案为BD。 总结：当溶液中两种可两种以上的物质相混合时，首先必须考虑溶液间的反应，这是解答此类试题的第一步，也是关键性的一步。部分考生由于未考虑混合后的反应而经常出错。 例题3 ：（1999年上海高考） ：把0.02 mol· L－1 HAc溶液和0.01 mol· L－1 NaOH溶液以等体积混和，则混合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－1 方法：通过电荷守恒及物料守恒两大守恒分析。 捷径：两溶液等体积混合后变成0.005mol·L-1 HAc 和0.005mol·L-1 NaAc 的混合溶液，由于HAc的电离占主导地位，故c（Ac-） c（HAc），溶液呈酸性。再根据电荷守恒关系：c（Na+）+c（H+）= c（Ac-）+c（OH-），及c（H+） c（OH-）得c（Ac-）