1、化学中的守恒1、质量守恒2、电荷守恒3、电子守恒4、化合价守恒5、能量守恒守恒宏观 上： “ 参加 化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和 ” 微观 上： “ 在一切化学反应中，反应前后原子的种类个数（或数目）、原子质量前后没有变化 具体表现： 化学反应前后（ 1）物质的总质量不变；（ 2）元素、原子的种类不变；（ 3）某种元素的总质量及其原子的总物质的量都不变；（ 4）多步反应或平行反应前后某种微粒的总物质的量守恒。【例 1】在 1.0L0.20mol/L的 NaOH溶液中通入一定量的 H2S气体，然后低温蒸发，得到固体 7.9g。 试计算所得固体组分及各它们的物质的量。
2、【分析】先判断所得固体成分，在利用 Na+守恒及混合物质量关系进行计算。（ 1）若通入 H2S的量为 0，则所得固体为 NaOH 。m= 1.0L0.20mol/L40g/mol=8g（ 2）若通入 H2S后， NaOH恰好完全反应生成 Na2S， 所得固体质量m= 1.0L0.20mol/L 1/278g/mol=7.8g（ 3）若通入 H2S后， NaOH恰好完全反应生成 NaHS，所得固体质量m= 1.0L0.20mol/L 56g/mol=11.2g【例 2】在 1.0L1.0molL-1NaOH溶液中通入 16.8L标准状况下的 CO2， 计算所得溶液中含有的 NaHCO3和Na2C
3、O3的物质的量。CO2通入 NaOH溶液中，若产物为 NaHCO3、Na2CO3， 则两者均无剩余，可由守恒法解答， 类似的还有 NaHS、 Na2S； Na2SO3、 NaHSO3等 。 CO2通入 NaOH溶液中，若未知反应物比例，存在 4种可能的情况。要先判断所得溶液中含有的溶质成分，再利用守恒法解答。【例 3】（ 1999年上海高考题）将 1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体 1.12L（ 标准状况）。则所消耗硝酸的物质的量是 （ ）A 0.12mol B 0.11molC 0.09mol D 0.08mol B 2、浓硝酸（浓 H2SO4） 与金属反应，开始生
4、成的是 NO2（ SO2）， 随着反应的进行，浓度变稀，生成的是 NO（ H2）。 1、无特别强调，一般不考虑 N2O4的存在【例 4】有一在空气中暴露过的 KOH固体，经分析测知含水 2.8， K2CO337.3。 取 1g该样品投入 25mL 2mol/L的盐酸中后，中和多余的酸又用去 1.07mol/L的 KOH溶液 30.8mL 。 问蒸发中和后的溶液可得到多少 g固体？ 【 思考题 】 一定温度下，向一固定容积的密闭容器中加入1 mol A和 1mol B， 发生反应 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)， 达到平衡时生成了 a mol C。 若升高平衡体系温度，当再次达到平衡
5、后，测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变，试解释形成这种结果的可能原因是：。 A、 B、 C、 D四种物质相对分子质量之间的关系为 （用MA、 MB、 MC、 MD表示）。2MA+MB=3MC+ MD升温后， D逐渐转化为气态练习 取钠、钙各一小块，投入适量水中，反应完毕时只收集到 H21.568L（ 标准状况）。再取碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 3.8g加入到所得的溶液中，当反应完后（此时 Ca2+、 CO32-、 HCO3-完全进入沉淀）将溶液蒸干，得到白色固体 8.8g， 再将白色固体用水洗涤、干燥得白色不溶物 4g。 试求：（ 1）钠、钙各多少克？（ 2） NaHCO3、
6、 Na2CO3各多少克？练习 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解 28.4g上述混合物，消耗 1mol/L盐酸 500mL。燃烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是A.35g B.30 g C.20 g D.15 g2、电荷守恒离子化合物（或溶液）中：阴离子所带负电荷总数 =阳离子所带正电荷总数（ 1） 电荷的物质的量（ n） ： 阴、阳离子的物质的量之间的关系式；（ 2） 单位体积溶液中电荷的物质的量（ c） ： 阴、阳离子的物质的量浓度之间的关系式；如硫化钠与碳酸铵的混合溶液中：（ 1） n(Na+)+ n(NH4+)+ n(H+)=
7、 2n(S2-) +n(HS-)+ 2n(CO32-) +n(HCO3-)+ n(OH-)（ 2） c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)= 2c(S2-) +c(HS-)+ 2c(CO32-) +c(HCO3-)+ c(OH-)【例 5】 镁条在空气中燃烧生成 MgO和 Mg3N2。 将燃烧产物溶于 60mL 浓度为 2mol/L 的盐酸中，以 20mL 0.5mol/L的 NaOH溶液中和多余的盐酸，然后在溶液中加入过量的NaOH溶液，并加热使 NH3全部蒸发，再用稀盐酸吸收NH3， 使此盐酸增重 0.17g， 求镁条的质量。请分析其中的守恒关系（ 1）第一次加碱后： 2n(Mg2+
8、)+ n(NH4+) + n(Na+) =n(Cl-)（ 2） n(Cl-)=n(HCl) ； n(NH4+)= n(NH3)；n(Na+) = n(NaOH) ； n(Mg)= n(Mg2+)【解】 设 CO32-质量分数为 x， K+质量分数为 y。 由电荷守恒及质量关系可得： x + y = 1-0.3153-0.2708 0.3153/23+y/39=0.2708/35.5+2x/60解得 x = 0.283， Na2CO3的质量分数 =0.283106/60=0.50【练习】 KCl、 NaCl、 Na2CO3组成的混合物，其中 Na元素的质量分数为 31.53% ， Cl元素的质量
9、分数为 27.08% 。求混合物中 Na2CO3的质量分数（结果保留两位有效数字）。 电荷守恒的思路不仅适用于溶液中，而且适用于固体离子化合物及它们的混合物中 。【分析】 若求得 CO32-质量分数，可进一步求得 Na2CO3的质量分数。 离子化合物阴阳离子 电荷守恒。50%【 练习 】 某 地酸雨经检验除含 H+外 c(OH )可忽略不计 ，还含有 Na+、 Cl 、 NH4+、 SO42-， 其浓度依次为c(Na+)=7.010-6mol/L， c(Cl )=3.510-5 mol/L， c( NH4+)=2.310-5mol/L， c(SO42-)=2.510-6 mol/L。 则酸雨的
10、 pH值为 （ ）A. 3 B. 4 C. 5 D.6 c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)=2c(SO42-) +c(Cl-)+ c(OH-)c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+) 2c(SO42-) +c(Cl-)c(OH )可忽略不计C3、电子守恒（ 1） 在氧化还原反应 中：氧化剂得电子总数 =还原剂失电子总数（ 2）在 电解过程 中：阴极得电子总数 =阳极失电子总数n(e-)=Q/F=IR/F【例 6】 将 x molCu2S跟足量稀 HNO3反应，生成Cu(NO3)2、 H2SO4、 NO和 H2O， 则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是（ ） A 4x mol
11、 B 10x molC 10x/3 mol D 2x/3 molC3.84g铜和一定质量的浓硝酸反应，当铜反应完全时，共收集到标准状况时的气体 2.24L， 若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液 ? 【练习】【例 7】 用两支惰性电极插入 500 LAgNO3溶液中，通电电解，当电解液的 pH从 6.0变为 3.0时（设电解时阴极没有 H2析出，且电解前后溶液体积不变），电极上应析出Ag的质量是（ ）。A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg 【 解析 】 根据得失电子守恒写出电极反应式：阴极： 4Ag+ 4e- 4Ag阳极
12、： 4H2O 4e- O2 4H+可知： Ag+ H+1mol 1mol 110 0.5 110 0.5 510 4则析出银的质量为： 510 mol 108g/mol 5.410 g 54mg 4、化合价守恒： 化合物中元素的正负化合价总数的绝对值相等 ;或者 元素化合价代数和等于零。【例 8】 某硅酸盐的组成可表示为：K2Al6Si6H4Ox， 则 x的值为（ ）A 2 B 12C 24 D 无法判断C 【例 9】 某含有 MgBr2和 MgO的混合物，经实验分析测得镁元素的质量分数为 38.4%，试计算混合物中溴元素（ Br） 的质量分数为多少？ (已知溴的相对原子质量为 80) 具体问
13、题中，有的还涉及：气体体积的守恒 气体压强的守恒燃烧耗氧量的守恒 生成 CO2或 H2O的量的守恒元素的质量分数守恒 原子个数比守恒反应转化率不变 平衡浓度不变 理解守恒的实质 抓准守恒的物理量 抓全总量守恒的各部分 抓住守恒的依据 【练习】 将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量稀 H2SO4， 得到标准状况下的气体 11.2L， 则原混合物可能的组成是（ n代表物质的量）A. n(Fe)n(S)， 总质量等于 44g。C. n(Fe)=n(S)， 总质量大于 44g。D. n(Fe)n(S)， 总质量小于 44g。【练习】 往 150mL FeBr2溶液中缓缓通入 2
14、.24L（ 标况）氯气，反应完全后，溶液中有 1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溴化亚铁溶液的物质的量的浓度。 练习 有一块铝铁合金，溶于足量的盐酸中，再用过量的 NaOH溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧，完全变成红色粉末，经称量红色粉末和合金的质量相等，求合金中铝的质量分数 。解： 分析 Al AlCl3 NaAlO2 NaAlO2合金 Fe FeCl2 Fe(OH)3(红色 ) Fe2O3(红色粉末 )板书 设合金中铝和铁物质的量分别为 n1和 n2， 则由已知有：27 n1 56 n2=160 n21/2所以铝的质量分数为： 27 n1/ （ 27 n1 56 n2 ） =30%
