专题2.4 守恒思想在化学中的应用——守恒法解题技巧（教学案）-2020高考化学备考一轮复习考点学与练

守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是高考试题中应用最多的方法之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。 1.“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些特定关系为依据，从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应等式关系解题的一种思想方法。 2.运用守恒法可以避开复杂的反应和中间过程，直接寻找始态和终态中特有的守恒关系，能更快、更便捷地解决问题，提高解题的速度和准确度。 3.中学常见的守恒问题有三种：质量守恒、电荷守恒、电子守恒。 一、质量守恒： 反应物减少的总质量=生成物增加的总质量。在一些物理变化中也存在质量守恒，如溶液在稀释或浓缩过程中，原溶质质量在稀释或浓缩后不变(溶质不挥发、不析出)。在化学反应过程中找准反应前后的质量关系，利用不变量可快速求解。 【例1】 在臭氧发生器中装入100 mL O2，经反应3O22O3，最后气体体积变为95 mL(体积均为标准状况下测定)，则反应后混合气体的密度为　　　    g·L-1。 2.原子守恒：抓住初始反应物和最终生成物中某一原子(或原子团)不变，找到等量关系进行求解。 【变式探究】 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.12%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1 g加入到46.00 mL的1 mol·L-1盐酸中，过量的酸再用1.07 mol·L-1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体　　　    克。 二、电子守恒： 氧化还原反应中，氧化剂得电子(化合价降低)总数等于还原剂失电子(化合价升高)总数，得失电子守恒(化合价升降相等)。在解题中找到最终化合价升高的和降低的物质，列等式求解。 【例2】 1.92 g铜投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，用试管收集生成气体颜色越来越浅，共收集到672 mL气体(标准状况下)，将盛有此气体的试管倒扣在水中，通入氧气恰好使气体完全溶解在水中，则需要标准状况下的氧气体积为(　    )。 A.504 mL　　　　　B.168 mL C.336 mL　　 D.224 mL 【变式探究】硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0 mL 0.1mol/LNa2S2O3溶液恰好把224mL（标准状况）Cl2完全转化为Cl－离子，则S2O32－将转化成（ ） 　　A．S2－ 　　　　B．S　　　　 C．SO32－　　　　 D．SO42－ 三、电荷守恒： 指阳离子所带的电荷总数(各种阳离子所带电荷数与阳离子物质的量的乘积的代数和)与阴离子所带的电荷总数(各种阴离子所带电荷数与阴离子物质的量的乘积的代数和)在数值上相等，主要在以下两个方面应用。 1.离子方程式中，常用于离子方程式正误判断及书写。 【例3】 在一定条件下， RO3n-与I-发生反应的离子方程式如下:RO3n-+6I-+6H+ =R-+3I2+3H2O，R 中的n为　　　    。 2.溶液呈电中性 【变式探究】将NaCl和NaBr混合物mg溶于水后，向所得溶液中通入足量Cl2，反应后将溶液蒸干得固体(m-2)g，则通Cl2前原溶液中Na+、Cl-、Br-的物质的量之比不可能为( ) A.4:3:1 B.3:3:1 C.3:2:1 D.3:1:2 四、物料守恒： 电解质溶液中某一组分的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，它实质上是元素守恒。 【例4】 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 (　    )。 A.氯水中:c(Cl2)=2[c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO)] B.在25 ℃ 100 mL NH4Cl溶液中:c(Cl-)> c(NH4+)+c(NH3·H2O) C.等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中:c(HClO)+c(ClO-)= c(HCO3-) +c(H2CO3) D.等浓度醋酸和氢氧化钠等体积混合后的溶液:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) 五、能量守恒： 化学反应不仅遵循质量守恒定律，还必须遵循能量守恒定律，盖斯定律就是能量守恒的具体应用。 【例5】 饮用水中的N主要来自于NH4+。已知在微生物的作用下， NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下: O 1 mol NH4+全部被氧化成NO3-的热化学方程式为     　。 六、溶质守恒： 同种溶质的溶液混合或溶液稀释，这种溶质的总量恒定是解决溶液问题的根本依据。 【例6】 有100 g浓度为18 mol·L-1的浓硫酸，其密度为d g·mL-1，加水稀释至9 mol·L-1，则加入的水的体积为(　　)。 A.100