创新运用守恒法,巧解复杂化学计算题
作者 :  王加文

  摘 要:守恒是化学学科魅力所在。高中阶段学生学习了三大守恒:原子守恒,得失电子守恒,电荷守恒。如能将三者融合在一起,大胆创新,会使复杂的计算变得很简单。
  关键词:守恒法;创新;化学计算题
  典型习题呈现与解法赏析:
  例1.将7.04gCu与一定浓度的硝酸反应,Cu完全反应,如果溶液中NO3-减少0.2mol,则H+减少( )
  A.0.4mol B.0.8mol C.0.42mol D.0.48mol
  解析:1.传统解法:若为稀硝酸,全部生成NO则3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,由比例关系可得,H+减少0.8mol,选A;若为浓硝酸,全部生成NO2则Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,由比例关系可得H+减少0.4 mol,选B;若同时生成NO和NO2,则C,D均有可能,无法确定那个选项。
  2.创新加守恒解法:不拘泥于化学方程式,分析反应物和生成物
  Cu+H++NO3-→Cu2++NO↑+NO2↑+H2O,反应前后必然满足电荷守恒,则n(H+)×1+n(NO3-)×(-1)=n(Cu2+)×2,铜完全反应,所以溶液中Cu2+为0.11 mol,可求出n(H+)为0.42mol。
  例2.部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共
  5.76 g,经如下处理:
  下列说法正确的是( )
  A.滤液A中的阳离子为Fe3+、Fe2+、H+
  B.样品中Fe单质的质量为2.24g
  C.样品中CuO的质量为4.0g
  D.V=448ml
  解析:滤液A中无Cu2+,因硫酸过量,滤渣3.2 g均为铜,滤液中无Fe3+;若样品中CuO的质量为4.0 g,含铜元素3.2 g,样品中无铜单质与条件不符;滤液A经过一系列处理所得3.2 g固体为
  Fe2O3,可求出铁元素质量为2.24 g,若铁单质为2.24g,则无Fe2O3与条件不符。D选项,创新运用守恒方法思路如下:Fe+Fe2O3+CuO+Cu+H+→Fe2++H2↑+Cu+H2O;由电荷守恒可得,n(H+)×1=n(Fe2+)×2,滤液A中Fe2+的物质的量为0.04mol,所以参与反应的H+为0.08 mol。生成物水中的氧全部来自于样品中,m(O)=5.76-m(Fe)-m(Cu)=0.32 g,所以n(H2O)=n(O)=0.02 mol,由氢原子守恒可得:n(H+)=2n(H2)+2n(H2O),即0.08=2n(H2)+2×0.02,n(H2)=0.02 mol,标况下体积448 ml。
  编辑 王团兰

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