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2017年高考化学一轮复习精品导学案:专题2.6 守恒思想在化学中的应用-守恒法解题技巧(原卷版)

资料类别: 化学/学案

所属版本: 通用

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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3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,
【例1】 在臭氧发生器中装入100 mL O2,3O22O3,95 mL(体积均为标准状况下测定),    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,
【例2】 有一在空气中暴露过的KOH固体,7.12%,K2CO32.88%,KOH90%,1 g加入到46.00 mL的1 mol·L-1盐酸中,1.07 mol·L-1KOH溶液中和,    克。
二、电子守恒:
氧化还原反应中,(化合价降低)总数等于还原剂失电子(化合价升高)总数,(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,
【例3】 1.92 g铜投入到一定量的浓硝酸中,,,672 mL气体(标准状况下),,,(     )。
A.504 mL     B.168 mL        C.336 mL         D.224 mL
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,
1.离子方程式中,
【例4】 在一定条件下, RI-发生反应的离子方程式如下:RO3n-+6I-+6H+ =R-+3I2+3H2O,Rn为       。
2.溶液呈电中性
【例5】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
,
【例6】 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,,
【例7】 饮用水中的N主要来自于NH4+。已知在微生物的作用下, NH4+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,8】 有100 g浓度为18 mol·L-1的浓硫酸,d g·mL-1,9 mol·L-1,(  )。
A.100 mL	       B. mL          C.大于100 mL	     D.小于100 mL
七、运用守恒进行综合计算
例已知:KClO3溶液呈中性;Cl-与Ag+反应生成AgCl, 每次新生成的AgCl中有10%(质量分数)见光分解成单质Ag和Cl2Cl2可在水中歧化成HClO3(强酸)和HClHCl中的Cl-又与剩余的Ag+反应生成沉淀,如此循环往复,直至终了。向含1.1molNaCl的溶液中加入足量的AgNO3溶液,最终能生成多少克难溶物(Ag和AgCl)?若最后所得溶液的体积为1.2L,则溶液的pH值为多少?
考点 质量守恒法
【例1】 已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反应X+2Y===2Q+R中,当1.6 g X与Y完全反应后,生成4.4 g R,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为			 (  )
A.23∶9  B.32∶9  C.46∶9  D.16∶9
【例2】 有一瓶14%的KOH溶液,加热蒸发掉100 g水后,变为28%的KOH溶液80 mL,且 蒸发过程中无晶体析出,该80 mL溶液的物质的量浓度为  (  )
A.5 mol·L-1  					B.6 mol·L-1
C.6.25 mol·L-1  					D.6.75 mol·L-1
考点 原子守恒法
【例3】 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL(标准状况下)气体,反应消耗的HNO3的物质的量可能是		(  )
A.1.0×10-3 mol  			B.1.6×10-3 mol
C.2.2×10-3 mol  			D.2.4×10-3 mol
考点电荷守恒
【例4】 在a L Al2(SO4)3和 (NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中Al3+的浓度(mol·L-1)为	 (  )
A.  B.  C.  D.
【例5】 某混合溶液中所含离子的浓度如下表,则M离子可能为	 (  )
所含离子	NO	SO	H+	M		浓度(mol·L-1)	2	1	2	1		A.Mg2+  B.Ba2+  C.F-  D.Na+
考点电子守恒法
【例6】 将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 mol·L-1硫酸中,然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液,恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,且Cr2O中Cr6+全部转化为Cr3+。则K2Cr2O7的物质的量浓度是多少?
2016年高考上海卷】某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为(   )
A.0.80   B.0.85 C.0.90   D.0.93
2.【2016年高考江苏卷】(12分)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I−完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:

①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式;_____________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗0.01000 mol·L−1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L−1表示),写出计算过程。
3、【2016年高考上海卷】(本题共14分)
CO2是重要的化工原料,也是应用广发的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。
完成下列计算:
(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为_________L(标准状况)。
(2)某H2中含有2.40 molCO2,该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_______。
(3)CO2和KO2有下列反应:
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2
若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少?列式计算。
(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2
已知:CO+2H2CH3OH   CO2+3H2CH3OH+H2O
300 mol CH4完全反应后的产物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol,残留氢气120 mol,计算CO2的转化率。
4.(2015·江苏高考·18)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素、、等的水悬浊液与烟气中反应可制备MnSO4。
(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化    
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为    
(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为    

(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
5.(2015·浙江高考·27)Ⅰ.请回答:
(1)H2O2的电子式    
(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由 
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式 
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
(  )Mn+(  )C2+        

请推测并回答:
(1)甲的化学式    
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式 
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式 
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式 
(5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到的固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由  
6.(2015·四川高考·11)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应,请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择    
A.KMnO4溶液  B.K3[Fe(CN)6]溶液  C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是                                                              
(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101 kPa时:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)    ΔH=-1 648 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)   ΔH=-1 480 kJ·mol-1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是                
(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是 
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3
   
7.(2015·天津高考·10)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是 
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)                                                               
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为    
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
 □Cl+ □Fe2++ □       □ Cl-+ □Fe3++□     
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH+H+ K2
Fe(OH+H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:xFe3++yH2OFex(OH+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)    
a.降温        b.加水稀释
c.加入NH4Cl        	d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是      
(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为   


1. 由(NH4)2SO4和MgSO4组成的混合物共m g,溶于水中配制10 L溶液,测得此时溶液中c(SO)=0.15 mol·L-1,c(Mg2+)=0.10 mol·L-1,则混合溶液中NH的物质的量浓度是 (  )
A.0.10 mol·L-1  					B.0.05 mol·L-1
C.0.15 mol·L-1  					D.0.01 mol·L-1
2. 镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 mol·L-1盐酸时,在标准状况下产生气体5.6 L。若向反应后的溶液中加入一定量烧碱溶液,生成的沉淀的最大质量为	(  )
A.9.35 g  			B.12. 6 g  			C.13.6 g  			D.15.8 g
3. ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制ClO2,在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为  (  )
A.1∶1  			B.2∶1  			C.1∶2  			D.2∶3
4. 某反应可表示为:mM+nH++O2===xM2++yH2O,则x值为(  )
A.2  B.4  C.6  D.9
5. 在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢为原料制取氧气,当制得同温同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为 (  )
A.1∶1∶1  				B.2∶2∶1
C.2∶3∶1  				D.4∶3∶2
.76.8mgCu与足量浓硝酸反应,铜作用完全后,如果NO3-减少2×10-3mol,则溶液中H+同时下降 (   )
A . 2.2×10-3mol       B.  3.2 ×10-3mol    C . 4.4×10-3mol    D.  4.8×10-3mol 
7.将 CaCl2 和 CaBr2 的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 溶液,再通入过量的 Cl2,完全反应后将溶液蒸干,得到干燥固体 11.175 g。则原配溶液中,c(Ca2+)∶c(Cl-)∶c(Br-)为
A.3∶2∶1			B.1∶2∶3			C.1∶3∶2			D.2∶3∶1
.向体积为0.05mol·L-1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05mol·L-1KOH溶液,下列关系错误的是
A. Va>Vb时:c(CH3COOH) +c(CH3COO-)>c(K+)  
B. Va=Vb时:c(CH3COOH) +c(H+)=c(OH-)
C. Va<Vb时:c(CH3COO-)> (K+)>c(OH-)> c(H+)
D. Va与Vb任意比时:c(K+)+ c(H+) = c(OH-)+ c(CH3COO-)
.38.4g铜与适量浓HNO3反应,铜全部作用后共收集到22.4L标准状况下气体(不考虑NO2转化为N2O4),则反应消耗HNO3的物质的量为                                                  
A.1mol       B.1.6mol         C.2.2mol       D.2.4mol 
.10 mL某气态烃与50 mL氧气在密闭容器中点燃恰好完全反应,测得同条件下生成的CO2 20 mL、CO 20 mL、水蒸气40 mL,则该烃的分子式为
A.C2H4        B.C3H8          C.C4H8          D.C4H10
.某苛性钾样品中含有不与酸反应的杂质,为了测定苛性钾的纯度,取样品0.56g溶于水制成1L溶液。取此溶液25.00mL,用0.005mol/LH2SO4标准液滴定,用去24mL标准液。则苛性钾的纯度为
A. 96%    B. 48%    C. 9.6%    D. 56%
1.3.2 g Cu与30 mL 3 mol·L-1HNO3溶液充分反应,还原产物有NO2和NO,若反应后溶液中H+为a mol,则此时溶液中所含为(    )
A. mol          B.2a mol          C.0.1a mol          D.(a+0.1) mol
1.有K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液,已知其中Al3+的物质的量浓度为0.4mol/L,SO42- 的物质的量浓度为0.7 mol/L,则此溶液中K+的物质的量浓度为
A.0.1          B.0.15            C.0.2            D.0.25
14.向体积为0.05mol·L-1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05mol·L-1KOH溶液,下列关系错误的是
A. Va>Vb时:c(CH3COOH) +c(CH3COO-)>c(K+)  
B. Va=Vb时:c(CH3COOH) +c(H+)=c(OH-)
C. Va<Vb时:c(CH3COO-)> (K+)>c(OH-)> c(H+)
D. Va与Vb任意比时:c(K+)+ c(H+) = c(OH-)+ c(CH3COO-)














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