守恒法妙用

守恒法是化学计算中使用率最高的巧解方法，如何选择并应用守恒法对于正确快速地解答题目十分关键，首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目，守恒法常见题型归纳如下：

一、质量守恒

在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及与质量有关的问题可考虑质量守恒法

例1.在臭氧发生器中装入100 mlO2，经反应3O2=2O3，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多少？

解析：根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100 mlO2的质量。则反应后混合气体的密度为：

d=（0.1 L /22.4 L・mol-1×32g・mol-1）/0.095 L =1.5 g・L-1

二、得失电子守恒

在氧化还原反应中存在着得失电子守恒。因此涉及氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法。

例2.24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在还原产物中的化合价是（ ）

A.+6 B.+3 C.+2 D.0

解析：

■

根据得失电子守恒可得：

0.024 L×0.05 mol/L×2 mole-=0.02 L×0.02 mol/L×2（6-x）e-

解得：x=+3 故选B。

三、电荷守恒和物料守恒

在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。因此，涉及溶液中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法物料守恒法。

1.电荷守恒

在电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。

例3.MgCl2、KCl、K2SO4三种盐配成混合液后，若溶液中n（K+）=1.5mol、n（Mg2+）=0.5mol、n（Cl-）=1.5 mol，则溶液中n（so42-）应为

（ ）

A.0.5 mol B.0.25 mol C.0.15 mol D.1 mol

解析：根据电解质溶液中电荷守恒原则，n（so42-）×2+n（Cl-）=n（K+）+n（Mg2+）×2，所以n（so42-）=0.5 mol。故选A。

2.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。

四、质子守恒

质子就是H+，质子守恒的实质是溶液中提供质子的微粒提供的质子总数等于溶液中质子数与得质子的微粒得到的质子数

之和。

例4.Na2CO3溶液中的质子守恒式：C（OH-）=C（H+）+C（HCO3-）+2C（H2CO3）。

也可由物料守恒式和电荷守恒式联立得到：

电荷守恒式：

C（H+）+C（Na+）=C（OH-）+2C（CO32-） ①

物料守恒式：

C（Na+）=2{C（CO32-）+C（HCO3-）+C（H2CO3）} ②

①-②可得上述质子守恒式。

五、元素守恒

在复杂多步的化学反应中，某些元素的质量或浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。因此涉及多步复杂的化学反应的问题可考虑元素守恒法。

例5.用1L1.0 mol/LNaOH溶液吸收0.8 molCO2，所得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量浓度之比是（ ）

A.1：3 B.2：1 C.2：3 D.3：2

解析：设反应生成的Na2CO3的物质的量为x，生成的NaHCO3的物质的量为y。

2x+y=1.0 mol/L×1 L（Na+守恒） x+y=0.8 mol （C守恒）

求出：x=0.2 mol，y=0.6 mol

则c（CO3）：c（HCO3）=1：3故选A。

（作者单位 韩城市司马迁中学）