利用守恒法巧解競賽題

根據(jù)化學式的計算是競賽中的一種必考題型，分值往往為2-5分，此類題在題型上形式多樣，設置上注重創(chuàng)新，剖題時講究思維靈活，解法上方法多變，下面分類例析：

一、利用化學式中元素種類和元素質量守恒法巧解題

此類題利用化學反應前后化學式中各元素種類和質量均保持不變的原理進行求解。

例1 常用烯燒法測定有機物的組成，現(xiàn)取23g克某有機物在足量的氧氣中完全燃燒，生成4.4gco₂：和2.7gH₂O。對該物質的組成有下列推斷：①一定含C、H元素；②一定不合0元素；③可能含O元素；④一定含O元素；⑤分子中C、H的原子個數(shù)比為2：5；⑥分子中C、H、O的元素質量比為12：3：8。其中正確的是( )。

A．①②⑤ B．①④⑥

C．①③⑤

D．①④⑤

解析：本題需通過化學式計算來判斷該有機物中所含元素。根據(jù)質量守恒定律，可知該有機物中一定含有c、H兩種元素，關鍵是判斷該有機物中有無氧元素和其他元素，根據(jù)二氧化碳和水的化學式計算可知：

4．4gCO₂中含c質量：4.4g×12/44=1.2g，O質量：4.4g-1.2g=3.2g，2.7gH₂O中含H質量：2.7g×1×2/44=0.3g，O質量：2.7g-0.3g=2.4g。

產物中c、H兩種元素的質量總和為：1.2g+0.3g=1.5g<2.3g，則該有機物中除含有c、H兩種元素，還一定含有O元素，質量為2.3g-(1.2g+0.3g)=0.8g。

則該分子中含c、H、O的元素質量比1.2g：0.3g：0.8g=12：3：8，選B。

二、利用化學式中元素化合價守恒法巧解題

在化合物中，所有元素化合價的代數(shù)和等于零，利用同種元素在不同化合物中化合價基本不變，可以求算其化學式。

例2 Fe₃O₄可以寫成Fe₂O₃·FeO，根據(jù)化合價規(guī)律和這種書寫方法，若將Pb₃O₄用上述氧化物形式表示，可寫成(鉛的化合價一般為+2、+4價)。

解析：這是一道典型的信息給予題，不少考生“依葫蘆畫瓢”，錯誤地得出Pb₃O₄。的氧化物形式表示為：Pb₂O₃-PbO，而忽視了題干給出的另一個非常重要的信息：鉛的化合價與鐵的不同。本題要求考生靈活地運用化合價守恒和題干信息進行遷移、創(chuàng)新，由化合價守恒可知：

Pb₃O₄中Pb3的化合價總數(shù)為+8，的化合價總數(shù)為-8．將3個Pb原子分成兩組：

由I得Pb化合價總和為+8，合理；

由Ⅱ得Pb化合價總和為+10，不合理。

故Pb₃O₄寫成氧化物形式為。

三、利用化學式中元素質量比守恒法巧解題

由于化合物都有固定的組成，即一種物質由哪些元素組成，這些元素的質量比或原子個數(shù)比，都是一定的，這一規(guī)律就叫做定組成定律(或定比定律)。根據(jù)這一定理，可利用試題中潛在的某些量之間比例不變的原理來創(chuàng)造性地快速解決問題。

例3 若100g過氧化氫(化學式為)水溶液中氫元素的質量分數(shù)為10％，則此溶液中過氧化氫的質量分數(shù)是( )。

A．10％ B．11.25％ C．17.75％D．21.25％

解析：此題若采用常規(guī)解法，比較復雜，從題給信息看，題目提供了兩個均由H、O元素組成的物質的化學式H₂O₂：和H₂O，可以肯定兩個化學式之間必然有某種內在的聯(lián)系，經分析發(fā)現(xiàn)如先將H₂O₂：拆分轉化為H₂O·O，則可將過氧化氫溶液看成是由“H₂O”和“O”組成的“混合物”，由于“H₂O”中H元素與“H₂O”的質量比為一定值(設“H₂O”質量分數(shù)為x)，則有：

H₂O-2H

18 2

x 10％

18：2=x：10％，解得x=90％

則“O”的質量分數(shù)為1-90％=10％，由于此“O”是含在H202中的(H₂O₂質量分數(shù)為y)，于是有下列關系：

H₂O₂(H₂O·O)～O

34 16

y 10％

34：16=V：10％，解得y=21.25％