守恒法是化學解題的一種常用方法,它能使復雜問題簡單化。原子守恒是指利用反應前后某微粒(如原子、電子、離子)的物質的量保持不變,作為解題的依據,這樣省去了中間的計算過程,從而提高了解題速度和準確性,培養了學生的思維能力。
例題1:(2010年唐山期末統考題 )將一定量的Na2CO3·10H2O與NaHCO3 混合物完全溶解于水,配成100mL溶液,測得溶液中Na+的濃度為0.8mol/L,若將溶液蒸干并灼燒到質量不變,可得到固體的質量是( )。
A.0.92g B.4.24g C.2.12g D.1.68g
分析:根據題意,Na2CO3·10H2O和NaHCO3混合物經過溶解和灼燒后產物均為Na2CO3,根據Na原子守恒:n(Na2CO3)= n(Na+)/2 =0.8mol/L×0.1L/2=0.04mol,所以m(Na2CO3)= 0.04mol×106g/mol=4.24g,故選 B。
例題2:(2009年唐山期末統考題) 一定量銅投入到100mL10mol/L 的濃HNO3 中,一段時間后硝酸恰好完全反應,若硝酸的還原產物只有NO、NO2兩種氣體,其標準狀況下總體積為6.72L,則參加反應的銅的物質的量為( )。
A.0.35mol B.0.7mol C.0.3mol D.0.5mol
分析:根據題意,加入的一定量銅與濃HNO3恰好完全反應,反應前后N原子守恒:n(HNO3)反應=2n(Cu(NO3)2)+n(NO和NO2),n(HNO3)反應=10mol/L×0.1L=1mol,n(NO和NO2)=6.72L/
22.4L/mol=0.3mol,解出n(Cu(NO3)2)=0.35mol,根據Cu原子守恒,n(Cu)=0.35mol, 故選A。
例題3:用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO32-和HCO3-的物質的量之比為( )。
分析:依題意,反應產物為Na2CO3和NaHCO3的混合物,設溶液中Na2CO3為xmol、為NaHCO3ymol,根據Na原子守恒則有方程式①2x+y=1mol/L×1L,根據C原子守恒則有方程式②x+y=0.8mol,解得x=0.2,y=0.6,所以[CO32-]∶[HCO3-]=1∶3
例題4:有一在空氣中放置了一段時間的KOH固體,經分析測知其含水2.8%、含K2CO337.3%,取1g該樣品投入25mL2mol/L的鹽酸中后,多余的鹽酸用1.0mol/LKOH溶液30.8mL恰好完全中和,蒸發中和后的溶液可得到固體( )。
A.1g B.3.725g C.0.797g D.2.836g
分析:根據題意,KOH、K2CO3跟鹽酸反應的主要產物都是KCl,最后得到的固體物質是KCl。根據氯元素守恒,鹽酸中氯離子的物質的量和氯化鉀中氯離子的物質的量相等,n(KCl)=n(HCl)=2mol/L×25mL=0.05mol,m(KCl)=0.05mol×74.5g/mol
=3.725g,故答案為B,
總之,原子守恒法起到了化繁為簡、化難為易的作用。用此法解題,提高了學生的解題能力和速度,使學生在解題中學會了分析問題要前后聯系、左右對照,其思維的連續性和整體性自然而然得到了逐步的形成和發展,培養了他們的思維能力。