高一化学学习指导

    同学们，你们知道吗？你已经学习了半年的高中化学包括很多方面的内容；知识化学、理论化学、实验化学、计算化学等。无论你掌握了哪方面的一些窍门都会对你学习整个化学知识带来非常大的帮助。

    不信吗？我们来试验一番。我们就从你现在可能感到有些困难的计算化学入手，只研究其中很小的一类问题，相信它一定会让你感到化学的世界奥妙无穷，学习化学知识其乐融融。

    我们来看化学计算中一种十分常用的方法——守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点，就象物理学中对机械能守恒定律的应用。

[守恒法的基本题型和解题依据]

1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。

2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。

3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒。

[应用指导]

(一)质量守恒：

例1、将足量的金属钠投入到100gt°C的水中，恰好得到t°C时NaOH饱和溶液111g，则t°C时NaOH的溶解度为____克。

[分析解答]：由于2Na+2H₂O=NaOH+H₂ 所以，反应前总质量为,反应后总质量为

            若设Na的物质的量为xmol，则=xmol.

            据质量守恒定律有：23x+100=111+x×2，得x=0.5

            ∴ =0.5mol×40g/mol=20g

(二)原子守恒：

    例2、将1molH₂S和1molO₂混合后点燃，生成SO₂的物质的量为_____mol?

[分析解答]：

    本题中：由于2：3＜＜2：1

            所以H₂S在O₂中燃烧的产物有S、SO₂、H₂O。

    细心观察不难发现：反应前H₂S中的H元素全部转移到H₂O中，

                      反应前H₂S中的S元素全部转移到SO₂和S中，

                      反应前O₂中的O元素全部转移到H₂O用SO₂中。

    ∴据原子守恒有：=(H守恒）

                    2=2+(O守恒）

    代入数据得：==1mol      ∴==0.5mol

    例3、将红磷放在Cl₂中燃烧，若红磷与Cl₂按n_p:=1:1.8混合，待充分反应后，生成物中=___________。

[分析解答]：由于反应前红磷中的P元素全部转移到PCl₃及PCl₅中，反应前Cl₂中的Cl元素全部转移到PCl₃及PCl₅中。

    若设n_P=1mol 则n_Cl=2=2×1.8=3.6mol

            ∴：=0.7:0.3=7:3

（三)电荷守恒：

    例4、将KCl和KBr的混合物13.4克，溶于水配成500mol溶液，通入过量的Cl₂,反应后将溶液蒸干，得固体11.175克，则原配溶液中的K⁺、Cl^-、Br^-的物质的量浓度之比为（    ）

    A、1：2：3    B、3：2：1    C、1：3：2    D、2：3：1

[分析解答]：根据溶液中的电荷守恒有：[K⁺]=[Cl^-]+[Br^-]

            ∴[K⁺]＞[Cl^-]        [K⁺]＞[Br^-]

            ∴为B

（四）电量守恒：（电子得失守恒，化合价升降总数相等）

    例5、24ml浓度为0.05mol/L的Na₂SO₃溶液，恰好与20ml浓度为0.02mol/L的K₂Cr₂O₇溶液完全反应，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是______。

[分析解答]：先根据化合价的改变确定得失电子的物质：

            由于题目指出Cr被还原，所以得电子的物质是K₂Cr₂O₇,失电子的物质是Na₂SO₃。

            再根据化合价的改变分别找出1mol氧化剂、还原剂的得失电子数。

      设Cr元素被还原为+n价，∴1mol在反应中得电子：2×(6-n)mol由于Na₂SO₃肯定被氧化为Na₂SO₄, ∴1molNa₂SO₃在反应中失电子：(6-4)×1=2mol。

      最后，根据反应物的实际电子得失总数，列电子守恒关系求解：

    0.05mol/L×24×10^-3L×2=0.02mol/L×20×10^-3L×2(6-n)

    解得：n=3  应为+3价。

    你看，这种方法在使用时是否“只看两头不管中间”呢？

[小试牛刀]

练习1、有FeO、Fe₂O₃的混合物若干克，在H₂流中加热充分反应后，冷却称得剩余固体比原混合物减轻0.8g；若将同量的混合物与盐酸反应，欲使之完全溶解，需1mol/L的盐酸的体积至少为______ml。

（提示：固体减轻的质量为混合物中O元素的质量，n_O==0.05mol,由于混合物与盐酸反应生成水，且水分子中的H原子自于盐酸，O原子来自于混合物。∴有：n_HCl：n_O=2：1。答案：100ml）

练习2、有FeCl₂,CuCl₂混合溶液400ml，经测定其中Cl^-浓度为amol/L,投入过量的锌粉bg，充分反应后过滤，所得固体残渣洗涤干燥后，质量为cg。求原混合液中Fe²⁺,Cu²⁺的物质的量浓度。

（分析提示：向FeCl₂,CuCl₂混合溶液中投入过量锌粉，充分反应后过滤，滤液的成份是ZnCl₂,固体残渣的成份是Fe、Cu及剩余的Zn。若设剩余的及已反应的锌分别为n_Zn(1)及n_Zn(2)mol，则：

    答案：[Fe²⁺]=mol/L [Cu²⁺]=mol/L）

练习3、用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO₂,所以溶液中的CO₃^2-，HCO₃^-的物质的量浓度之比为_____。

（分析提示：Na⁺在反应后转化为Na₂CO₃及NaHCO₃这两种形式的物质，C原子在反应后进入CO₃^2-及HCO₃^-中，设=xmol=ymol，据Na⁺守恒有：2x+y=1.0mol/L×1L    据C守恒有：x+y=0.8mol  答案：1：3）

练习4、硫铁矿燃烧时有22mol电子电子发生了转移，则在反应中用去的氧气在标况下的体积应为______升。

（提示：1mol氧气在反应中得4mol电子∴有4×=22.答案123.2升）