守恒法是高中化学计算的“利器”
——以硝酸和金属反应的计算为例
2021-11-24沈绍波
沈绍波
(福建省浦城第一中学 353400)
守恒,现代汉语词典中解释为(数值)保持恒定.化学中的守恒指事物在运动变化过程中,物质和能量总是守恒的.具体表现在反应前后元素原子的种类和数目不变、电荷总数不变、得失电子相等……化学守恒法关注变化的始态和终态,不纠结过程细节,利用不变的量建立物质之间的比例关系,化繁为简,从而达到快速解题的目的.守恒法是中学化学既常见又经典的解题方法,是各种解题方法的基础,穿插在其它方法中同时使用,是高中化学计算的“利器”.
在高中化学计算题中,常考的守恒有以下几种.
一、元素守恒
元素守恒即化学反应前后各元素的种类不变,各元素的原子个数不变.原子守恒的涵义与元素守恒相似,即反应前后原子的种类和数目都不变,这也是反应前后质量不变(质量守恒)的根本原因.因此,也可以认为元素守恒包含了原子守恒,是质量守恒的根本原因.计算时经常通过找出关联物质的对应关系,列出关系式,列比例式求解.
(1)足量稀硝酸(以铜为例):
n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3)=n(NO) +2n(Cu2+)
(2)足量浓硝酸(以铜为例):
n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3)=n(NO2) +2n(Cu2+)
(3)一定量浓硝酸(以铜为例):
n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3)=n(NO2) +n(NO)+2n(Cu2+)
(4)未知浓度的硝酸(以铜为例):
n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3)=n(气体)+2n(Cu2+)
例119.2 g铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体11.2L(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量是( ).
A.0.5mol B.0.8mol
C.1.1mol D.1.2mol
解析此题很容易掉入陷阱,认为气体只有NO2.铜跟浓硝酸反应过程分为两步
