高中化學相對于初中化學來說,知識點難度有所增加,解題難度也隨之增加,因此高中生具備一定的化學解題技巧就顯得尤為重要,而守恒法的應用恰恰是同學們需要掌握的,因為在很多的化學試題中,都隱含著一類或多類守恒關(guān)系。守恒法的使用不僅能夠提高同學們的解題效率,還能夠促進同學們對化學問題進行深入的研究,對于提高同學們的化學成績是非常有幫助的。下面就來分析一下守恒法的具體應用。

一、質(zhì)量守恒

質(zhì)量守恒是指化學反應前后,參加反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。

例1現(xiàn)有100g澄清石灰水和20g碳酸鈉溶液恰好完全反應,生成沉淀的質(zhì)量為2g,求過濾后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。

分析：先根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可得過濾后所得溶液的質(zhì)量為100g+20g-2g=118g。再根據(jù)反應Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH可知,過濾后所得溶液為NaOH溶液,由CaCO3的質(zhì)量不難求出生成的NaOH的質(zhì)量為1.6g。所以過濾后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

二、電子守恒

電子守恒是指在氧化還原反應中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。

例2一種金屬單質(zhì)和硝酸發(fā)生反應,參與反應的HNO3的物質(zhì)的量和被還原的HNO3的物質(zhì)的量之間的比是6∶1,求該反應中的還原產(chǎn)物。

分析：很多同學對于此類問題的解答都有很大困擾,不知該如何下手,而運用電子守恒法就能巧妙地解決這類問題。依據(jù)電子守恒定律,假設共計6molHNO3參與反應,那么根據(jù)題意即可得出,共1molHNO3作氧化劑,被還原；5molHNO3起酸的作用。金屬發(fā)生反應后會失去電子,為了使正、負電荷保持均衡,金屬陽離子所帶的正電荷應為5mol,由于還原產(chǎn)物只有一個,那么一個N原子便可以獲得5個電子,進而推出HNO3中N元素的化合價從+5價變化為0價,最后得出還原產(chǎn)物為N2。

例324mL0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好與20mL 0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應,求Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價。

分析：設Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價為x,發(fā)生反應后Cr元素的化合價發(fā)生變化,變化值為2×(6-x),S元素的化合價同樣發(fā)生變化,變化值為6-4=2。由電子守恒原理可以得出20×10-3L×0.02mol·L-1×2×(6-x)=24×10-3L×0.05mol·L-1×2,解得x=3。所以Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價為+3價。

三、元素守恒

元素守恒是指化學反應前后,元素的種類保持不變,各元素原子的個數(shù)也不變,只是存在形式發(fā)生了變化。

例4將一定量的碳酸鈣和單質(zhì)碳的混合物置于坩堝中充分灼燒,假定能將產(chǎn)生的氣體全部收集起來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得氣體的質(zhì)量恰好等于原混合物的質(zhì)量。試求原混合物中C元素的質(zhì)量分數(shù)。

分析：本題涉及的反應為由上述兩個反應可知,反應后所得的CO2中C元素的質(zhì)量即為反應前原混合物中C元素的質(zhì)量,因為所得氣體的質(zhì)量恰好等于原混合物的質(zhì)量,所以原混合物中C元素的質(zhì)量分數(shù)為