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步入高中以后,化學(xué)的就比初中要復(fù)雜的多,很多題目也不是我們通過(guò)硬性的分析能夠分析的出來(lái)的,就算很多能夠分析出來(lái),但對(duì)于一道選擇題來(lái)說(shuō),我們也不可能花費(fèi)大量的時(shí)間去解題,這里就有一種很方便也很實(shí)用的方法來(lái)解決這樣一個(gè)問(wèn)題了,那就是“守恒法”。
所謂的守恒解題思想就是利用化學(xué)反應(yīng)前后某些量之間的恒定或等價(jià)關(guān)系,推理得出正確答案的方案,此方法在很多題目中,可謂是“放之四海而皆準(zhǔn)”。其中包括質(zhì)量守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等等。期中質(zhì)量守恒我們初中就已經(jīng)接納了這種思想,到了高中以后,后三種卻是我們慣常使用的思想了。特別是學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的理論以后,這些思想就更是應(yīng)該深入人心了。下面舉個(gè)例子:
1.92克銅投入一定量的濃硝酸中,銅完全溶解,用試管收集生成氣體顏色越來(lái)越淺,共收集到672mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),將盛有此氣體的試管倒扣在水中,通入氧氣恰好使氣體完全溶解在水中,則需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣體積為:A.504mL B.168mL C.336mL D.224mL
從這里面大家都可以知道正確答案應(yīng)該是我涂的那個(gè)黑的,也就是C為此題的正確答案,并且很多人也都會(huì)解這道題,按照常理我們會(huì)分析:濃硝酸會(huì)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而慢慢變稀,這里面就會(huì)有兩個(gè)反應(yīng)方程式,生成的氣體是NO2和NO的混合氣體。同時(shí)通入氧氣是為了使三種氣體混合變成硝酸。通過(guò)下面的方程式
Cu+4HNO3(濃)===== Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O 3Cu+8HNO3(稀)===== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
可以分別設(shè)NO2和NO的物質(zhì)的量為x和y,然后算出對(duì)應(yīng)銅的質(zhì)量,列出方程組x+y=0.672/22.4 ①
64(x+y)=19.2 解出x、y的值,分別算出生成的NO2和NO的體積,再根據(jù)4NO+3O2+2H2O=4HNO3
和4NO2+O2+2H2O=4HNO3兩個(gè)方程式,得出V(O2)=3/4 V(NO)+1/4 V(NO2)=x/4+3y/4。
上面的解題方法,其實(shí)大家可以看到,也是很麻煩的,而且要求孩子必須把這兩種思想都記得很清晰才能算出來(lái),但是如果應(yīng)用我們的電子守恒思想就要簡(jiǎn)單很多了。我們可以看到,此題的幾個(gè)反應(yīng),是銅將自己失去的電子轉(zhuǎn)移給硝酸了,硝酸得了電子才會(huì)變成NO2和NO,而NO2和NO又是將自己得到的電子再次失去,而O2得了NO2和NO轉(zhuǎn)移給它的電子才能生成硝酸。在整個(gè)電子的轉(zhuǎn)移過(guò)程中,NO2和NO只是起到了一個(gè)橋梁的作用,看看兩頭,其實(shí)就是銅將自己所有失去的電子轉(zhuǎn)移給O2了。由于銅失去電子變成+2價(jià)的銅離子,所以銅共失去了(1.92g÷64g•mol-1)×2mol=0.06mol的電子,根據(jù)得失電子守恒,那么V(O2)÷22.4 mol•L-1×4mol=0.06mol,故V(O2)=0.336L
也許很多時(shí)候,同學(xué)們會(huì)不知道什么時(shí)候該使用守恒、上面時(shí)候該使用電子守恒,但是從上面我們可以看出,守恒的思想對(duì)于解化學(xué)題來(lái)說(shuō),真的非常方便。俗話說(shuō),熟能生巧,所以只要同學(xué)們心中有守恒,然后在解題時(shí)多多注意思考,時(shí)間長(zhǎng)了,你就會(huì)嘗到運(yùn)用守恒思想來(lái)解題的樂(lè)趣了。這樣,化學(xué)的學(xué)習(xí)也會(huì)更有樂(lè)趣了。