守恒法解選擇型計算題
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【摘 要】選擇型計算題是高中化學計算題的主要題型之一，這類試題中有些題數據眾多或反應過程復雜，常規計算題步驟繁瑣、運算量大、既浪費時間又極易出錯，如運用守恒法計算則能簡化計算過程、提高解題效率、達到事半功倍的效果，筆者根據幾年的教學積累例析幾題供參考。
【關鍵詞】高中化學;計算題
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A
【文章編號】2095-3089（2019）11-0260-01
一、電荷守恒
例1：有一份在空氣中暴露過的NaOH固體，經分析知其內含：H2O 7.62%;Na2CO3 2.38%;NaOH 90%。若將1g此樣品加入到46.0mL 1mol/L的鹽酸中，過量的鹽酸再用1.07mol/L的NaOH溶液這和，蒸發中和后的溶液可得固體的質量為 （ ）
A：2.69g B： 3.43g C： 4.00g D：無法計算
解析：本題給出七個數據，涉及多個反應，若采用常規法解題費時且結果不一定正確。
溶液中的問題可用電荷守恒來考慮：最終溶液中溶質只有NaCl，溶液呈電中性，根據電荷守恒得n（Na+） = n（Cl-）即 n（NaCl）=n（HCl）=0.046mol， m=0.046mol×58.5g/mol=2.69g。
本題也可以用元素守恒法解答見例4
例2：把200mL含有BaCl2 和NaCl的混合溶液分成兩等份，其中一份加入含a mol硫酸的溶液，恰好使Ba2+完全沉淀;另一份加入含b mol硝酸銀的溶液，恰好使Cl -完全沉淀，則該混合溶液中鈉離子濃度為（ ）
A：0.1（b-2a）mol/L B：10（2a-b）mol/L C：10（b-a）mol/L D：10（b-2a）mol/L
解析：原混合溶液中溶質是BaCl2和NaCl，溶液呈電中性，則有n（Cl-）=n（Na+）+2n（Ba2+），已知n（Cl-）=bmol n（Ba2+）=amol，所以n（Na+）=（b-2a）mol，原溶液每份100mL，所以c（Na+）=（b-2a）mol/0.1L=10（b-2a）mol/L。
此題中需注意：每份溶液的體積是100mL;Ba2+帶兩個單位電荷，列式子時必須乘以2.
二、元素守恒（包括原子守恒、質量守恒）
例3：向一定量的Fe FeO Fe2O3的混合物中加入100mL 2mol/L的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（標況）的氣體，在所得溶液中加入KSCN溶液無血紅色出現，若用足量CO在高溫下還原相同質量的此混合物，能得到單質鐵的質量是 （ ）
A：11.2g B：5.6g C：2.8g D：無法計算
解析：由題意可知最終溶液中溶質只有FeCl2，根據電荷守恒可知2n（Fe2+）=n（Cl-），n（Cl-）取決于鹽酸。而兩份樣品等量，則鐵元素守恒，所以2n（Fe）=n（Cl-）=n（HCl）=0.2mol，則m（Fe）=0.1×56g/mol=5.6g
注：若忽略了的Fe2+電荷數會誤選A
例4：將1.92g銅屑與一定量濃硝酸反應，當銅屑完全反應時收集到1.12L（標準狀況）氣體，則所消耗硝酸的物質的量是（ ）
A.0.12mol B.0.11mol C.0.09mol D. 0.08mol
解析：已知硝酸由濃變稀，產生的氣體是NO2 、NO的混合物，由已知數據可列出二元一次方程組或用極限法討論取值范圍，但卻比較費時?？捎迷邮睾惴▉斫鉀Q： 硝酸與銅反應時硝酸表現出氧化性和酸性，反應中氮原子守恒，表現出氧化性的硝酸的量等于氣體NOX的量，表現出酸性的硝酸的量等于硝酸銅中氮原子的量，則消耗的硝酸的物質的量為：
n（HNO3）=n（NOX）+2n[Cu（NO3）2]
=0.05mol+2×0.03mol
=0.11mol
例2也可以用元素守恒解決：反應前后氯元素守恒，鹽酸完全轉化為NaCl，最終得到固體為NaCl固體。n（NaCl）=n（HCl）=0.046mol， m=0.046mol×58.5g/mol=2.69g。
三、電子守恒
例5：將1.92g銅屑與一定量濃硝酸反應，當銅屑完全反應時收集到1.12L（標準狀態）氣體，若把收集氣體的集氣瓶倒置于盛有足量水的水槽中，要使集氣瓶內充滿液體，還需要通入的氧氣的體積為 （ ）
A：224mL B：336 mL C：672mL D：892mL
解析：本題中的轉化關系HNO3〖XC28.JPG;%30%30〗 NO、NO2，若向右的反應是硝酸溶解銅放出NOx，向左的反應是NOx、O2、 H2O生成硝酸，如果按常規的方程式解法非常繁瑣費時，如果抓住兩個過程的特點：正反方向均為氧化還原反應，兩個反應得失電子數守恒，即銅失去的電子等于氧氣得到的電子數，則有如下關系式：
2Cu ～ 4e- ～ O2
128g 2240mL
1.92g X
X=1.92g×2240mL/128g=336mL
例6：銅鎂合金5.6g完全溶于濃硝酸中，若反應中的硝酸被還原只產生4480mL的NO2氣體和448mL的N2O4氣體（都為標況下），在反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，則生成沉淀的質量為（ ）
A：9.02g B：9.68g C：9.00g D：9.34g
解析：已知生成的沉淀為Mg（OH）2和Cu（OH）2，其質量等于合金質量加上OH-的質量，即m（沉淀）=5.6g + 17g/mol×n（OH-），所以關鍵是求n（OH-）。若用M代表銅鎂合金，則有：
M ― 2e- = M2+
M2+ + 2OH- = M（OH）2
可見n（OH-） = n（e-），而銅鎂失去的電子數等于N原子得到的電子數，又知HNO3變為NO2化合價降低1個單位，所以N原子得到的電子n（e-）= 1×（0.2mol+0.02mol×2）=0.24mol， m（沉淀）=5.6g + 17g/mol×n（OH-） =5.6g + 17g/mol×0.24mol = 9.68g .
從以上例題可見，守恒法解題是一條絕佳的捷徑，省時高效，在平時的學習中要加強守恒法思想的培養，要通過專項訓練來鞏固強化，多次復習才能正真掌握?？紙龃痤}時盡量以一種平和沉穩的心境，充滿信心積極應對，從不同角度利用考慮始終狀態，抓住守恒關系，以最少的時間得到正確的答案。牢記一句話“計算選擇不著急，認真分析巧判斷，發掘本質挖內涵，切記當作答題算。
參考文獻
[1]莊農.巧解1998年高考化學選擇計算題[J].化學教育，1998（12）：39-40.
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