高考化学守恒计算问题--溶质质量守恒n(H+)＝n(OH－)

高考化学守恒计算问题--溶质质量守恒n(H+)＝n(OH－) 唐荣德 守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，它是矛盾对立面的 统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价 对应对应和质量的结果，电子 ,,,, 化合价，原子 ,,,, 质量，。它的一般解题方法是设一个未 知数，解一元一次方程。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价 数相等关系，下面分别讨论之。 溶液中溶质的质量守恒，实际上是微观原子行为在宏观上的质量现。只不过这不是真 正的原子，而是原子的组合——分子的行为，所以表现出来不是元素的质量，而是元素间化 合而成的物质的质量。因此，这种行为不是矛盾的对立面的统一，而是过程的前后的统一或 湮灭。 1 m (浓溶液)×,(浓溶液) ＝ m (稀溶液)×, (稀溶液) m×, ＋m×, ＝ m×, ，式中， m＋m ＝ m 11 22 33 1 2 3 1．用64.4 g芒硝可将250 mL 0.2 mol / L的硫酸钠溶液改制成0.5 mol / L的溶液的体积是 ( A ) A. 500 mL B. 1400 mL C. 4100 mL D. 100 mL 解析：M(NaSO?10HO)＝322 g / mol，根据溶质质量守恒规律可得： 242 64.4g ＋0,25 L×0.2 mol / L＝0.5 mol / L×V，V＝0.5 L。应选A。 322g/mol -12．300 mL某浓度的NaOH溶液中含有60 g溶质。现欲配制1 mol?L NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为 ，MCE98,5， ( A ) A. 1?4 B. 1?5 C. 2?1 D. 2?3 解析：可用溶质质量守恒。设蒸馏水的体积为x，，0,3 L＋x ，×１mol / L×40 g / mol＝60 g，x＝1,2 L，则应取原溶液与蒸馏水的体积比为0,3 L?1,2 L＝1?4。 3．200 g含NaOH 10%的溶液，要增至20%时，应加入固体氢氧化钠________ g；若要降至5%，应加水_________ mL。 解析：设应加入NaOH固体质量为x，加水为y mL。根据溶质质量守恒可得： 200 g×10%＋x＝(200 g＋x)×20%，x＝25 g； 200 g×10%＝(200 g＋y)×5%，y＝200 g。 ：25；200。 4．取质量分数为33%的硝酸(密度为1.20 g / cm3)10.0 mL，稀释至100 mL后，测得其密 3。求稀释后溶液的质量分数和物质的量浓度。 解析：根据溶质质量守恒规律可得： 度为1.02 g / cm33 33%×1.20 g / cm,,×10.0 mL＝%×1.02 g / cm×100 mL，%＝3.9% 3 33%×1.20 g / cm×10.0 mL＝C×0.1 L×63 g / mol，C＝0.63 mol / L。 2 1．把一定量的质量分数为10%的氢氧化钠溶液蒸发掉8 g水以后，还剩下溶液25 mL，质量分数变为12.5%，这种浓缩后的溶液物质的量浓度是_____________ mol / L。 解析：解一：设浓缩后溶液的密度为,，根据溶质质量守恒规律可得：,×25 mL×12.5% 312825.g/cmmL12.5%，，3＝(,×25 mL＋8 g)×10%，,＝1.28 g / cm，n＝＝ 0.1 mol，c＝ 40g/mol 01.mol＝4 mol / L。 0025.L 解二：设溶质质量为y，原溶液的质量为x，则x＝10 y，y＝(10y－8 g)×12.5%， y＝4 g， 4g01.moln＝＝0.1 mol，c＝＝4 mol / L。 0025.L40g/mol 40g10%， 解三：设原溶液质量为m，m×10%＝(m－8 g)×12.5%，m＝40 g，n＝＝0.1 mol，40g/mol 01.molc＝＝4 mol / L。 0025.L 2．有20?时的饱和硫酸铜溶液200 g，在蒸发掉40 g水后，再冷却至20?。试计算能析出多少克硫酸铜晶体？(20?时无水硫酸铜的溶解度为20 g) 提示：本题中的200 g溶液在计算中可以不用。析出无水硫酸铜(即溶质)与脱离溶液的水(包括蒸发的以及随硫酸铜晶体析出的结晶水)的质量比应与20?时的溶解度成正比。不要忽视析出的结晶水。 解法一：外溶剂法。设能析出CuSO?5HO的质量为x， 42 160x，20g250 ,，x＝14.1 g 90100g40g，，x250 解法二：内溶剂法。 20g160200g，,，x120g25020g , 20g90100g20040g-200g，,，g-x120g250 解法三：内溶液法。 20g160200g，,，x120g25020g , 20040g-g-x120g 解法四：外溶液法。 160x，20g250, 40g，x120g 解法五：溶质质量守恒法。 20g20g160 ，，，,，x(200g-40g-x)200g 250120g120g 解法六：折算法。将无水硫酸铜的溶解度折算为硫酸铜晶体在自由水(相对结晶水而言) 250的溶解度：20gg，,3125.，其中结晶水为：31.25 g－20 g＝11.25 g。故100 g水中的自由160 3125.g水为：100 g－11.25 g＝88.75 g。蒸发掉40 g水后析出晶体的量为：。 40g，,141.g8875.g 3．某温度下，饱和硫酸铜溶液中投入6,875 g无水硫酸铜后，析出12,5 g胆矾晶体。此 饱和硫酸铜溶液的溶质质量分数为 ， C ， A, 9% B, 55% C, 20% D, 64% 160 解析：6,875 g＋5,625 g×,＝12,5 g××100%，,＝20%。 250 唐荣德 守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，它是矛盾对立面的 统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价 对应对应和质量的结果，电子 ,,,,,,,, 化合价，原子 质量，。它的一般解题方法是设一个未 知数，解一元一次方程。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价 数相等关系，下面分别讨论之。 溶液质量守恒，实际上是微观原子行为在宏观上的质量表现。只不过这不是真正的原子， 而是原子的组合——分子的行为，所以表现出来不是元素的质量，而是元素间化合而成的物 质的质量。因此，这种行为不是矛盾的对立面的统一，而是过程的前后的统一或湮灭。 规律一：在一定条件下，一种饱和溶液析出晶体，只要温度不变，析晶前后的溶液浓度 不变，即原饱和溶液与母液的浓度相等。溶解度不变。 规律二：在一定温度下，若果向一不饱和溶液加入某种能形成结晶水合物的无水溶质， 则析出的结晶水合物中增加的部分的浓度，与原溶液的浓度相同。析出的结晶水合物中，溶 质与结晶水合物之比，应符合结晶水合物分子组成之比。 1．某温度下，某盐饱和溶液的质量分数为A%，取一定量的该饱和溶液，向其中加入W g该无水盐，在温度不变的情况下，析出m g含一定量结晶水的该盐晶体。则从饱和溶液中 析出溶质的质量为 ( D ) ?A% g B. m?A% g C. (m＋W) ?A% g D. (m－W) ?A% g 解析：根据析出晶体前后温度不变和溶液中溶质的质量分数不变的规律可知(m－W) g必 A. W 定是饱和溶液减少的质量，所含溶质的质量分数为A%，即从饱和溶液中析出溶质的质量为 (m－W) ?A%，应选D。 2．近年来，工业上用Mg(NO)替代HSO作为制取浓HNO的脱水剂(以下数据均为质32243量分数)。65% HNO (质量为M)中加72% Mg(NO)溶液(质量为M)后蒸馏，分别得到97.5% 31322HNO和60% Mg(NO)溶液(不含HNO)。，98上海， 3323 M1 (1) 若蒸馏过程中HNO、Mg(NO)、HO均无损耗，求蒸馏前的投料比的值。 3322M2 (2) 蒸馏过程中，若HO的损耗占总质量的5.0%，即有(M＋M)5.0%的HO流失，则2122 M1投料时，比值应该 (选填增大、减小或不变)。 M2 M65%72%1 答案： (1) M＋M＝ ，＝0.60 (2) 增大 M，M12 12M97.5%60%2 65%72% 解析：，1， 由题意可知，蒸馏前后溶液质量不变，所以M＋M＝，M，M12 1297.5%60% M1解得＝0.60； M2 M65%72%151 ，2， M＋M＝＋0,05， M＋M，，解得：＝＞0,6 M，M12 1212M97.5%60%172 3．将20,0 g不纯的氯化钡粉末，杂质不溶于水，也不能反应，放入一定量硫酸钠溶液中恰好完全反应，反应后得质量分数为12,0%的溶液97,5 g。求： ，1， 反应后溶液中溶质质量； ，2， 混合物中氯化钡的质量分数； ，3， 反应前硫酸钠溶液质量。 解：，1， 反应后溶液中溶质的质量为：97,5 g×12,0%＝11,7 g ，2， 设混合物中氯化钡和生成硫酸钡的质量分别为x和y， BaCl＋NaSO＝BaSO,＋2NaCl 2244 208 233 117 x y 11,7 g 208?x＝117?11,7 g，x＝20,8 g 20.8g ,，BaCl，＝×100%＝80% 226.0g ，3， 233?y＝117?11,7 g，y＝23,3 g 硫酸钠溶液质量为：97,5 g＋23,3 g－20,8 g＝100 g，溶液质量守恒， 答：，1， 溶液中有11,7 g NaCl，，2， 氯化钡的质量分数为80%，，3， 硫酸钠溶液质量为100 g。 4．把47 g由一种非金属单质和一种氧化物组成的黑色固体混合物隔绝空气加热，充分 SO恰好完全反应，过滤后所得滤渣呈红色。回答： 24反应后，称得剩余固体质量为36 g，该固体也是由一种单质和一种氧化物组成。向此剩余固 ，1， 原混合物由什么物质组成？ 体中加入100 g稀H ，2， 原混合物中含有单质多少克？ ，3， 过滤后所得的滤液需要蒸发掉多少克水，才能形成t?时的饱和溶液？， t?时此溶液 中溶质的溶解度为16 g， ：此是涉及元素化合物性质的计算题。由黑色固体混合物隔绝空气加热可得红色固 体，可知此混合物由CuO和C组成，生成物为Cu和CO。由剩余固体能与稀硫酸反应，说2明上述反应不完全，剩余固体中还混有CuO。 解：，1， 原混合物由CuO和C组成。 ，2， 根据质量守恒定律， m，CO，＝47 g－36 g＝11 g 2 设原混合物中含碳的质量，以及与C反应的CuO的质量分别为x和y， C＋2CuOCO?＋2Cu 2 12 160 44 x y 11 g 12?x＝44?11 g，x＝3 g 160?y＝44?11 g，y＝40 g 剩余CuO的质量为：47 g－，40 g＋3 g，＝4 g ，3， 设生成的CuSO的质量为z， 4 CuO＋HSO＝CuSO＋HO 2442 80 160 4 g z 80?4 g＝160?z，z＝8 g 反应后所得溶液的质量为：4 g＋100 g＝104 g 反应后所得溶液中水的质量为：4 g＋100 g－8 g＝96 g，即溶液的质量守恒， 设需蒸发掉质量为w的水才能恰好形成饱和溶液： 100 g?16 g＝，96 g－w，?8 g，w＝46 g 答：，1， 原混合物由CuO和C组成，，2， 原混合物中含碳3 g，，4， 蒸发掉滤液46 g，便 可形成t?时的饱和溶液。 唐荣德 守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，它是矛盾对立面的 统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价 对应对应和质量的结果，电子 ,,,,,,,, 化合价，原子 质量，。它的一般解题方法是设一个未知数，解一元一次方程。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价 数相等关系，下面分别讨论之。 +n(H)n(OH) －+酸碱完全中和时，n (H)＝n(OH)， －+ 这其实是电中性原理的反映，因为H和OH都带一个单位的电荷，它们的物质的量相 －+等就是它们所带的电荷相等。而酸中H的电荷数等于酸根阴离子所带的电荷数，碱中OH的电荷数等于金属阳离子所带的电荷数；因此，酸碱中和，必然也是酸根阴离子所带的电荷 数等于金属阳离子所带的电荷数。酸碱的中和实质与是相反电荷的湮灭，也可以看成是混合 溶液中阴离子电荷总数等于阳离子电荷总数。 1、求浓度 例1：有一未知浓度的盐酸25 mL，在加入0.5 mol / L AgNO溶液50 mL后，改用NaOH3 溶液，结果用去1.0 mol / L NaOH溶液25 mL恰好完全中和。则盐酸的物质的量浓度是( B ) A. 0.5 mol / L B. 1.0 mol / L C. 1.5 mol / L D. 2.0 mol / L －++ 解析：由于AgNO溶液中Ag只与Cl反应生成AgCl沉淀，溶液中H浓度并未减少，3 故可用中和关系得出下式：c×25 mL＝1.0 mol / L×25 mL，c＝1.0 mol / L。应选B。 例2：为测定未知氢氧化钠溶液的浓度，进行了如下的中和滴定操作：在烧杯中用30 mL水溶解0,189 g草酸晶体，CHO?2HO，，加入酚酞指示剂。从滴定管中滴入氢氧化钠溶液，2242 结果在滴定24 mL时溶液恰好显色。求此氢氧化钠的物质的量浓度。 解析：此为酸碱中和反应，草酸为二元酸。 0.189g n(CHO)＝＝0,0015 mol 224-1126g,mol + 可电离的H的物质的量浓度 －++n (H)＝0,0015 mol×2＝0,003 mol， n(OH)＝n (H)＝0,003 mol， 0.003mol－c (NaOH)＝c (OH)＝＝0,125 mol / L 0.024L 答：NaOH溶液为0,125 mol / L。 例3：有KCO溶液20 mL，用1 mol / L盐酸80 mL中和后已显酸性，再用2 mol / L KOH23 溶液中和过量的酸，当滴定4 mL KOH溶液时，溶液又显碱性。改用1 mol / L HSO溶液中24和过量的KOH时滴入1 mL恰好达到中和。求KCO溶液的物质的量浓度。 23 +解析：n (H)＝1 mol / L×0,08 L＋1 mol / L×0,001 L×2＝0,082 mol －n(OH)＝2 mol / L×0.004 L＝0,008 mol c(KCO)×0.02 L×1＝0,082 mol－0,008 mol＝0,074 mol，c＝0.37 mol / L。 23 答：KCO溶液为0.37 mol / L。 23 2、求混合物中某物质的纯度或质量 例1：有一定量的Na、Al合金置于水中，结果合金完全溶解，得到20 mL pH＝14的溶液，然后用1 mol / L的盐酸滴定至沉淀量最大时，消耗40 mL的盐酸。原合金中Na的物质的量是 ， A ， A, 0,04 mol B, 0,03 mol C, 0,02 mol D, 0,01 mol －+)＝n (H)＝n，HCl，＝0,04 mol 解析：n，Na，＝n，NaOH，＝n(OH