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作者:普通管理人员15人 文章来源:本站原创 点击数:6871 更新时间:2009/3/9 9:26:28

在化学解题中,守恒法是基本方法之一。最基础的一个是质量守恒定律,也就是从宏观上来说,在化学反应前后,反应物和生成物的质量之和相等;从微观上来说,反应前后,原子的种类和个数不变。除了质量守恒定律之外,我们还会接触和应用到能量守恒、电子守恒、电荷守恒、化合价守恒、元素守恒等,守恒法的应用使得我们对问题的分析更加轻松、快捷、准确。在众多的守恒法中,电荷守恒无疑是质量守恒定律之外,在高中化学学习中最常用的守恒法之一。在2008年的高考中,各地的高考题中几乎都有电荷守恒的题目。

一、电荷守恒的基本内容

在离子化合物(或溶液)中,阴离子所带负电荷总数=阳离子所带正电荷总数。

根据这一基本内容,它可以根据物质中正负电荷的物质的量,计算出阴、阳离子的物质的量之间的关系式;它也可以根据单位体积溶液中电荷的物质的量求算出阴、阳离子的物质的量浓度之间的关系式。

 

二、高考中电荷守恒的应用

1、溶液中阴、阳离子浓度的关系判断

[1]08广东卷)盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是  

A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO OH-

BNaHCO3溶液中e(H+)+e(H2CO3)=c(OH-)

C10 mL0.10 mol·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:c(Na+)c(CH3COO-)cOH-)>c(H+)

D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同

解析:根据电荷守恒 C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)

物料守恒C(Na+)=C(HCO3-)+ C(CO32-)+C(H2CO3)

两式相减得 CH++CH2CO3=CCO32-+C(OH-) 所以B错误。

答案C

[2]08天津卷醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH HCH3COO下列叙述不正确的是   

A醋酸溶液中离子浓度的关系满足cH)=cOH)+cCH3COO

B0.10mol/LCH3COOH溶液中加水稀释溶液中cOH减小

CCH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体平衡逆向移动

D常温下pH2CH3COOH溶液与pH12NaOH溶液等体积混合后溶液的pH7

解析:根据电荷守恒,选项A中的等量关系成立

答案:B

 

2、判断离子方程式的正误

    在判断一个离子方程式的时候,我们往往要从三个方面来判断的正误:

1)质量守恒:反应前后原子的种类和个数是否相等;

2)电荷守恒:阴离子所带负电荷总数是否等于阳离子所带正电荷总数

3)电子守恒:如果离子反应是一个氧化还原反应的话,还要检查反应前后电子得失的总数是否相等。

[1]08海南卷)下列离子方程式正确的是(  

解析:选项A中方程式两边的电荷不守恒;选项C中得失电子数目不等。

答案:BD

[2]08江苏卷)下列文字表述与反应方程式对应且正确的是(  

A.溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+==AgBr

B.用醋酸除去水垢:CaCO3 + 2H+==Ca2+ + H2O + CO2

C.利用腐蚀法制作印刷线路板:Fe3+ + Cu == Fe2+ + Cu2+

D.实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯:

解析:选项A中要检验溴乙烷中的溴原子,必须先将溴乙烷在NaOH溶液中水解,然后用过量的HNO3综合NaOH溶液,再加入AgNO3。选项BCH3COOH为弱酸,在离子方程式中不能改写;选项C中离子方程式的得失电子不守恒和电荷不守恒。

答案:D

[3]08广东卷)下列反应的离子方程式正确的是(  

A.钠与水的反应:NaH2ONaOHH2

B.氯气与水反应:Cl2H2O2HClClO

C.氢氧化铝中和胃酸:Al(OH)33HAl33H2O

D.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:FeCuFe2Cu2

解析:选项A中此反应的电子不守恒,方程式两边的H原子个数也不相等;选项BCl2H2O HClHClO,由于HClO为弱酸,所以在离子方程式中不能改写;选项D中离子方程式中的电荷不守恒,得失电子也不守恒。

答案:C

 

3、溶液中离子浓度的计算

[1]08四川卷)在Al2(SO4)3(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2,恰好使溶液中的SO42完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3,则原溶液中的Al3的浓度(mol/L)(    )

A               B                 C                 D

解析:由于NH3的物质的量为cmol,由原子守恒和电荷守恒得:(NH4)2SO4的物质的量为mol,反应时用去的BaCl2的物质的量也为mol,剩余的BaCl2(b)mol,则Al2(SO4)3中的SO42的物质的量也为(b)mol,由电荷守恒得:n(Al3)×3(b)×2,所以c(Al3)mol/L

答案:C

 

三、高考复习建议

当我们在应用电荷守恒的时候,往往要和另外两个守恒定律一起考虑,亦即质量守恒和电子守恒。例如在解答离子浓度大小比较的试题时,抓住一个原理、两类平衡、三种守恒进行分析,包括化学平衡移动原理,电离平衡和水解平衡,电荷守恒、物料守恒和质子守恒。其中电荷守恒是指溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,溶液电中性; 物料守恒是指某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和;质子守恒是指溶液中由水电离出来的HOH总是相等的。质子守恒可由电荷守恒和物料守恒联立推导出来。