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三个守恒的妙用
作者:高细堂
来源:《中学生数理化·学研版》2015年第06期
通过近几年的教学摸索,我觉得三个守恒在考试中的应用广泛,尤其是在书写未知离子方程式和电极反应方面指导意义很大。下面举例具体分析:
一、 三个守恒在书写未知离子方程式方面的应用
例1:(2011,福建高考,23(6))在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节PH≈3,Ge3+通过下列反应形成Ge (OH )4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式: □Ge3++□H2O2+□H2O==□Ge(OH )4↓+□________。
[解题]:第一步,电子守恒。Ge 的化合价从+3价升高到+4价,升高一价,失一个电子,从左边看,只能是H2O2中的-1价的O 降价到-2价。因为一个H2O2中有2个-1价的O 。所以一个H2O2应该降了2价,得2个电子,所以Ge3+要2个,Ge3+前面的系数为2,H2O2要一个,H2O2前面的系数为1。因此得到离子方程式为:2Ge3++H2O2+□H2O==2Ge(OH )4↓+□________。
第二步,电荷守恒。先看反应物中的H2O2、H2O 不带电荷,2个Ge3+带6个单位正电荷,生成物中Ge (OH )4也不带电荷,因此有两种情况:其一,左边加6个OH-,其二,左边不加,右边加6个H+。从此题题干中可知PH≈3,呈酸性,应该是第二种情况。所以得到的离子方程式为:
2Ge3++H2O2+□H2O==2Ge(OH )4↓+6H+。
第三步,原子守恒。分析等号左右两边的各原子个数,得左边应是6个H2O 。从而得到最终的离子方程式为:2Ge3++H2O2+6H2O==2Ge(OH )4↓+6H+。
总结:通过该题的解答,我们不难看出解题的关键是第二步电荷守恒,若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边已电荷守恒,则不需要再加离子。若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边电荷不守恒,则不是加H+就是加OH-。到底加哪种离子,跟环境相关,若为碱性介质则加OH-,若为酸性介质则加H+。
例2:(2010,福建高考,24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO 等,生产工艺流程示意如下:
(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是____________。
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三个守恒的妙用
作者:高细堂
来源:《中学生数理化·学研版》2015年第06期
通过近几年的教学摸索,我觉得三个守恒在考试中的应用广泛,尤其是在书写未知离子方程式和电极反应方面指导意义很大。下面举例具体分析:
一、 三个守恒在书写未知离子方程式方面的应用
例1:(2011,福建高考,23(6))在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节PH≈3,Ge3+通过下列反应形成Ge (OH )4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式: □Ge3++□H2O2+□H2O==□Ge(OH )4↓+□________。
[解题]:第一步,电子守恒。Ge 的化合价从+3价升高到+4价,升高一价,失一个电子,从左边看,只能是H2O2中的-1价的O 降价到-2价。因为一个H2O2中有2个-1价的O 。所以一个H2O2应该降了2价,得2个电子,所以Ge3+要2个,Ge3+前面的系数为2,H2O2要一个,H2O2前面的系数为1。因此得到离子方程式为:2Ge3++H2O2+□H2O==2Ge(OH )4↓+□________。
第二步,电荷守恒。先看反应物中的H2O2、H2O 不带电荷,2个Ge3+带6个单位正电荷,生成物中Ge (OH )4也不带电荷,因此有两种情况:其一,左边加6个OH-,其二,左边不加,右边加6个H+。从此题题干中可知PH≈3,呈酸性,应该是第二种情况。所以得到的离子方程式为:
2Ge3++H2O2+□H2O==2Ge(OH )4↓+6H+。
第三步,原子守恒。分析等号左右两边的各原子个数,得左边应是6个H2O 。从而得到最终的离子方程式为:2Ge3++H2O2+6H2O==2Ge(OH )4↓+6H+。
总结:通过该题的解答,我们不难看出解题的关键是第二步电荷守恒,若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边已电荷守恒,则不需要再加离子。若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边电荷不守恒,则不是加H+就是加OH-。到底加哪种离子,跟环境相关,若为碱性介质则加OH-,若为酸性介质则加H+。
例2:(2010,福建高考,24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO 等,生产工艺流程示意如下:
(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是____________。