人教版高中化学必修1：化学计算常用的方法.doc

1、方法一 电解质溶液的计算法宝电荷守恒法涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如 Al2(SO4)3、NH 4NO3 混合溶液的电荷守恒为3c(Al3 )c(NH )c (H )2c(SO )c(NO )c(OH )。 4 24 3注意 一般情况下，列电荷守恒等式时不能忽略 H 、OH ，但在计算时，酸性溶液中常可忽略 OH ，碱性溶液中常可忽略 H 。针对训练1(2016河南安阳一中月考) 在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al 3 的物质的量浓度为 0.2 molL 1，SO 为 0.4 molL1

2、 ，溶液中 Na 的物质的量浓度为( )24A0.1 molL 1 B0.2 molL 1C0.3 molL 1 D0.4 molL 1答案 B解析 在任何一个溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，则有3c(Al3 )c(Na )2c(SO )，解得 c(Na )0.2 molL 1。242某硫酸铝和硫酸镁的混合液中，c(Mg 2 )2 molL1 ，c(SO )6.5 molL1 ，若将 200 24mL 的此混合液中的 Mg2 和 Al3 分离，至少应加入 1.6 molL1 的氢氧化钠溶液( )A0.5 L B1.625 LC1.8 L D2 L答案 D解析 根据电荷

3、守恒得：2c(Mg2 )3c(Al 3 )2c(SO )，24c(Al3 )26.5 molL 1 22 molL 133 molL 1 ，加入氢氧化钠溶液使 Mg2 、Al 3 分离，此时 NaOH 转化为 Na2SO4和 NaAlO2，由电荷守恒得：V(NaOH)2n(SOoal(2 ,4) n(AlOoal( ,2)c(NaOH)26.5 molL 10.2 L 3 molL 10.2 L1.6 molL 12 L。方法二 化学方程式计算中的巧思妙解差量法化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为(1)准确写出有关反应的化学方程式；(2)深入细致地分析题意，关键在于有针

4、对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量” 。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比；(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。针对训练3将 12 g CO 和 CO2 的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为 18 g，求原混合气体中 CO 的质量分数。答案 原混合气体中 CO 的质量分数为 87.5%。解析 设原混合气体中 CO 的质量分数为 x。CuO CO CuCO 2 气体质量增加(差量)= = = = = 28 44 44281612x g 18 g12 g6 g 解得 x0.875。28

5、16 12x g6 g4为了检验某含有 NaHCO3 杂质的 Na2CO3 样品的纯度，现将 w1 g 样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )A. B.84w2 53w131w1 84(w1 w2)31w1C. D.73w2 42w131w1 115w2 84w131w1答案 A解析 由题意知(w 1w 2)g 应为 NaHCO3分解生成的 CO2和 H2O 的质量，设样品中 NaHCO3质量为 x g，由此可到如下关系：2NaHCO3 Na2CO3CO 2H 2O= = = = = 284 62x w 1w 2则 x ，84(w1 w2)31故样品纯度为 。m(Na

6、2CO3)m(样 品 ) w1 xw1 84w2 53w131w1516 mL 由 NO 与 NH3 组成的混合气体在催化剂作用下于 400 左右可发生反应：6NO4NH 35N 26H 2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为 17.5 mL，则原混合气体中 NO 与 NH3 的物质的量之比有四种情况：53 32 43 97。其中正确的是( )A BC D答案 C解析 根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。6NO4NH 35N 26H 2O(g) V(气体的体积差)6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (56)(4 6)1(mL)(理论差量)9 mL 6 mL 17.5161

7、.5(mL)(实际差量)由此可知共消耗 15 mL 气体，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是 NO，则 V(NO)V(NH3)(9 mL1 mL)6 mL53，假设剩余的气体全部是 NH3，则 V(NO)V(NH3)9 mL(6 mL1 mL)97，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是 NO、NH 3的混合气体，故 V(NO)V(NH3)介于 53 与 97 之间，对照所给的数据知 32 与 43 在此区间内。方法三 解答连续反应类型计算题的捷径关系式法关系式是物质间关系的一种简化式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：1叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气 )E

8、rror!Error!由木炭、水蒸气制取 NH3 的关系为 3C4NH 3。2元素守恒法4NH35O 2 4NO 6H2O= = = = =催 化 剂 2NOO 2=2NO23NO2H 2O=2HNO3NO经多次氧化和吸收，由 N 元素守恒知： NH3HNO 3。3电子转移守恒法NH3 HNO3，O 2 2 失 去 8e 得 4e O 2 由得失电子总数相等知，NH 3 经氧化等一系列过程生成 HNO3，NH 3 和 O2 的关系为NH32O 2。针对训练6铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原，只产生 4 480 mL 的 NO2 气体和 336 mL 的 N2O4 气

9、体(都已折算到标准状况 )，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为( )A9.02 g B8.51 gC8.26 g D7.04 g答案 B解析 最后沉淀为 Cu(OH)2和 Mg(OH)2，Cu 和 Mg 共 4.6 g，关键是求增加的 n(OH )，n(OH )等于金属单质所失电子的物质的量，即 n(OH ) 1 mol 2 4 48022 400 33622 400mol0.23 mol，故沉淀的质量为 4.6 g0.2317 g8.51 g。7黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取 0.100 0 g 样品在空气中充分灼烧，将生成的 SO2

10、气体与足量 Fe2(SO4)3 溶液完全反应后，用浓度为 0.020 00 molL 1 的 K2Cr2O7 标准溶液滴定至终点，消耗 K2Cr2O7 标准溶液 25.00 mL。已知：SO 22Fe 3 2H 2O=SO 2Fe 2 4H 24Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27(1)样品中 FeS2 的质量分数是 (假设杂质不参加反应)_(保留 1 位小数)。(2)煅烧 10 t 上述黄铁矿，理论上产生 SO2 的体积(标准状况 )为_L，制得 98%的硫酸质量为_t。答案 (1)90.0% (2)3.3610 6 15解析 (1)据方程式：4FeS 2 1

11、1O2 2Fe2O38SO 2= = = = =高 温 SO22Fe 3 2H 2O=SO 2Fe 2 4H 24Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27得关系式：Cr2O 6Fe 2 3SO 2 FeS227321 320.020 00 molL 1 0.025 00 L m(FeS2)120 gmol 1m(FeS2)0.090 00 g样品中 FeS2的质量分数为 90.0%。(2)4FeS211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = =高 温 4 mol 8 molmol n(SO 2)101060.9120n(SO2)1.510 5 molV(SO2

12、)3.3610 6 L由 SO2 SO 3 H 2SO41 mol 98 g1.510 5 mol m(H 2SO4)98%得 m(H2SO4)1.510 7 g15 t。方法四 混合物类计算的“简化高手”平均值法1依据若 XAX B，则 XA X B， 代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生X X成量、平均消耗量等。2应用已知 可以确定 XA、X B 的范围；若已知 XA、X B 可以确定 的范围。X X解题的关键是要通过平均值确定范围，很多问题的平均值需根据条件先确定下来再作出判断。实际上，它是极值法的延伸。针对训练8两种金属混合物共 15 g，投入足量的盐酸中，充分反应

13、后得到 11.2 L H2(标准状况) ，则原混合物的组成肯定不可能为( )AMg 和 Ag BZn 和 CuCAl 和 Zn DAl 和 Cu答案 B解析 本题可用平均摩尔电子质量(即提供 1 mol 电子所需金属的质量 )法求解。反应中 H被还原生成 H2，由题意可知 15 g 金属混合物可提供 1 mol e ，其平均摩尔电子质量为 15 gmol1 。选项中金属 Mg、Zn、Al 的摩尔电子质量分别为 12 gmol1 、32.5 gmol1 、9 gmol1 ，其中不能与盐酸反应的 Ag 和 Cu 的摩尔电子质量可看做无穷大。根据数学上的平均值原理可知，原混合物中一种金属的摩尔电子质

14、量大于 15 gmol1 ，另一种金属的摩尔电子质量小于 15 gmol1 。由此可判断出原混合物肯定不可能是 Zn 和 Cu。9把含有某一种氯化物杂质的 MgCl2 粉末 95 g 溶于水后，与足量 AgNO3 溶液反应，测得生成的 AgCl 为 300 g，则该 MgCl2 中的杂质可能是( )ANaCl BAlCl 3CKCl DCaCl 2答案 B解析 提供 1 mol Cl 所需各物质的质量(即平均摩尔 Cl 质量)分别为物质的化学式 MgCl2 NaCl AlCl3 KCl CaCl2平均摩尔 Cl 质量 47.5 58.5 44.5 74.5 55.5而平均值95 45.4，小于 45.4 的只有 AlCl3。143.5300