1、 高中化学 探析关系式法在化学计算中的应用 贝帮洪 关系式法常常应用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。 例 1、用含 %802FeS 的硫铁矿生成硫酸，已知该矿石的利用率为 95%， SO2的转化率为90%， SO3的吸收过程中损失率为 2%，求生产 500t98%的硫酸需矿石的质量和标况下空气的体积。（假设空气中氧气的体积分数为 20%）。 解析：设需要
2、矿石的质量为 x；氧气物质的量为 y。本题涉及的化学方程式为：23222 82114 SOOFeOFe S 高温 ； 3222 SOOSO催化剂高温 ；4223 SOHOHSO 。利用关系式法（硫元素守恒）列式： 422 2 SOHF e S 120t 2 98t x%)21(%90%95%80 500t 98% 解之得： tx 5.447 另外，氧气参与了两个反应，可将 + 4+ 8，整理后得出相应的关系式： 422 815 SOHO 15mol g988 y %9810500 6 g 解之得： moly 610375.9 则所需空气的体积： LLmo lmo lV 96 1005.1%20
3、/4.22103 7 5.9 。 评析：原料或中间物质不能全部进入产物时，常按下列关系处理： 中间产物的转化率原料的转化率 化合 物中某元素的损失率该化合物的损失率 中间产物的损失率原料的损失率 原料的利用率 1-该原料的损失率 例 2. 工 业 上 生 产 电 石 是 用 生 石 灰 与 焦 炭 在 电 炉 内 加 热 进 行 的)3( 2 COCa CCa OC ，假设原料的利用率为 95%，则 36t 焦炭可生产多少 t 乙炔？ 解析：本题依据题给化学方程式，用关系式法列式： )(%95362612332222HCmtttHCC 解之得： tHCm 7.24)( 22 评析： 1. 关系
4、式法解题的关键是找准关系式，要注意某些元素是否都转入产物中，中间产物反应过程 中是否又有原料参与，不可盲目地根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。一般而言，依据化学方程式、化学式、电极反应式确定的关系式更为准确。 2. 常见多步反应的关系式为： 工业上制硫酸： 422 22 SOHSFeS 工业上制硝酸： 332 22 H N ONHN 焦炭制乙炔： 222 3 HCCaCC 例 3. 为测定某石灰石中 3CaCO 的质量分数，称取 Wg 石灰石样品，加入过量的浓度为6mol/L 的盐酸，使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的 2CO ，再加入足量的草酸铵)( 4224 OCNH 溶液后，慢
5、慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀： 422242 OC a CCaOC ，过滤出 42OCaC 后，用稀 42SOH 溶解：44224242 C aSOOCHSOHOC aC ，再用蒸馏水稀释溶液至 mLV0 ，取出 mLV1 用Lamol/ 的 4KMnO 酸性溶液滴定，此时发生反应：OHCOMnHOCHMn O 2224224 8102652 ，若滴定终点时消耗 amol/L 的mLVKMnO 24 ，计算样品中 3CaCO 的质量分数。 解析：设生成沉淀 3CaCO 物质的量为 x 本题涉及到化学方程式或离子方程式为 ： OHCOMnHOCHM n OC a S OOCHSOH
6、OC a COC a CCaOCCOOHC a C lH C lC a C O222422444224242422242222381026522由此得出相应的关系式： 44224223 25555 M n OOCHOC a CCaC a C O 5mol 2mol x molaV 32 10 解之得： m olaVx 32 105.2 原溶液中 m o lVVaVC a C On 10323 105.2)( 则： %25%100/100)105.2(%12010323 WVVaVWgm o lgm o lVVaVC a C O 。 评析：当题目中出现一些陌生度较高的化学方程式时，要 根据题给信息，耐心细致地寻找物质或元素间的量的转化关系，再通过守恒法、差量法、方程式叠加法等方法确定正确的关系式，达到顺利准确解题的目的。
