1、1化学计算的常用方法方法一 守恒法(一)质量守恒(原子守恒)依据化学反应的实质是原子的重新组合，因而反应前后原子的总数和质量保持不变。典例 1 (2019石家庄调研)28g 铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的 Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为( )A36gB40gC80gD160g答案 B解析 28 g 铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液，然后加入足量的 Na2O2固体，由于 Na2O2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气，本身也具有强氧化性，所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为 Fe2O3，根据铁原子守恒，n(Fe2O3) n(Fe)
2、0.25 mol12 12 28 g56 gmol 1所得 Fe2O3固体的质量为：0.25 mol160 gmol 1 40 g。针对训练1(2018长汀县校级月考)有 14gNa2O2、Na 2O、NaOH 的混合物与 100g 质量分数为 15%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为( )A20.40gB28.60gC24.04gD无法计算答案 C解析 混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液，蒸干后得到 NaCl，由 Cl 质量守恒关系可得 100 g15% m(NaCl) ，解得 m(NaCl)24.04 g。35.536.5 35.558.52 (2018奉 贤 区 二 模 )一
3、 定 量 的 H2和 Cl2充 分 燃 烧 后 ， 将 反 应 生 成 的 气 体 通 入 100 mL 1.0 molL1 的 NaOH 溶液中，两者恰好完全反应，生成 NaClO 为 0.01mol，则燃烧前 H2和 Cl2的物质的量之比为( )A54B45C43D34答案 B解析 100 mL 1.0 molL 1的 NaOH 溶液中含有氢氧化钠的物质的量为 1.0 molL1 0.1 L0.1 mol；两者恰好完全反应，说明 0.1 molNaOH 完全反应，生成的 0.01 molNaClO 来自Cl2与 NaOH 的反应(Cl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O)，则氢气
4、和氯气反应后剩余氯气的物质的量为 0.01 mol，消耗 NaOH 的物质的量为 0.02 mol，发生反应NaOHHCl= =NaClH 2O，消耗 NaOH 的物质的量为：0.1 mol0.02 mol0.08 mol，则2n(HCl) n(NaOH)0.08 mol， n(H2) n(Cl2) n(HCl) 0.08 mol 0.04 mol，所以原12 12混合气体中含有 Cl2的物质的量为：0.01 mol0.04 mol0.05 mol，氢气的物质的量为0.04 mol，燃烧前 H2和 Cl2的物质的量之比0.04 mol0.05 mol45。(二)电荷守恒依据电解质溶液呈电中性，
5、即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。典例 2 将 agFe2O3、Al 2O3样品溶解在过量的 200mLpH1 的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH 溶液，使 Fe3 、Al 3 刚好沉淀完全，用去 NaOH 溶液 100mL，则 NaOH 溶液的浓度为_。答案 0.2molL 1解析 当 Fe3 、Al 3 刚好沉淀完全时，溶液中溶质只有硫酸钠，而 Na 全部来源于 NaOH，且变化过程中 Na 的量不变。根据电荷守恒可知： ，所以， n(NaOH) n(Na )nNa nSO24 212 n(SO ) n(H )0.1 molL1 0.2
6、L0.02 mol， c(NaOH) 0.2 240.02 mol0.1 LmolL1 。针对训练3在一定条件下，RO 和 F2可发生如下反应：RO F 22OH =RO 2F H 2O，从n3 n3 4而可知在 RO 中，元素 R 的化合价是( )n3A4 价 B5 价 C6 价 D7 价答案 B解析 要求 RO 中 R 的化合价，若知道 n 值，计算 R 的化合价则变得很简单。依据离子方n3程式中电荷守恒， n212， n1，RO 中氧显2 价，因此 R 的化合价为5 价。n34若测得雨水所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子 K Na NH 4 SO24 NO 3 Cl浓度
7、/molL14106 6106 2105 4105 3105 2105根据表中数据判断试样的 pH_。答案 4解析 根据表格提供的离子可知，NH 水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知， 4K NH Na H 2SO Cl NO ，将表格中的数据代入得 H 浓 4 24 3度为104 molL1 ，则 pH 值为 4。3易错警示 列式时不要忘了离子浓度前乘上离子所带电荷数。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，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”
8、。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。典例 3 为了检验某含有 NaHCO3杂质的 Na2CO3样品的纯度，现将 w1g 样品加热，其质量变为 w2g，则该样品的纯度(质量分数)是( )A. B.84w2 53w131w1 84w1 w231w1C. D.73w2 42w131w1 115w2 84w131w1答案 A解析 由题意知( w1 w2)g 应为 NaHCO3分解生成的 CO2和 H2O 的质量，设样品中 NaHCO3质量为 xg，由此可得如下关系：2NaH
9、CO3 Na2CO3CO 2H 2O= = = = = 284 62x w1 w2则 x ，84w1 w231故样品纯度为 。mNa2CO3m样 品 w1 xw1 84w2 53w131w1针对训练5将 12gCO 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 18g，则原混合气体中 CO 的质量分数为_。答案 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)= = = = = 28g44g44g28g16g12xg18g12g6g ，解得 x0.875。2816 12x646(2018山东省实验中学高三模拟)16mL
10、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 35N26H 2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为 17.5mL，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( )ABCD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 35N26H 2O(g) V(气体的体积差)6mL4mL5mL6mL (56)(46)1mL(理论差量)9mL6mL17.5161.5mL(实际差量)由此可知共消耗 15mL 气体，还剩余 1mL 气体，假设剩余的气体全部是 NO，则 V(NO) V(NH
11、3) (9 mL 1 mL) 6 mL 5 3， 假 设 剩 余 的 气 体 全 部 是 NH3， 则 V(NO) V(NH3) 9 mL (6mL1mL)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法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法，一般适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
12、，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。针对训练题组一 根据原子守恒找关系式7碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解 28.4g 上述混合物，消耗 1molL1 盐酸 500mL。煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是( )A35gB30gC20gD15g答案 C解 析 碳 酸 铜 和 碱 式 碳 酸 铜 均 可 溶 于 盐 酸 ， 转 化 为 氯 化 铜 ， 溶 解 28.4 g 该 混 合 物 ， 消 耗 1 molL1 盐酸 500mL，HCl 的物质的
13、量为 0.5mol，根据氯元素守恒，则 CuCl2的物质的量为0.25mol。根据 Cu 元素守恒可知，原混合物中含有 Cu 元素的物质的量为 0.25mol，煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的物质的量为 0.25mol，则 m(CuO)0.25mol80gmol 1 20g。58在氧气中燃烧 0.22g 硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用 10mL0.5molL1 氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为( )A72%B40%C36%D18%答案 C解析 由 S 原子守恒和有关反应可得出：SH 2SO42Na
14、OH32 g 2 molm(S) 0.510103 mol得 m(S)0.08 g原混合物中 w(S) 100%36%。0.08 g0.22 g题组二 根据电子守恒找关系式9将 Mg 和 Cu 组成的 2.64g 混合物投入适量的稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到NO 气体 0.896L (标准状况)，向反应后的溶液中加入 NaOH 溶液使金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为_。答案 4.68g解析 最终生成的沉淀是 Mg(OH)2和 Cu(OH)2，其质量等于合金的质量加上两金属离子所结合的 OH 的质量。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，金
15、属所失电子数，等于硝酸所得电子数。即 n(OH ) 30.12 mol，故形成0.896 L22.4 Lmol 1沉淀的质量2.64 g0.12 mol17 gmol 1 4.68 g。10将 1.08gFeO 完全溶解在 100mL1.00molL1 硫酸中，然后加入 25.00mLK2Cr2O7溶液，恰好使 Fe2 全部转化为 Fe3 ，且 Cr2O 中的铬全部转化为 Cr3 。则 K2Cr2O7的物质的量浓27度是_。答案 0.100molL 1解析 由电子守恒知，FeO 中2 价铁所失电子的物质的量与 Cr2O 中6 价铬所得电子27的物 质 的 量 相 等 ， (3 2) 0.025
16、 00 Lc(Cr2O )(6 3)2， 得 c(Cr2O )1 . 0 8 g7 2 g m o l 1 2 7 2 7 0.100molL1 。题组三 根据相关反应找关系式11金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn2HCl= =SnCl2H 2，再加入过量的 FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl22FeCl 3=SnCl42FeCl 2，最后用已知浓度的 K2Cr2O7溶液滴定生成的 Fe2 ，反应的化学方程式为 6FeCl2K 2Cr2O714HCl= =6FeCl32KCl2CrCl 37H 2O。现有金属锡试样60.613g，经上述反应后，共用去
17、0.100molL1 K2Cr2O7溶液 16.0mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为 119)。答案 Sn 与 K2Cr2O7物质的量的关系：3Sn3SnCl 26FeCl 2K 2Cr2O73119g1molx0.1000.016molx 0.5712g3119g0.1000.016mol1molw(Sn) 100%93.2%。0.57120.61312黄铁矿的主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取 0.1000g 样品在空气中 充 分 灼 烧 ， 将 生 成 的 SO2气 体 与 足 量 Fe2(SO4)3溶 液 完 全 反 应 后 ， 用
18、 浓 度 为 0.020 00 molL1 的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗 K2Cr2O7标准溶液 25.00mL。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 10t 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)根据方程式：4FeS 211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = =高 温 SO
19、22Fe 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 320.02000molL 1 0.02500L mFeS2120gmol 1m(FeS2)0.09000g样品中 FeS2的质量分数为 90.0%。(2)4FeS211O 2 2Fe2O38SO 2= = = = =高 温 4mol8molmoln(SO2)1010690.0%1207n(SO2)1.510 5molV(SO2)3.3610 6L由硫元素守恒 SO2 SO 3 H 2SO41mol98g1.5105molm(H2SO4)98%得 m(H2SO4)1.510 7g15t。
