化学计算题巧解十法及混合物中各元素质量分数计算技巧.doc

兴趣小组资料兴趣小组资料 第第 1 页页 ，共，共 6 页页 化学计算题巧解十法 一、关系式法 关系式法主要用于多步反应的化学计算，根据化学方程式中有的关系，建立起已知和 未知的关系式，然后进行计算，这样能够省去中间过程，快速而准确。 例一、 今有 13g 锌，把它投入足量的稀硫酸中，放出的氢气可以跟多少克纯度为 80的氯酸钾完全分解放出的氧气完全反应生成水？ 此题如果用常规方法需要几步计算：根据 13g 锌求生成氢气的质量，根据 氢气的质量求氧气的质量根据氧气的质量求 KClO3的质量，这种解法步骤多 计算量大，费时费力，但如果用下述方法则极为简便。 解：设需纯度为 80的 KClO3的质量为 X 2KClO3=2KCl+3O2 2H2+O2=2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 依上述方程式可得：2KCLO33O26H26Zn 可知：KCLO3 3Zn 122.5 3*65 80%x 13g 解得：x=10.2g 用关系式发解题，首先要写出各步反应方程式调整化学方程式中的计量数关联的各个 化学方程式中的有关物质的计量数相等，进而找出有关物质的关系式再找出关系量进行计 算。 二差量法 差量法是利用变化前后物质的质量差建立解题关系式的方法，其基本解题思路是: 将过程中某始态量与终态量之差值跟化学方程式中物质的相应量列成比例关系，然后求解。 这种方法不受混合物中其他不参加反应物质的影响。差量的范围可以是“物质的质量差、 相对分子质量差、相对原子质量差” 。 例 2、将 H2缓慢通入盛有 20gCuO 的试管中，加热使其反应，过一会停止加热，冷却后 称得残余固体质量为 19.2g，求生成铜的质量？ 解 设生成铜的质量为 X CuO+H2=Cu+H2O 固体质量减少 80 64 16 X 2019.2=0.8 64：X=16：0.8 X=3.2（g） 差量法的运用范围较广，当遇到反应前后质量发生增减的混合物，可抓住质量变化 的原因，运用差量法计算。 3、守恒法 守恒法主要包括质量守恒、原子数目守恒、元素种类守恒、电荷守恒等。其基 本解题思路是根据问题的始终态之间的某种守恒关系求解。这是一种整体思维方式上的应 用。 例 3、在 CO 和 CO2的混合物中，含氧元素 64%，将该气体 5g 通入足量的灼热 CuO 中，充分反应后，气体再全部通入足量的石灰水中，得到白色沉淀的质量为多少？ 解、混合物中碳元素全部转化到 CaCO3中，根据元素质量守恒，生成物 CaCO3中 C 元素与原混合物中所含 C 元素质量相等。 MnO2点燃 加热 兴趣小组资料兴趣小组资料 第第 2 页页 ，共，共 6 页页 设 得到 CaCO3质量为 X 则 5g*（1-64%）=X*C/ CaCO3*% 解得 X=15g 4、十字交叉法 此法在溶液的配制计算方面有较好的效果，但也广泛应用于两种物质组成的混合物计 算，找准十字交叉点是计算的关键。 例 4、怎样用 85%的酒精和 20%的酒精配制 70%的酒精？ 解、 高浓度 85 7020 7050：15=10：3 低浓度 20 8570 既取 10 份质量为 85%的酒精和 3 份质量为 20%的酒精混合即可得到 70%的酒精。 5、质量比例法 此法就是根据题目的特点，利用元素或有关物质的质量比进行求解，此法能有效避免 书写化学方程式，运算简便的特点。 例 5、在高温时 4.8 克某铁的氧化物与 CO 充分反应，得到 3.36 克铁，求该氧化物的 化学式。 解、设铁的氧化物的化学式为 FexOy 56X：16Y=3.36：（4.8-3.36） 得 X：Y=2：3 则铁的氧化物的化学式为 Fe2O3 6、规律法 中学化学知识有许多规律，对这些规律的熟练掌握及灵活运用，回对做化学习题带来 很多方便。 例 6、同质量的铁锌镁铝分别与足量稀硫酸反应，在相同状况下产生氢气的质量由多 到少的顺序是（ ） 解、等质量各金属与足量酸反应有以下规律：化合价：相对原子质量，这一比值越大， 产生的氢气质量越多，因为 3：272：242：562：65，所以其顺序为 Al、Mg、Fe、Zn。 7、特殊值法 此法是以满足题意要求的特例代替一般式子或符号，能使比较抽象复杂的题目变的具 体简捷，特别是对计算型选择题有更广泛的应用。 例 7、有关数据如下，请计算 W% 化合物 X2Y YZ2 X2YZ3 Y 的质量分数 40% 50% W% 解、因为此化合物 X2Y 和 YZ2中 Y 的质量分数分别为 40%和 50%，则可用 30、40、20 作为 X、Y、Z 的相对原子质量，从而： W=40/30*2+40+20*3*100%=25% 8、估算法 有时计算选择题可以不经过精确计算，而通过分析、推理或简单口算、心算达到快 速求解的效果。 例 8、A、B 两种化合物都只含有 X、Y 两种元素，A、B 中 X 的质量分数分别为 30.4% 和 25.9%，若已知 A 的化学式为 XY2，则 B 的化学式可能是 A、XY2 B、X2Y C、X2Y3 D、X2Y5 兴趣小组资料兴趣小组资料 第第 3 页页 ，共，共 6 页页 解、根据相关比较 A 的化学式为 XY2且 X 含量 AB。所以 B 中的 XY 原子个数比必须小 于 1：2。故选 D。 9、拆分定比法 此法是利用混合物中各组成物中部分元素的原子个数符合一定比例关系来求解 例 9、有一包 FeSO4和 Fe2（SO4）3组成的固体混合物，已知氧的质量分数为 2a%，则 混合物中 Fe 的质量分数为多少？ 解、此题按照一般方法列式容易，但计算繁杂。通过分析可以把混合物分成两种成分： Fe 和 SO4，而不论 FeSO4和 Fe2（SO4）3以何种比例混合，S 原子和 O 原子个数比均为 1：4，质量比为 1：2，因为 O 的质量分数为 2a%， ，则 S 的质量分数为 a%，所以 Fe 的质量 分数为 1-3a%。 10、平均值法 例 10、现有 KCl 和 KBr 的混合物 8 克，将混合物全部溶于水并加入过量的 AgNO3溶液， 充分反应后产生沉淀 13 克，则原混合物中钾元素的质量分数为多少？ 解、用 X 代表 Cl，Br，用 Y 代表其相对原子质量。 KX+ AgNO3=AgX+KNO3 39+Y 108+Y 8g 13g 解得 Y=71.4 W（K）=39/（39+71.4）*100%=35.3% 跟踪训练： 用足量 CO 还原 15.2 克 FeO 和 Fe2O3的混合物，将产生的二氧化碳气体通入足量的澄 清石灰水中，得到沉淀 25 克，混合物中 FeO 和 Fe2O3的质量比为多少？ 提示：此题首先要根据得到沉淀 25 克，计算出反应生成的二氧化碳气体质量，然后列 出方程组，就可以解出答案。 设生成 CO2质量为 X CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O 44100 X 25g 解得 X 为 11 克 另设混合物中 FeO 的质量为 Y，则 Fe2O3的质量为（15.2-Y） ， FeO 反应生成 CO2质量为 Z，则 Fe2O3反应生成 CO2质量为（11-Z） CO+FeO=Fe+ CO2； 3CO+ Fe2O3=2Fe+3 CO2 72 44 160 3*44 Y Z 15.2-Y 11-Z 72：44=Y：Z （1） 160：132=15.2-Y：11-Z （2） 解（1）和（2）的方程组就可以得出答案。 兴趣小组资料兴趣小组资料 第第 4 页页 ，共，共 6 页页 混合物中各元素质量分数计算技巧混合物中各元素质量分数计算技巧 混合物中各元素的质量分数计算，由于涉及到很多的相对原子质量（相对分子质量） 的计算，而且要设很多的未知量，计算过程显得繁琐。在考试过程中，这样的计算无疑会 占了大量的考试时间。 所以有必要寻求它们的计算技巧，以下就是这类题目的计算技巧。 一、混合物中某种元素的质量分数可忽略 例例 1 1：NaNa2 2O O2 2和和 NaOHNaOH 的混合物，其中的混合物，其中 NaNa 的质量分数为的质量分数为 58%58%，则混合物中氧元素的质量分数，则混合物中氧元素的质量分数 是（是（ ） 分析：初看此题，在 Na2O2和 NaOH 的混合物中，钠、氧、氢三种元素之间并没有一定 的关系，所以只能老老实实地应用平常的方法去设未知数列方程求解。细细分析，我们知 道，在 Na2O2和 NaOH 的混合物中，氢元素所占的质量分数是非常小的，甚至我们可以认为 氢元素的质量分数可以忽略不计。所以氧元素的质量分数接近于 42%（由 100%58%得到） 。 二、混合物中某两种（或两种以上）元素的质量比是定值 例例 2 2：FeSOFeSO4 4和和 FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3的混合物，其中的混合物，其中 FeFe 的质量分数是的质量分数是 31%31%，则混合物中氧元素的质量，则混合物中氧元素的质量 分数是（分数是（ ） 分析：FeSO4和 Fe2(SO4)3的混合物中由铁、硫、氧三种元素组成，其中铁元素的质量 分数为 31%，那只能求得硫与氧元素的质量之和为 69%。我们仔细分析 FeSO4和 Fe2(SO4) 3 的混合物，发现不管是 FeSO4还是 Fe2(SO4)3，硫元素的质量与氧元素的质量有固定的比值 ，为 32 比 64，即 1 比 2，又硫与氧元素的质量之和为 69%，则氧元素的质量分数为 46%。 三、混合物中把有固定组成的元素进行归类。 例例 3 3：NaNa2 2S S、NaNa2 2SOSO3 3和和 NaNa2 2SOSO4 4的混合物，其中的混合物，其中 S S 的质量分数是的质量分数是 25.6%25.6%，则混合物中氧元素的，则混合物中氧元素的 质量分数是（质量分数是（ ） 分析：Na2S、Na2SO3和 Na2SO4的混合物中也有三种元素，如果想用例 2 的方法去寻找 三种元素质量之间的比例关系，则毫无办法。但是我们发现，我们可以把 Na2S、Na2SO3和 Na2SO4的混合物分为二种“成分”，一种是 Na2S，另一种是 O 元素，很明显，在第一种“ 成分” Na2S 中，钠元素与硫元素有固定的质量比，即 46 比 32，而硫元素的质量分数是 2 5.6%，则钠元素的质量分数为 36.8%，则氧元素的质量分数为 136.8%25.6%37.6%。 例例 4 4：在混合物：在混合物 COCO、HCOOHHCOOH 和和 C C2 2H H2 2O O3 3中，氢元素的质量分数为中，氢元素的质量分数为 a a，则碳元素的质量分数为（，则碳元素的质量分数为（ ） 分析：本例题的解题方法与例 3 非常类似，在我们找不到 C、H、O 三种元素的固定的 质量比关系时，我们想办法把混合物 CO、HCOOH 和 C2H2O3分成两个固定组成的“成分”， 即 CO 和 H2O，所以，混合物 CO、HCOOH 和 C2H2O3可以看成是 CO、COH2O 和 2COH2O。在 H2O 中，氢元素与水的质量比为 2 比 18，即 1 比 9，又已经氢元素的质量分数为 a，所以 H2 兴趣小组资料兴趣小组资料 第第 5 页页 ，共，共 6 页页 O 的质量分数为 9a，则 CO 的质量分数为 19a，而碳元素占 CO 的比例是 12 比 28，即 3/7 ，所以，混合物中碳元素的质量分数为（19a）3/7。 例例 5:Na5:Na2 2S S、NaBrNaBr 的混合物中，钠的质量分数为的混合物中，钠的质量分数为 37%37%，求，求 BrBr 的质量分数？的质量分数？ 分析：（化合价法则法）该题的解答用上述几种方法均难奏效，将混合物中各元素的化 合价利用起来，然后用正负化合价代数和等于零的规律（化合价法则）去列式求解不失为 一种巧妙方法。首先，设混合物的相对质量为 100，Br 的相对质量为 x，则混合物中 Na 的 相对质量为 37，硫的相对质量为（100 x-37） ，从而得出 Na、S、Br 三种原子的原子个 数分别为：37/23、 （100-x-37）/32、x/80；接着，利用化合价法则列出方程- 371/23+（100-x-37）（-2）/32+x（-1）/80=0；最后，解此方程求出 x 的值为 46.6 克，得出混合物中 Br 的质量分数为 46.6%。 例例 6.6.已知已知 FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4组成的混合物中，铁与氧的质量比为组成的混合物中，铁与氧的质量比为 2121：8 8，则混合物中，则混合物中 FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4三种物质的质量比可能是三种物质的质量比可能是 （ ） A.A. 9 9：2020：5 5 B.B. 9 9：2020：3333 C.C. 2 2： 5 5：3 3 D.D. 5 5：6 6：3 3 分析 本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比，要求的是混合物中三种物质 的质量比，然而单纯从质量关系的角度出发，却很难找到一条顺畅的答题思路。如果能抓 住已知条件，将质量比转化为原子个数比，问