《酸和碱复习课》教案设计

如何根据化学方程式来进行计算南丰二中黄明亮一、学习目标1、 掌握由一种反应物（生成物）的质量求生成物（或反应物）的质量。2、 了解含有一定量杂质的反应物或生成物的计算方法。3、 掌握根据化学方程式计算的步骤和书写格式，了解体积、质量之间的换算。二、例题分析第一阶梯例1将氢气通入到10克氧化铜粉末中，加热一段时间后，冷却后剩余固体物质质量为8.4克，?唼那么下列说法中正确的是（ ） （A）有1.6克水生成 （B）有8.4克铜生成 （C）该反应中只需要0.2克氢气 （D）有80%的CuO被还原探索指南：本题考察的不只是根据方程式求反应物或生成物的质量这么简单，解本题应注意三点：一是一定量的氢气与氧化铜反应“一段时间”，并没有指明氧化铜是否全部反应，因此反应后所得的8.4克固体物质成份就较为复杂，可能全部是金属铜，也可能是没有完全反应的氧化铜与生成的金属铜的混合物；二是反应中实际用去的氢化比理论上计算出来的氢气质量要多。因为在实际过程中，实验前要先通入一定量氢气把试管内的空气排干净，以防止发生爆炸，而且生成的金属铜较容易重新被氧化，必须在氢气流中冷却直到室温方可撤掉氢气导管，所以实际消耗掉的氢气质量应该大于理论上所需要的氢气质量，这一点学生们很容易忽略掉；第三点，题目的特点是固体物质在反应前后质量发生改变，采用传统方法解题较为麻烦，如采用差量计算可以快速解题。标准答案：D解答说明： 本题中参加反应的固体反应物质是CuO，反应后生成的固体物质是Cu。CuO的式量为80，Cu的原子量是64，由反应的化学方程式可知，每80份质量的CuO参加反应，即生成64份质量的Cu，固体质量减少80-64=16份。而本题中反应前固体质量为10克，反应后固体总质量为8.4克，反应后固体质量减少10-8.4=1.6克。这样，如果我们设有x克CuO参加反应，根据化学方程式列式计算出参加反应的CuO的质量，进而可以求出它占原有氧化铜的百分比分数。 CuO + H2Cu+H2O m（固体减少质量） 80 2 64 18 80-64=16 x y z W 10克-8.4克=1.6克 80 : x = 16 : 1.6克 x = 8克 2 : y= 16 : 1.6克 y = 0.2克 同样道理，可以解得：z = 6.4克 W = 1.8克 经过分析，我们可以看出，生成水的质量是1.8克，所以A选项不对；实际生成金属铜的质量是6.4克，所以B选项不符合题意；还原氧化铜所需的氢气质量是0.2克，但实际上所消耗氢气的质量应该是大于这个数值，所以C选项也是错误的，看正确答案只剩下D了，我们再来验证一下： 氧化铜被还原的百分数为：8/10100%=80% 所以D答案是正确的。例2镁粉和铁粉各24克，分别跟足量的稀硫酸反应，都产生1.1克氢气，下列说法正确的是（ ） （A）镁纯、铁不纯 （B）铁纯、镁不纯 （C）铁和镁都不纯 （D）铁和镁都纯探索指南：此种类型的题目属于利用化学方程式的计算来判断物质是否纯净的问题。解答这种问题时，通过已知量与未知量之间的关系，很容易可以计算出另一个量的值，但关键是通过计算得出的数值并不能直接反应出什么结果来，所以重要的环节是要考察同学们进一步观察与分析的能力。而且像这道题中给出的两个已知数值：24克和1.1克，光从表面上看，并不能肯定他们代表的是否都是纯净物质的量，为此，就要采用假设的方法，可以假设反应前给出的金属镁和金属铁的质量都是纯净的，通过计算算出假定纯净的金属产生氢气的质量，再与题目中给出的生成氢气的质量相比较，如果相同，当然说明假设是成立的，也就是金属是纯净的，如果不相等，显而易见，金属是不纯的；也可以反过来，假定反应后生成的氢气全部是由纯净的镁或铁产生的，通过计算再算出产生1.1克氢气时分别消耗掉的金属镁与金属铁的质量，然后与题目中给出的质量相比较，如果数值相同，说明金属纯净，不同，金属就是含有杂质的。通过此题，希望同学们能够学会冷静的分析题目，不要直来直去一味的计算，要善于摆脱题目中的种种陷阱，冷静的加以观察分析，就能够排除各种干扰因素，找到最终结果。标准答案：C解答说明： 用关系式来分析纯金属与酸反应时产生氢气的质量，首先来分析金属镁与酸反应生成氢气的情况： Mg - H2 24 ： 2 即24克镁可产生2克氢气，现在只需要产生1.1克氢气，说明镁是不纯的，可能含有杂质。但还要注意，镁粉中所含的杂质可能是像Zn、Fe这类比同质量镁产生的氢气要少的金属，也可能是含有一些不能够与酸发生反应产生氢气的杂质，像Cu、Ag等。如果此题进一步让大家来确定不纯的物质可能是哪些，我们就可以依据这一点来判断。 下面，再来看金属铁与酸反应生成氢气的情况： Fe - H2 56 ： 2 即产生1.1克氢气时，要消耗30.8克纯铁。而现在只有24克纯铁，显而易见，它是产生不了1.1克氢气的，这样来看，铁也不可能是纯净的。由于产生1.1克氢气时要消耗掉30.8克金属铁，而24克铁产生氢气的质量必然m（实际消耗的纯物质），说明不纯物可能含有不能与酸反应放出氢气的杂质，也可能含有能与酸反应放出氢气的杂质，而且等质量的杂质与纯物质相比较，与酸反应放出的氢气应该更少些，致使产生氢气少； 2.m（不纯物）FeMgAl； 消耗四种金属的质量比是：Zn : Fe : Mg : Al = 65 : 56 : 24 : 18 （2）当所用四种金属质量相同时： 四种金属产生氢气的质量由多到少的顺序是：Al Mg Fe Zn； 四种金属产生氢气的质量比是： Al : Mg : Fe : Zn = 解答说明： 第一种解题思路： 由于产生氢气质量相同，因此可以假设生成氢气的质量为m或1克，然后分析写出各反应的化学方程式，将已知式量分别带入，列出比例式，计算求解。解题简单步骤如下： Mg + 2HClMgCl2 +H2- 24 2 m1 1克 m1=12克 同理，可以分别求出产生1克氢气时消耗掉金属锌、铁、铝的质量分别为： m2=32.5克 m3=28克 m4=9克 由此不难看出生成相同质量 氢气时，消耗掉四种金属的多少顺序和质量比应该是： m2（锌）m3（铁）m1（镁）m4（铝） Zn : Fe : Mg : Al = 65 : 56 : 24 : 18 采用同样的解题途径，我们可以分别设反应前后所用的四种金属量都为m克或1克，然后分别写出各反应的化学方程式列出比例式，计算求解即可。 第二种解题思路： 我们可以首先写出四个反应的化学方程式，然后找出各方程式中金属与氢气发生反应时二者之间的量上的关系，利用一种简便的方法关系式法来进行求解：?唼 详细解答如下： Mg + 2HCl MgCl2 + H2- 关系式：Mg- H2 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2le=mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol- 关系式：Zn- H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2- 关系式：Fe- H2 2Al + 3HCl 2AlCl3 + 3H2- 关系式：2Al-3H2 由于反应后产生的氢气质量相同，我们就可以将金属镁、铁、锌与氢气的反应关系式两边分别乘以3，再根据上述关系式找出四种金属之间的关系式，然后通过计算即可求出四种金属的质量比来。 3Mg - 3Zn - 3Fe - 2Al 324 : 365 : 365 : 227 同样道理，我们也可以依据此方法求解第二问。 第三种解题思路： 我们以解题思路二中金属镁的反应为例子，来总结出一个解答此种类型题目的公式来，这样同学就可以直接利用公式求解，减少在此种题形上花费的时间： Mg - H2 24 : 2M（参加反应的金属镁的质量） : m（反应后生成的氢气质量） M : m = 24 : 2 m = 2M / 24 进一步推导，可以写成： 生成氢气质量= 参加反应的金属质量 利用上面这个公式，同学们解答第一第二题时就可以分别将金属元素或氢气质量设为1克，然后再将其它已知条件如化合价、金属元素的相对原子质量带入公式，即可比较大小或求出质量比来。s=MsoNormal例4有11.6克某铁的氧化物，加热时用氢气充分还原，可生成3.6克水，此铁的氧化物化学式为（ ）（A）FeO （B）Fe2O3 （C）Fe3O4 （D）无法确定探索指南：本题考察的是要通过化学反应来确定其中一种物质的化学式，跟以往见到的给出化学反应方程式求其中一种反应物的量的题恰好相反。题目中已知的是各物质的质量：某铁的氧化物11.6克生成3.6克水，只要能够确定该种铁的氧化物中铁原子和氧原子的原子个数比，也就确定了它的化学式。可用质量守恒的观念对本题加以分析，以氧元素为突破口，将铁的氧化物中的氧元素和生成的水中氧元素联系起来，就会快速解答。标准答案：C解答说明：解题方法之一：可以假设该铁的氧化物化学式为FexOy，然后写出该反应的化学方程式：高温 FexOy + yH2 xFe + yH2O，再进行计算。 在氢气还原铁的氧化物的反应中，铁的氧化物失去氧被还原成金属铁单质；而氢气则跟氧元素结合生成水。由于该氧化物被“充分还原”，所以11.6克该氧化物中氧元素全部转入生成的3.6克水中。因此运用化学式计算便可以确定铁原子和氧原子的个数比。解题方法之二： 3.6克水中含氧元素质量为 3.6克16/18=3.2克 11.6克氧化物中铁元素与氧元素的质量比为： （11.6克-3.2克）:3.2克=21 : 8 氧化物中铁原子与氧原子个数比为： 21/56 : 8/16 = 3 : 4 所以，该铁的氧化物化学式为Fe3O4解题方法三：推算法 如果对化学反应相当熟悉，便可以分析出几种铁的氧化物与氢气反应生成的水之间的关系是： FeO-H2O Fe2O3-3H2O Fe3O4-4H2O 72 16 160 54 232 72 将本题中所给的铁的氧化物的质量和生成的水的质量比：11.6 : 3.6 = 232 : 72与上面铁的氧化物与水的质量比相比较，就可以发现它们之间的比例与Fe3O4-4H2O之间的比例是相同的，答案也就迎刃而解。第二阶梯class=MsoNormal例1用5.9克含有一定量杂质的铁粉与足量的稀硫酸起反应（其中的杂质不参加反应），反应后生成的氢气在标准状况下的体积为2.24升，求铁粉中铁的质量分数是多少？（已知标准状况下氢气的密度为0.09克/升） 探索指南：此题是有关化学方程式计算的延伸，不再是单纯的给出反应物质量求算生成物质量或给了生成物质量求算反应物质量，属于带有纯度及质量与体积换算的计算。本题将两个概念引入到化学方程式计算的题目中，第一，初中化学方程式中可以带入计算的质量数值，体积数值必须要换算成质量单位后再带入方程式进行计算；第二，带入方程式进行计算的质量数值必须是纯净物质实际参加反应的量，不参加反应的量或不纯净的量不能够代入方程式进行计算。标准答案：反应后生成氢气的质量为=2.24升0.09克/升=0.2克 解：设5.9克铁粉中含有纯铁的质量为x Fe + H2SO4 FeSO4 + H2-n 56 2 x 0.2克 56 : x = 2 : 0.2克 x = 5.6克 所以，铁的质量分数为： Fe% = 5.6克/5.9克100%=94.9% 答：5.9克铁粉中纯铁的质量分数为94.9%。解答说明：铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，由于铁粉中杂质不参加反应，在硫酸足量的条件下，纯铁发生完全反应，反应后产生的氢气应该全部是由ang=EN-US5.9克含杂质的铁粉中的纯铁所生成的，因此可将2.24升氢气的体积换算成质量计算铁粉中含有纯铁的质量，最后计算铁的质量分数。 提醒注意的是，应先将2.24升氢气换算成质量再带入比例式进行计算。例24克氢气和8克氧气在一定条件下充分反应后，还有剩余气体，则生成水的质量是（ ） （A）12克 （B）9克 （C）18克 （D）36克探索指南：在化学方程式的计算中，如果两种反应物的量都已给出，可能产生两种情况。一是两种反应物恰好完全反应，此时可以用任何一种反应物的量来计算生成物的量。二是其中一种反应物为过量，即充分反应后仍有剩余，此时应以完全反应的一种反应物的量来计算生成物的量。此类问题应在计算前，将给出的两种反应物的量，运用化学方程式中两种反应的质量比进行判断，然后根据进行计算。标准答案：B解答说明：先判断两种反物，哪一种为过量。方法是根据任意一种反应物的量，计算另一种的反应物的量，将计算出的数值跟题给数值进行比较，决定取舍。设：跟4克氢气完全反应需要氧气的质量为x 根据计算，可知跟4克氢气完全反应需要32克氧气，而题中只给出8克氧气，需要氧气的量远大于题中给出的量，说明4克氢气为过量。反之，变可进行比较。设：跟8克氧气完全反应需要氢气的质量为y根据计算可知跟8克氧气完全反应需要1在氢气。而题中给出的量（4克）远大于所需要的量，说明4克氢气为过量。此题应以8克氧气为标准计算生成水的量。设：反应后生成水的质量为z 所以，答案是B例3将氯酸钾和二氧化锰的混合物26.5克充分加热至不再产生气体为止，剩余固体残渣经称重，质量为16.9克。求：反应后生成氧气多少克？反应前混合物中氯酸钾和二氧化锰各多少克？探索指南：这种题型属于利用质量守恒定律来进行计算的类型。题目中没有明确给出一个已知纯净物质的质量，只是给了反应前的总质量和反应后的总质量。根据反应前各物质总质量等于反应后各物质总质量这一规律，我们利用差量法即可算出气体的质量。标准答案：氧气的质量=26.5克-16.9克=9.6克 解：设参加反应的氯酸钾的质量为x，则： 则反应前混合物中二氧化锰的质量为：26.524.5=2克答：反应后生成氧气的质量为9.6克，反应前混合物中氯酸钾的质量为24.5克，二氧化锰的质量为2克。解答说明：由于反应前后的两个混合物中都含有催化剂二氧化锰，但是不知道它的质量是多少，因此不能将混合物的两个数值直接带入方程式求解。他细分析此题后，就会发现反应前固体混合物质量为26.5克，反应后固体残渣质量为16.9克，根据质量守恒定律，反应前后物质质量总和应当是相等的，那末，少掉的质量是谁呢？根据反应的化学方程式，我们就不难发现，两个混合物质量之差就是逸出的氧气的质量，即氧报导的质量=26.5克16.9克=9.6克，它是纯量，带入方程式即可求解。第三阶梯例111.2克某2价金属与足量的硫酸反应，放出氢气0.4克，由此金属的相对原子质量为（ ）A.28克 B.28 C.56克 D .56探索指南：解答本题时，一般要首先写出此反应的化学方程式，然后列出比例关系式来求解。但本题中所给的金属元素是未知的，所以，本题需要探索的问题是，如何根据韪中所给的已知信息来写出反应的化学方程式。这个关键的信息就是-化合价，根据化合价可以写出化学式。有了化学式，再经过简单的配平，不就有了化学方程式吗？标准答案：D解答说明：本题应选根据金属元素的化合价写出该金属与硫酸反应的化学方程式，然后根据方程式进行计算。解答过程如下：解：设金属为M，相对原子质量为x例2用13克锌与足量稀硫酸发生反应，可以生成多少克氢气？这些氢气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下，氢气的密度是0.09克/升）探索指南：本题属于化学方程式的最基本计算，考察的最基本的解题步骤、解题规范性的问题。解答此题时，主要注意以下两方面即可：第一，书写化学方程式必须完整、规范、正确；第二，解题格式必须规范，解题步骤必须完整。另外，本题中还要求把生成的氢气质量换算成体积数。根据化学方程式可以列出锌和氢气的关系量，再根据质量、体积与密度之间的换算关系，求算出氢气的体积数。标准答案：解：设反应后生成氢气的质量为x克 Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 65 13克 x 652=13克x x=0.4克 0.4克氢气在标准状况下的体积是： 0.4克0.09克/升=4.4升 答：反应后可以生成氢气0.4克，在标准状况下氢气的体积为4.4升。解答说明：本题中，已知量是13克锌，未知量是氢气。根据化学方程式可以求出金属锌和氢气的质量比，然后将13克已知量代入，列比例式计算即可。例3在2A + B2C的反应中，已知A的式量为24，C的式量为40，则B的式量为（ ） A、16克 B、32克 C、16 D32探索指南：化学方程式的涵义表明，通过式量可以知道各物质间的质量关系。标准答案：D解答说明：由化学方程式涵义得出： 2A + B 2C 224 240 =48 =80 这就是说，每48份质量的A完全反应后，可生成80份质量的C。再根据质量守恒定律，B物质的质量是：80份质量48份质量=32份质量。故此可知，A、B、C三种物质的质量比为