中学化学计算基本方法.ppt

中学化学计算基本方法 l物质的量关系 l守恒法的应用 l差量的应用 l讨论法的应用 l依对应量列式 l物质的量关系 l【例1】加热分解5 g固体化合物得到A气 体0.7L（标准状况）和4 g残渣，A的相 对分子质量为。 l【解】相对分子质量数值上等于其摩尔 质量 ln(A)=0.7L/22.4molL-1 lM(A)=1/ n(A)=32g/mol l【例2】取1.5mol/L的硫酸11.5mL，投入 0.4 g镁条，再滴入1mol/L NaOH溶液将 溶液中的Mg2+全部沉淀下来，NaOH溶液的 用量至少为mL。 l本题涉及到的反应一定有： lMg+H2SO4=MgSO4+H2 lMgSO4+2NaOH=Mg(OH)2+Na2SO4 l可能有: lH2SO4 2NaOHNa2SO42H2O ln(H2SO4)= l1.5mol/L 11.5mL10-3L/mL2 l=0.0345mol l守恒法的应用 l【例3】Na2S2O3与Na2S的混合物3.14 g溶 于足量盐酸中，计算最多可产生单质硫 多少克？ l【解】所谓最多就是3.14 g混合物中的S 全部沉淀，等价于S2O32-与S2-在酸性条件 下直接反应且二者均不过量 lS2O32- +2S2- +4H+=3S+3H2O l推得S2O32-和S2-的物质的量之比为1：2. 容易计算出最多可生成S 1.28 g. l【例4】在10mL的试管中充有NO2和O2的混 合气体。将试管口插入水中，结果试管 内气体剩余1mL。计算混合气体中NO2的体 积。 l本题涉及到的化学反应方程式为 l3NO2+H2O=2HNO3+NO l2NO+O2=2NO2 l直接推得物质的量关系： l4NO2+O2+2H2O=4HNO3 l（1）若剩余气体为1mLO2 l其余的9mL NO2、O2气体按4：1的比例分 配 lV（NO2）=9mL4/5=7.2mL l（2）若剩余气体为1mLNO l根据3NO2+H2O=2HNO3+NO可知，原NO2相对 于O2过量3mL l(a-3):(10-a)=4:1 la=8.6mL l【例5】用含铁28%的黄铁矿（主要成分 为FeS2，杂质不含S）800t，若在制取硫 酸的三个流程中共损失硫元素7%，计算 能制得98%的浓硫酸多少吨。 l物质的量关系有以下几种： lFeS2 2H2SO4 lS H2SO4 lFe FeS2 2H2SO4 l列式为： l56：298=80028%（1-7%）：x98% l【例6】某硫酸溶液40mL，向其中加入 1.60 gFe2O3,全部溶解，再向其中加入 5.00g铁粉，溶液变成浅绿色。反应停止 后还剩余3.32 g铁粉，求此硫酸的物质 的量浓度。 l本题涉及三个反应式： lFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O lFe+ Fe2(SO4)3 =3FeSO4 lFe+H2SO4=FeSO4+H2 lc(H2SO4)=(1.6/1602+（5.00-3.32)/56 ）/0.04=1.25 mol/L l【例7】将0.8molCO2通入到1L 1mol/L的 NaOH溶液中，充分反应后，溶液中HCO3- 和CO32-的物质的量浓度之比为多少？ l【解】按元素物质的量守恒配平下式： l0.8CO2 NaOH l xNaHCO3+yNa2CO3+(1-x)/2H2O l则有：x+y=0.8 x+2y=1 lx= 0.6 y=0.2 l【例8】将两个铂电极插入500mLCuSO4溶 液中进行电解，通电一段时间后，某一 电极增重0.064 g（设电解时该电极无氢 气放出，且不考虑水解和溶液体积变化 。此时溶液中氢离子浓度为多少？ l电极反应： l阴极：2Cu2+4e-=2Cu l阳极：4OH- -4e-=2H2O+O2 ln(H+)=0.064g/64g/mol=0.002mol lc(H+)=0.002mol/0.5L=0.004mol/L l【例9】在三个密闭容器内分别装有： （A）Na2O2和NaHCO3（B） Na2O2和NH4HCO3 （C） Na2O2和Ca(HCO3)2，其中每种物质均 为1mol。将它们加热至300，经充分反 应后排出气体。写出各容器内残留的固 体物质名称及其物质的量。 l反应式：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 l2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 +O2 l2 H2O+ 2Na2O2 =4NaOH+ O2 lNa2CO3和NaOH各1mol l【例10】将铁和氧化铁的混合物共54.4 g，投入到400mL某浓度的稀硫酸中，固 体恰好完全溶解。充分反应后收集到 4.48L标准状况下的氢气4.48L，向剩余 溶液中滴入KSCN溶液，不显红色。 l求：（1）原混合物中铁和氧化铁的质量 ； l （2）稀硫酸的物质的量浓度。 l设铁的物质的量为x mol，氧化铁为y mol l56x+160y=54.4 l2x=2y1+4.48/22.42 lx=0.4 y=0.2 lm(Fe)=0.456=24.4 g lm(Fe2O3)=0.2160=32.0 g l(2)反应后的溶液为FeSO4 l设原来硫酸的物质的量为z lz=0.40.22=0.8 mol lc(H2SO4)=0.8/(40010-3)=2.0 mol/L 差量法的应用 l【例11】接触法制硫酸，煅烧FeS2制取的 气体中含N278%，O211%，SO27%，CO24%。 混合气体进入接触室反应后，气体体积 变为原来的96.7%（体积均在相同条件下 测得，温度在50以上）。 l求（1）SO2的转化率。 l （2）反应后O2占总体积的百分数。 l若原来为100体积，反应后为96.7体积， 则3.3就是所谓的“差量” l2SO2+O2=2SO3 =1 lx y 3.3 l2: x=1:y=1:3.3 lx=6.6 y=3.3 l（1）6.6/7100%94.3 l（2）(11-3.3)/96.7100%=7.96% l避开了对SO3产量的计算 l【例12】在密闭容器中放入(NH4)2CO3和 NaOH两种固体共a g，将容器加热至 200，经充分反应后排除其中的气体， 冷却，称得剩余的固体质量为b g。问原 容器中(NH4)2CO3和NaOH各多少克？ l(NH4)2CO3 +2NaOH= Na2CO3 +2NH3+2H2O =70 lx a-x a-b l(1)若反应后NaOH过量，则以(NH4)2CO3为已知列式 l96:x = 70:(a-b) l(2)若反应后(NH4)2CO3过量，则b g物质均为Na2CO3 l（a-x）：40=b/1062 l【例13】向含Al3+ a mol的氯化铝溶液中 滴入含OH- b mol的氢氧化钠溶液，讨论 生成氢氧化铝沉淀的物质的量。 lAl3+3OH-=Al(OH)3 lAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O lAl3+ +4OH-=2AlO2-+2H2O l(1)当a:b1:3时，n=b/3 l(2)当a:b1：3时，n=4a-b l注意，n不可能为负值 讨论法的应用 l【例14】写出H2S燃烧反应的化学方程式 。1.0L H2S气体和a L空气混合后点燃， 若反应前后气体的温度和压强都相同（ 20，101.3kPa），讨论当a的取值范围 不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a 的表达式表示。假定空气中氮气和氧气 的体积比为4：1,其它成分可忽略不计） 。 l有关反应式为： l2H2S+O2=2S+2H2O =3 l1.0 0.5 l2H2S+3O2=SO2+2H2O =3 l1.0 1.5 l讨论（1）当a20%0.5，即a2.5时 ，只发生式，设反应后造成的体积差 为x L,则应以O2为已知求算。 lO2 =3 la20% x x=3a/5(L) V总=(1+2a/5)L l（2）当a20%1.5即a7.5时，只发 生式，因O2过量，体积差x应以H2S的量 为已知计算 l2H2S=3 l2 3 l1 x=1.5(L)V总=1+a-1.5=(a-0.5)L l（3）当2.5a7.5时，同时发生和 式，且H2S无剩余，但因两反应均有： l2H2S=3 所以计算结果同（2） l综合（2）（3）当a2.5时， lV总= (a-0.5)L (u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A- w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A- x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A- x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8H5D2A- x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4Dw&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z- w&t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z- w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A- w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)wpXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A- x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z- w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&WlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z- w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$