第四部分化学计算专题四化学计算中的常用解题技巧.doc

让更多的孩子得到更好的教育第四部分化学计算专题四化学计算中的常用解题技巧化学计算是将基本概念、基本理论、元素、化合物知识和化学实验等综合应用的一种基本技能,它涉及到化学和数学两种知识，而通过计算，又能进一步加深理解和巩固化学基础知识。应用解题的一些技巧，不但能使解题速度加快，还能提高解题的准确性。下面列举几种最常用的解题技巧。一、巧找关系1.关系量法在化学式计算中的运用。 依据：化学式表示的含义；化合物中各元素的质量比就是原子的相对原子质量总和的比。即化合物中各元素的质量比各元素的原子（微粒）个数该原子的相对原子质量的比。 例1X元素的一个原子的质量是mg，Y元素的相对原子质量为A，化合物XY2的相对分子质量是M，则WgXY2中含有Y原子的数目是 。 A.2W（M-2A）/Mm B.2WA/(M-2A) C.W(M-2A)/2Mm D.m(M-2A)/2MW 分析此题在化学式的计算中，综合了原子质量，相对原子的质量、元素质量、物质质量的计算，解此题的关键是找出其中的关系量： 设：Wg XY2中含有a个XY2分子，则Y原子的数目为2a个. 由题意，得关系量 a XY2 aX 2aY W am aM aM-2aA 2aA W /aM am/(aM-2aA) aW (M-2A) /Mm 所以Y原子的数目为2W (M-2A) / Mm。答案 A例2 有一不纯的硫酸铵样品的含氮质量分数为20%，则该样品含硫酸铵的纯度是多少？分析有关不纯物中某元素质量分数的计算，除了用公式法解决外，也可用关系量法解决。为了便于理解，我们假设该样品的质量为m，纯度为。根据化学式可得关系式： (NH4)2SO4 2N 132 28 m m 20%132/ 28/20% 94.3% 答：样品中硫酸铵的纯度为94.3%。小结：化学式实质上告知我们的是一个有关物质中各微粒的个数关系，从而由个数该微粒的相对质量得到各微粒间的质量比，列出比例式求解。无论是已知微粒个数求质量，还是已知质量求微粒个数，我们都可以根据化学式列出物质中各微粒的个数比这个关系量，采用以不变应万变的策略进行求解。2.关系量法在多步化学反应一步计算中的运用。这类计算根据多步化学反应方程式中有关物质量的关系，建立起已知量和未知量之间的关系式，然后进行计算。例3将13g锌粒投入足量的稀硫酸中，放出的氢气能跟多少克高锰酸钾完全分解时放出的氧气恰好完全反应？分析与本题有关的化学方程式有：Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2H2 + O2 点燃 2H2O如果按常规计算，该题应先根据锌的质量求出氢气的质量，再由氢气质量求出与其反应的氧气质量，最后根据高锰酸钾的分解反应求所需的高锰酸钾质量。该题中的化学方程式计算最少得三步，而氢气和氧气的质量都不是我们的最终目标，在此只是起到了一种桥梁的关系。 解：设需要KMnO4的质量为。 由反应：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2H2 + O2 点燃 2H2O得关系量： 2KMnO4O2 2H22Zn 316 130 13g 31665 130g 31.6g 答：略。小结：多步反应一步计算法中的关键：通过多步化学反应中的中间量（桥梁）建立起已知物和待求物间的关系量，再由关系量列出比例求解。二、巧用差量1.依据：质量守恒定律。MnO2 =2.常见类型：（1）2KClO3 = 2KCl + 3O2 CaCO3 CaO + CO2反应后固体质量减少，其差值为生成的气体的质量。（2）H2 + 金属氧化物 金属 + 水 CO + 金属氧化物 高温 金属 + CO2反应后固体质量减少，其差值（减少量）为金属氧化物失去的氧元素的质量。（3）C + 金属氧化物 高温 金属 + CO2反应后固体质量减少，其差值为生成CO2的质量。（4）金属 + 酸 盐 + H2 该反应中，金属的质量一定减少，溶液的质量一定增加，其中溶液质量的增加值等于参加反应的金属质量减去生成的氢气的质量。（5）金属 + 盐 新盐 + 新金属该反应，若金属的质量增加，则溶液的质量必减少。若金属的质量减少，则溶液的质量必增加。其差值等于参加反应的金属与生成的金属质量的质量差（大减小）。（6）不溶性碱 碱性氧化物 + H2O该反应中，固体的质量减少，其差值为生成的H2O的质量。例4将H2通入盛有8gCuO的试管中，加热一会儿后停止加热，继续通入H2到试管冷却，称得固体剩余物的质量为7g。求剩余物中Cu的质量为多少克？分析该反应试管中的固体质量减少，其减少量为参加反应的氧元素的质量。解：设剩余物中Cu的质量为。 H2 + CuO Cu + H2O m 64 16 8g7g1g 6416 1g 4g 答：略。例5 现将一根据质量为30g的洁净的铁丝插入一硫酸铜溶液中，作用一会儿后（假设析出的铜完全附在铁丝表面），取出铁丝，洗净，干燥后称得质量为30.4g，求有多少克铜附在铁片表面？分析该反应中溶解的铁（反应的铁）的质量比生成的铜的质量（附在铁丝上的铜）少，因而固体的质量增加，其差值为生成的铜与参加反应的铁的质量差。解：设铜附在铁片表面的质量为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu m 64 64568 30.4g30g0.4g 64 80.4g 3.2g 答：略。例6 NaCl和 Na2CO3的混合物15.6g与108.8g某溶质质量分数的盐酸恰好完全反应，蒸发反应后的溶液，得到干燥后的晶体16.7g，求原混合物中NaCl的质量？分析此反应中NaCl不参加反应，Na2CO3与HCl反应生成NaCl，其质量增加，增量为两者的差值。解：设原混合物NaCl的质量为。则Na2CO3的质量为（15.6）g Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 m 106 1171061115.6g- 16.7g15.6g1.1g10611 (15.6g-) 1.1g 5g 答：略。 小结：差量计算的依据还是质量守恒定律。解题的关键是要寻得造成反应前后质量改变的量的关系，列出关系量，简化计算过程，也简化了计算过程中的数据处理，从而提高解题的准确率和解题速度。三、巧作假设补充题中似乎不足的关键量，寻求解题突破口。（1）假设用具体物质代替题目中抽象或不定的物质。例7完全中和某一强酸溶液，需要一定质量的NaOH，如改用相同质量的KOH，反应后溶液的pH（ ）A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.无法确定分析题中给出的强酸为一种不定的酸，它可以是盐酸、硫酸、硝酸等等。这给解题带来了困难，因而我们给题中的不定物质作出假设，补充其中的不足量，简述解题过程。解：设强酸溶液为硫酸溶液，含H2SO4 98g。 H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O 98 80 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 98 112现只80gKOH与H2SO4反应，所以反应中H2SO4过量，溶液PH 7。答案：B（2）假设具体数据代替题目中未知数据。 设：“100” 法在解题中的活用例8在化合物X2Y和化合物YZ2中，Y的质量分数分别为40% 和50%。求化合物X2YZ3中Y的质量分数。分析设化合物X2Y的相对的分子质量为“100”，则Y的相对原子质量为40。X的相对的原子质量 （100-40）1/2 30 根据题意，得 Y/(Y+2Z)100% 50 % 40/（40+2Z） 50% Z20所以化合物X2YZ3中：Y% Y/X2YZ3100% 40/(302+40+203)100% 25%例9有质量分数为20%的NaCl溶液一瓶，倒出3/4后，加水至原来的质量，又倒出2/3。求最后剩下的溶液中溶质的质量分数。分析设20%的NaCl溶液一瓶的质量为“100”g，当倒出3/4后，加水到原来的质量时，其质量分数为：100g20%(1-3/4)/100g100% 5%又倒出2/3后，剩下的溶液中溶质的质量分数未变，即仍为5%。答：略。例10为制取氧气，实验室里取一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，二氧化锰在混合物中的含量为20%，加热反应一段时间后，二氧化锰在混合物中的含量为25%，求氯酸钾的分解率？ 分析设原混合物总质量为100g。则二氧化锰的质量为： 100g 20% 20g由题意可知：反应后残余固体质量为20g / 25% 80g由质量守恒定律可得：氧气的质量为100g 80 g 20g设参加反应的KClO3质量为。MnO2 2KClO3 =2KCl + 3O2 245 96 20g 245 : 96 : 20g 51g氯酸钾的分解率为：51g / 80g 100% 63.75% 答：略。小结：对于设“100”方法，同样可用于设“1”（设计算时简单的数），在无数据或数据不足的计算中，可以补充解题的条件，使计算过程简单、清晰。（3）假设特殊数据(常用相对分子质量)在无数据计算题中的应用。例11某学校的化学兴趣小组的同学在一次定量实验中发现了一个有趣的实验现象，实验室中有一份有趣的稀硫酸，无论实验时取用多少克，在与足量的氯化钡溶液反应后，所得的沉淀质量都与所取的稀硫酸的质量相等。你能根据他们的实验分析这份特殊稀硫酸的质量分数吗？分析本题是一道典型的无数据计算题，关键在于从题中寻求相关的数据关系，并创造数据（假设特殊数据）进行有效的计算。本题如果用相对分子质量作为假设数据，可以大大简化计算过程。解：设同学们在实验中所取的稀硫酸的质量为233g，则根据题意可得，生成的硫酸钡沉淀的质量也是233g。根据化学方程式：H2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2HCl 98 233可知，在233g的稀硫酸中含有98g硫酸。则该稀硫酸的质量分数为 98g/233g100% 42.1%答：略。 四、巧择守恒例12将3.8g二氧化碳和一氧化碳的混合气体，先通过足量的灼热的氧化铜充分反应，然后把生成的气体通入到足量的澄清的石灰水中，经过滤、干燥，得沉淀10g，求原混合气体中碳元素的质量分数。分析混合气体中的碳元素发生反应后全部变成碳酸钙沉淀中的碳元素，根据碳元素守恒即可列式求解。解：设碳酸钙沉淀中含有碳元素的质量为x。 CaCO3 C 100 12 10g x 100/10g = 12/x x = 1.2 g混合气体中碳元素的质量分数为：1.2g / 3.8 g100% = 31.6%答：略。五、十字交叉法（1）不同质量分数溶液混合或配制中两种溶液的质量比； 例13把200g30%的硫酸溶液稀释成20%的溶液，需加水多少克？分析可用十字交叉法解的题目都可用代数法解得，但十字交叉法较简便。 设需加水克30 (20 0) 200g 20 =0 (30 20) x x= 100g答：略。（2）已知混合物中某共同元素的质量分数，求混合物中两物质的质量比。例14由MgO和Fe2O3组成的混合物，测得其中氧元素的质量分数为38%，求混合物中，Fe2O3的质量分数。分析MgO和Fe2O3中氧元素的质量分数分别为： 16 / 40100% =40% 163 / 160 100% =30%根据十字交叉法： Fe2O3 30 (4038) 1 38 = MgO 40 (3830) 4 则Fe2O3的质量分数为： 1 /（1+4）100% =20% 答：略。4 中考攻略精练1. 含相等质量氧元素的CO2和SO2两种气体，碳元素与硫元素的质量比为 ( )A.11 B.34C.1116 D.382. 已知碳酸钙和另一物质组成的混合物含碳量大于12%，则另一物质可能是 ( )A.Na2CO3 B.KHCO3C.MgCO3 D.K2CO33. 将11.1 g不纯的CaCl2溶于水，加入足量的AgNO3溶液，结果产生28.9 g沉淀，则不纯的CaCl2中可能含有的杂质是 ( )A.ZnCl2 B.MgCl2C.KCl D.AlCl34. 某CO和CO2的混合气体中，含氧64%，将该混合气体10g通过足量灼热氧化铜，使其充分反应，再将反应后的气体通入到足量的石灰水中，所得沉淀最接近的数据是 （ ）A .10gB. 20gC .30gD. 22.7g5. 将铁、镁、铝三种金属分别放入稀盐酸中，充分反应后，放出的气体质量相同，其原因可能是 ( ) A.放入铁、镁、铝的质量相同，跟足量的盐酸反应B.放入铁、镁、铝的质量比是28129，跟足量的盐酸反应C.放入铁、镁、铝的质量比是562427，跟足量的盐酸反应D.放入铁、镁、铝均为过量，跟三种金属反应的盐酸的质量相同，质量分数也相同6. 某氯化钙样品中可能混有氯化铁、氯化镁、 氯化钠和碳酸钠中的某些物质。取该样品11.1g溶于适量水中，得到澄清的无色溶液；然后向其中加入足量的硝酸银溶液，得到29.7g白色沉淀，则该样品组分的下列推断中，正确的是A.既无氯化铁，也无碳酸钠 ( )B.只有氯化镁，没有氯化钠C.肯定有氯化镁，可能有氯化钠 D.肯定有氯化镁，也有氯化钠7. 将10g质量分数为20的苛性钠溶液与20g质量分数为10的硫酸溶液混合后，下列物质中不能与该混合后的溶液发生反应的是 A.CuCl2 B.Ba(NO3)2 （ ）C.CO2 D.Na2CO38. 将Al粉和Al(OH)3的混合物在空气中充分灼烧后，将反应后的产物冷却称重，发现其固体质量在反应前后没有变化，求混合物中Al粉的质量分数是多少？ 9. 把一定质量的镁、氧化镁、氢氧化镁和碳酸镁的混合物放入盛有200g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸的烧杯中，一段时间后恰好都完全反应。反应后称得烧杯中剩余物质的质量为230g。求反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？10.常温下，将KCl和K2CO3的混合物18.9g溶于149g水中，向其中加入36.5g稀盐酸，恰好完全反应，得到200g不饱和溶液.求反应后所得溶液中溶质的质量分数.专题四 化学计算中的常用解题技巧1234