化学计算中常用的一些技巧及高考计算题型突破

精品文档 1欢迎下载 NO 1NO 1计算题常用的一些巧解和方法计算题常用的一些巧解和方法 在每年的化学高考试题中 计算题的分值大约要占到 15 左右 从每年的 高考试卷抽样分析报告中经常会说计算题的得分率不是太高 大家在心理上对 计算题不太重视 使得每次考试都会有不少考生在计算方面失分太多 高一化 学中计算类型比较多 其中有些计算经常考查 如能用好方法 掌握技巧 一 定能达到节约时间 提高计算的正确率 下面就谈一谈解答计算的一些巧解和 方法 一 差量法一 差量法 差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式 找出所谓 理论 差量 这个差量可以是质量差 气态物质的体积差或物质的量之差等 该法适用于解答 混合物间的反应 且反应前后存在上述差量的反应体系 例例 1 1 将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 21 0g 加热至质量不再变化时 称得固体质量为 12 5g 求混合物中碳酸钠的质量分数 解析解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致 固体质量差 21 0g 14 8g 6 2g 也就是生成的 CO2和 H2O 的质量 混合物中 m NaHCO3 168 6 2g 62 16 8g m Na2CO3 21 0g 16 8g 4 2g 所以混合物中碳酸钠的质量分数为 20 二 二 守恒法守恒法 化学反应的实质是原子间重新组合 依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒 现象 如 质量守恒 原子守恒 元素守恒 电荷守恒 电子得失守恒等 利用这些守恒 关系解题的方法叫做守恒法 质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变 在配制 或稀释溶液的过程中 溶质的质量不变 原子守恒即反应前后主要元素的原子的个数不变 物质的量保持不变 元素守恒即反应前后各元素种类不变 各元素原子个数不变 其物质 的量 质量也不变 电荷守恒即对任一电中性的体系 如化合物 混和物 溶液 胶体等 电荷的代数和为零 即正电荷总数和负电荷总数相等 电子得失守恒是指在发生氧化 还原 反应时 氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数 无论是自发进行的氧化 还原 反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此 1 原子守恒 例例 2 2 有 0 4g 铁的氧化物 用足量的 CO 在高温下将其还原 把生成的全部 CO2通入 到足量的澄清的石灰水中得到 0 75g 固体沉淀物 这种铁的氧化物的化学式为 A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Fe4O5 解析解析 由题意得知 铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物 CaCO3中 且 n O n CaCO3 0 0075mol m O 0 0075mol 16g mol 0 12g m Fe 0 4g 精品文档 2欢迎下载 0 12g 0 28g n Fe 0 005mol n Fe n O 2 3 选 B 2 元素守恒 例例 3 3 将几种铁的氧化物的混合物加入 100mL 7mol L 1的盐酸中 氧化物恰好完全 溶解 在所得的溶液中通入 0 56L 标况 氯气时 恰好使溶液中的 Fe2 完全转化为 Fe3 则该混合物中铁元素的质量分数为 A 72 4 B 71 4 C 79 0 D 63 6 解析解析 铁的氧化物中含 Fe 和 O 两种元素 由题意 反应后 HCl 中的 H 全在水中 O 元素全部转化为水中的 O 由关系式 2HCl H2O O 得 n O m O 0 35mol 16g mol 1 5 6 g molmolHCln35 0 7 0 2 1 2 1 而铁最终全部转化为 FeCl3 n Cl 0 56L 22 4L mol 2 0 7mol 0 75mol n Fe m Fe molmolCln25 0 75 0 3 1 3 1 0 25mol 56g mol 1 14 g 则 选 B 4 71 100 6 514 14 gg g Fe 3 电荷守恒法 例例 4 4 将 8g Fe2O3投入 150mL 某浓度的稀硫酸中 再投入 7g 铁粉收集到 1 68L H2 标 准状况 同时 Fe 和 Fe2O3均无剩余 为了中和过量的硫酸 且使溶液中铁元素完全沉淀 共消耗 4mol L 的 NaOH 溶液 150mL 则原硫酸的物质的量浓度为 A 1 5mol L B 0 5mol L C 2mol L D 1 2mol L 解析解析 粗看题目 这是一利用关系式进行多步计算的题目 操作起来相当繁琐 但如 能仔细阅读题目 挖掘出隐蔽条件 不难发现 反应后只有 Na2SO4存在于溶液中 且反应 过程中 SO42 并无损耗 根据电中性原则 n SO42 n Na 则原硫酸的浓度为 2 1 2mol L 故选 C 4 得失电子守恒法 例例 5 5 某稀硝酸溶液中 加入 5 6g 铁粉充分反应后 铁粉全部溶解 生成 NO 溶液质 量增加 3 2g 所得溶液中 Fe2 和 Fe3 物质的量之比为 A 4 1 B 2 1 C 1 1 D 3 2 解析解析 设 Fe2 为 xmol Fe3 为 ymol 则 x y 0 1 Fe 元素守恒 56 6 5 2x 3y 得失电子守恒 3 30 2 36 5 得 x 0 06mol y 0 04mol 则 x y 3 2 故选 D 三 三 关系式法关系式法 精品文档 3欢迎下载 实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时 往往涉及到多步反应 从原料到产 品可能要经过若干步反应 测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程 对于多步反 应体系 依据若干化学反应方程式 找出起始物质与最终物质的量的关系 并据此列比例 式进行计算求解方法 称为 关系式 法 利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤 避免计算错误 并能迅速准确地获得结果 用关系式解题的关键是建立关系式 建立关系 式的方法主要有 1 利用微粒守恒关系建立关系式 2 利用方程式中的化学计量数间的 关系建立关系式 3 利用方程式的加合建立关系式 例例 6 6 工业上制硫酸的主要反应如下 4FeS2 11O2 高温 2Fe2O3 8SO2 2SO2 O2 催化剂 2SO3 SO3 H2O H2SO4 煅烧 2 5t 含 85 FeS2的黄铁矿石 杂质不参加反应 时 FeS2中的 S 有 5 0 损失 而混入炉渣 计算可制得 98 硫酸的质量 解析解析 根据化学方程式 可以找出下列关系 FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 本题从 FeS2制 H2SO4 是同种元素转化的多步反应 即理论上 FeS2中的 S 全部转变成 H2SO4中的 S 得关系式 FeS2 2H2SO4 过程中的损耗认作第一步反应中的损耗 得可制得 98 硫酸的 质量是 3 36 98120 0 51 855 2298 t t 四 方程式叠加法四 方程式叠加法 许多化学反应能发生连续 一般认为完全反应 这一类计算 如果逐步计算比较繁 如果将多步反应进行合并为一个综合方程式 这样的计算就变为简单 如果是多种物质与 同一物质的完全反应 若确定这些物质的物质的量之比 也可以按物质的量之比作为计量 数之比建立综合方程式 可以使这类计算变为简单 例例 7 7 将 2 1g 由 CO 和 H2 组成的混合气体 在足量的 O2 充分燃烧后 立即通入足量的 Na2O2 固体中 固体的质量增加w w w k s 5 u c o m A 2 1g B 3 6g C 4 2g D 7 2g 解析解析 CO 和 H2都有两步反应方程式 量也没有确定 因此逐步计算比较繁 Na2O2足 量 两种气体完全反应 所以将每一种气体的两步反应合并可得 H2 Na2O2 2NaOH CO Na2O2 Na2CO3 可以看出最初的气体完全转移到最后的固体中 固体质量当然增加 2 1g 选 此题由于 CO 和 H2的量没有确定 两个合并反应不能再合并 五 等量代换法五 等量代换法 在混合物中有一类计算 最后所得固体或溶液与原混合物的质量相等 这类试题的特 点是没有数据 思考中我们要用 此物 的质量替换 彼物 的质量 通过化学式或化学 反应方程式计量数之间的关系建立等式 求出结果 例例 8 8 有一块 Al Fe 合金 溶于足量的盐酸中 再用过量的 NaOH 溶液处理 将产生的 沉淀过滤 洗涤 干燥 灼烧完全变成红色粉末后 经称量 红色粉末的质量恰好与合金 精品文档 4欢迎下载 的质量相等 则合金中铝的质量分数为 A 70 B 30 C 47 6 D 52 4 解析解析 变化主要过程为 由题意得 Fe2O3与合金的质量相等 而铁全部转化为 Fe2O3 故合金中 Al 的质量即为 Fe2O3中氧元素的质量 则可得合金中铝的质量分数即为 Fe2O3中氧的质量分数 O 100 30 选 B 163562 163 六 摩尔电子质量法摩尔电子质量法 在选择计算题中经常有金属单质的混合物参与反应 金属混合物的质量没有确定 又 由于价态不同 发生反应时转移电子的比例不同 讨论起来极其麻烦 此时引进新概念 摩尔电子质量 计算就极为简便 其方法是规定 每失去 1mol 电子所需金属的质量称为 摩尔电子质量 可以看出金属的摩尔电子质量等于其相对原子质量除以此时显示的价态 如 Na K 等一价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量 Mg Ca Fe Cu 等二 价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以 2 Al Fe 等三价金属的摩尔电 子质量在数值上等于其相对原子质量除以 3 例例 9 9 由两种金属组成的合金 10g 投入足量的稀硫酸中 反应完全后得到氢气 11 2L 标准状况下 此合金可能是 A 镁铝合金 B 镁铁合金 C 铝铁合金 D 镁锌合金 解析解析 由题意 生成 0 5mol H2 金属失去的电子即为 1mol 即合金的平均摩尔电子质 量为 10g mol 镁 铝 铁 锌的摩尔电子质量分别为 12 9 28 32 5 单位 g mol 由平均值可知 混合物中一种金属的摩尔电子质量小于 10g mol 另一种大于 10g mol 故 选 A C 七 极值法七 极值法 极值法 即 极端假设法 是用数学方法解决化学问题的常用方法 一般解答有 关混合物计算时采用 可分别假设原混合物是某一纯净物 进行计算 确定最大值 最小 值 再进行分析 讨论 得出结论 例例 1010 将一定质量的 Mg Zn Al 混合物与足量稀 H2SO4反应 生成 H2 2 8 L 标准状 况 原混合物的质量可能是 A 2g B 4g C 8g D 10g 解析解析 本题给出的数据不足 故不能求出每一种金属的质量 只能确定取值范围 三 种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌 质量最小的为铝 故假设金属全部为锌可求的 322 2 2 3 OFeOHFe NaAlO FeCl AlCl Fe Al NaOHHCl 灼烧 过量 精品文档 5欢迎下载 金属质量为 8 125g 假设金属全部为铝可求的金属质量为 2 25g 金属实际质量应在 2 25g 8 125g 之间 故答案为 B C 八 优先原则八 优先原则 关于一种物质与多种物质发生化学反应的计算 首先要确定反应的先后顺序 如没有 特殊要求 一般认为后反应的物质在先反应物质完全反应后再发生反应 计算时要根据反 应顺序逐步分析 才能得到正确答案 例例 1111 在含有 Cu NO3 2 Fe NO3 3和 AgNO3各 0 1mol 的混合溶液中加入铁粉 经反应 未见气体放出 当析出 3 2g 铜时 溶解的铁粉的质量是 A 5 6g B 2 8g C 14g D 8 4g 解析解析 氧化性的强弱为 Cu2 Fe3 1 通 Lmol B V BC BL molL VL LCmolBL D 2 112 4 4 22 或 精品文档 12欢迎下载 800 O2 入合成炉 不考虑各阶段的物料损耗 则该厂每天生产 36 5 的盐酸 mt 则 m t 解析 此题为以具体工业生产为背景的关系式法计算题 1 略 2 26 8 3 2 0t 4 7 已知 Cl 与 Ag 每次新生成的 AgCl 中又有 10 见光分解成单质和 Cl2 Cl2又可 在水溶液中歧化成 HClO3和 HCl 而这样形成的 Cl 又与剩余的 Ag 作用生成沉淀 这样循 环往复 直到最终 现有含 1 1molNaCl 的溶液 向其中加入足量 AgNO3 求最终能生成 多少克难溶物 Ag 和 AgCl 若最后溶液体积为 1L 求 C H 为多少 解析 此题为运用数列知识解决化学问题的试题 发生反应为 Ag Cl AgCl 2AgCl 2Ag Cl2 3Cl2 3H2O HClO3 5HCl 由题意可知 n AgCl n Ag 9 1 由 2AgCl Cl2 1 3HClO 可知 1molAgCl 可转化为 HClO31 6mol 因此 n AgCl n Ag n HClO3 9 1 1 6 54 6 1 总反应方程式为 60Ag 55Cl 3H2O 54AgCl 6Ag ClO3 6H 从而求出 m 难溶物 167 94g C H 0 12mol L 8 04 年上海高考题 黄铜矿 主要成分 CuFeS2 是提取铜的主要原料 1 取 12 5g 黄铜矿样品 经测定含 3 60g 硫 杂质不含硫 矿样中 CuFeS2含量为 2 已知 2CuFeS2 4O2 Cu2S 3SO2 2FeO 炉渣 产物 Cu2S 在 1200 高温下继续 反应 2Cu2S 3O2 2Cu2O 2SO2 2Cu2O Cu2S SO2 6Cu 假定各步反应都完全 完成下列计算 由 6molCuFeS2生成 6molCu 求消耗 O2的物质的量 6molCuFeS2和 14 25molO2反应 理论上可得到多少摩尔铜 6molCuFeS2和 15 75molO2反应 理论上可得到多少摩尔铜 解析 此题第 1 小题为化学式的基本计算 第 2 小题是多步反应关系式法和过量 问题相结合的计算题 1 82 8 2 CuFeS2 Cu FeO 2SO2 n O2 1 2 2 6mol 15mol O2不足量 Cu2S O2 2Cu SO2 n Cu 6mol 2 15 14 25 mol 4 5mol O2过量 2Cu2S 3O2 2Cu2O 2SO2 n Cu 6mol 1 15 75 15 3 2 3mol 9 Na2S2O3 5H2O 俗称海波 是照相业常用的一种定影剂 常采用下法制备 将亚硫 酸钠溶液与硫粉混合共热 生成硫代硫酸钠 Na2SO3 S Na2S203 滤去硫粉 再将滤液浓缩 冷却 即有 Na2S2O3 5H2O 晶体析出 该法制得的晶体中常混有少量 Na2SO3和 Na2SO4的杂 质 为测定一种海波晶体样品的成分 某同学称取三份质量不同的该样品 分别加入相同 浓度的 H2SO4溶液 20mL 充分反应后滤出硫 并将滤液微热 假定生成的 SO2全部逸出 t b an 5 58 100 精品文档 13欢迎下载 测得有关实验数据如下 标准状况 第一份第二份第三份 样品的质量 g12 6018 9028 00 二氧化硫的体积 L1 121 682 24 硫的质量 g1 281 922 56 1 样品与硫酸可能发生反应的离子方程式为 2 根据上表数据分析 该样品 填选项字母 A 只含有 Na2S203 B 含有 Na2S203和 Na2S03 C 含有 Na2S203 Na2S03 和 Na2S04三种成分 3 试计算 该样品中各成分的物质的量之比 4 所加硫酸溶液的物质的量浓度为 5 若将 63g 该样品与一定量的该硫酸溶液微热 欲计算生成 SO2的体