人教版高中化学必修1：化学计算常用方法

1、方法一电解质溶液的计算法宝 电荷守恒法涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如 Al 2(SO4) 3、NH 4NO3 混合溶液的电荷守恒为3c(Al32)c(NH 4 ) c(H )2c(SO4)c(NO 3 ) c(OH )。注意一般情况下，列电荷守恒等式时不能忽略H、OH ，但在计算时，酸性溶液中常可忽略 OH ，碱性溶液中常可忽略H 。针对训练1 (2016 ·河南安阳一中月考)在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al 3 的物质的量浓度为0.2mol ·L1 ， SO42为

2、 0.4 mol ·L1，溶液中 Na 的物质的量浓度为 ()11A 0.1 mol L·B 0.2 mol L·11C0.3 mol L·D 0.4 mol L·答案B解析在任何一个溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，则有3c(Al3) c(Na2)，解得 c(Na 1) 2c(SO4) 0.2 mol L· 。2某硫酸铝和硫酸镁的混合液中，c(Mg 2) 2 mol L·1，c(SO42) 6.5 mol L·1，若将 200 mL的此混合液中的Mg 2 和 Al 3 分离，至少应加入 1

3、.6 mol ·L1 的氢氧化钠溶液 ()A0.5 LB 1.625 LC1.8 LD2 L答案D解析根据电荷守恒得：2c(Mg 2 ) 3c(Al 3) 2c(SO24) ， 11c(Al3 )2×6.5 mol L· 2× 2 mol L·3 1 3 mol L· ，加入氢氧化钠溶液使Mg 2、 Al 3分离，此时NaOH 转化为 Na2 SO4 和 NaAlO 2，由电荷守恒1 / 6得：2 n AlOV(NaOH) 2n SO42c NaOH 1×0.2 L 3 mol ·L1×0.2 L2

4、15; 6.5 mol L·11.6 mol L·2 L。方法二化学方程式计算中的巧思妙解 差量法化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为(1)准确写出有关反应的化学方程式；(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比；(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。针对训练3将 12 g CO 和 CO2 的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为原混合气体中CO 的质量分数。答案原混合气体中CO

5、 的质量分数为87.5%。解析设原混合气体中CO 的质量分数为x。该18 g，求CuO CO=Cu CO2气体质量增加(差量 )284444 28 1612x g18 g 12 g 6 g2812x g解得 x 0.875。166 g4为了检验某含有NaHCO 3 杂质的 Na2CO3 样品的纯度，现将w 1 g 样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数 )是 ()84w 253w 184 w 1 w2A.31w 1B.31w173w 2 42w 1D.115w 2 84w1C.31w 131w1答案A解析由题意知 (w 1 w2)g 应为 NaHCO 3 分解生成的 CO2 和

6、 H 2O 的质量，设样品中 NaHCO 3质量为 x g，由此可到如下关系：2 / 62NaHCO 3=Na2CO3 CO2 H 2O2× 8462xw 1w 284 w1 w2则 x31，m Na 2CO3w1 x84w2 53w1故样品纯度为m 样品 w 131w1。5 16 mL 由 NO 与 NH 3 组成的混合气体在催化剂作用下于400左右可发生反应： 6NO 4NH 35N 2 6H 2O(g) ，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL ，则原混合气体中NO 与 NH 3 的物质的量之比有四种情况：53 3 2 4 3 9 7。其中正确的是 ()A B CD

7、答案 C解析根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。6NO 4NH 35N 2 6H2O(g)V(气体的体积差 )6 mL4 mL5 mL 6 mL(5 6) (4 6) 1(mL)( 理论差量 )9 mL 6 mL17.5 16 1.5(mL)( 实际差量 )由此可知共消耗15 mL 气体，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是NO ，则 V(NO) V(NH 3) (9 mL 1 mL) 6 mL 53，假设剩余的气体全部是NH 3，则 V(NO) V(NH 3) 9 mL (6 mL 1 mL) 97，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO、NH 3 的混合气体，故 V(

8、NO) V(NH 3)介于 53 与 97 之间，对照所给的数据知32 与 43 在此区间内。方法三解答连续反应类型计算题的捷径 关系式法关系式是物质间关系的一种简化式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：1 叠加法 (如利用木炭、水蒸气制取氨气)3 / 6高温C H2O g =COH 2高温?COH 2O g =CO2 H 2高温C 2H 2O g =CO 22H 2高温、高压?N 2 3H2催化剂2NH 3由木炭、水蒸气制取NH 3 的关系为3C 4NH 3。2 元素守恒法催化剂4NH 3 5O2=4NO 6H 2O2NO O2=2NO 23NO 2 H2O=2HNO

9、3 NO经多次氧化和吸收，由N 元素守恒知： NH 3 HNO 3。3 电子转移守恒法2失去 8e得4eNH 3HNO 3， O2 2O由得失电子总数相等知， NH 3 经氧化等一系列过程生成HNO 3，NH 3 和 O2 的关系为 NH 3 2O2。针对训练6铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原，只产生4 480 mL 的 NO2 气体和 336mL 的 N 2O4 气体 (都已折算到标准状况 )，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 ()A 9.02 gB 8.51 gC8.26 gD 7.04 g答案B解析最后沉淀为 Cu(OH) 2 和 M

10、g(OH)2 ，Cu 和 Mg 共 4.6 g，关键是求增加的n(OH )，n(OH4 480336 )等于金属单质所失电子的物质的量，即n(OH ) 22 400× 1 mol 22 400× 2 mol 0.23mol ，故沉淀的质量为4.6 g 0.23× 17 g8.51 g。7黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g 样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2 气体与足量 Fe2(SO4)3 溶液完全反应后，用浓度为0.020 00 mol·L 1的 K 2Cr2O7 标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7 标准

11、溶液 25.00 mL 。已知： SO22Fe3 2H 2O=SO24 2Fe2 4H Cr2O27 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe3 7H 2O(1)样品中 FeS2 的质量分数是(假设杂质不参加反应)_(保留 1 位小数 )。(2)煅烧 10 t 上述黄铁矿，理论上产生SO2 的体积 (标准状况 )为 _L ，制得 98%的硫酸质量为 _t 。4 / 6答案(1)90.0%(2)3.36× 10615高温解析(1) 据方程式： 4FeS2 11O2=2Fe2O38SO2SO2 2Fe3 2H2 O=SO24 2Fe2 4H Cr2O27 6Fe2 14H=2Cr 3 6Fe

12、3 7H 2O得关系式：Cr O2 6Fe2 3SO 3FeS27222132 1m FeS20.020 00 mol L ·×0.025 00 L120 g mol· 1m(FeS2) 0.090 00 g样品中 FeS2 的质量分数为90.0%。高温(2)4FeS2 11O2=2Fe2O3 8SO24 mol8 mol10×106× 0.9120moln(SO2)n(SO2 ) 1.5× 105 molV(SO2) 3.36 × 106 L由 SO2 SO3H 2SO41 mol98 g1.5× 105 mol

13、m(H2SO4)× 98%得 m(H 2SO4)1.5× 107 g15 t。方法四混合物类计算的“ 简化高手 ” 平均值法1 依据若 XA XB，则 XA X XB ， X 代表平均相对原子(分子 )质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。2 应用已知 X 可以确定XA、 XB 的范围；若已知XA 、XB 可以确定X 的范围。解题的关键是要通过平均值确定范围，很多问题的平均值需根据条件先确定下来再作出判断。5 / 6实际上，它是极值法的延伸。针对训练8两种金属混合物共15 g，投入足量的盐酸中，充分反应后得到11.2 L H 2( 标准状况 )，则原混合物的组

14、成肯定不可能为()A Mg 和 AgB Zn和 CuCAl 和 ZnD Al和 Cu答案B解析本题可用平均摩尔电子质量( 即提供 1 mol 电子所需金属的质量 )法求解。反应中 H 被还原生成 H2，由题意可知15 g 金属混合物可提供1 mol e，其平均摩尔电子质量为 15 g mol·1。选项中金属 Mg 、 Zn、 Al 的摩尔电子质量分别为12 g mol·1 11，、 32.5 g mol· 、 9 g mol·其中不能与盐酸反应的Ag 和 Cu 的摩尔电子质量可看做无穷大。根据数学上的平均值原理可知，原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15 gmol· 1 ，另一种金属的摩尔电子质量小于15 g mol· 1。由此可判断出原混合物肯定不可能是Zn 和 Cu。9把含有某一种氯化物杂质的MgCl 2 粉末 95 g 溶于水后，与足量AgN