化学计算,关系式法

化学计算,关系式法

关系式法是一种用于化学计算的方法，它利用量与量之间的正比关系来建立关系式，从而进行计算。这种方法常用于多个化学式或多步反应的计算中，可以将复杂的计算化繁为简，减少误差。建立关系式的方法有多种，可以通过化学式、反应方程式、化学基本概念、溶解度、溶质质量分数等多个方面进行。一、根据等量关系建立关系式可以通过不同物质中所含同种元素质量相等或不同种物质的质量、体积、密度或物质的量相等来建立关系式。例如，若不同物质中某元素的质量相等，则该元素的原子个数必然相等。根据这个原理，可以建立关系式。举例来说，对于问题1，已知264kg硫铵与316kg碳铵所含氮元素的质量相当，可以建立关系式：264/（2×14）=316/（2×12）。其中，2×14和2×12分别是硫铵和碳铵中氮元素的摩尔数。对于问题2，已知相同条件下，相同质量的二氧化硫气体与三氧化硫气体中氧元素质量比是5/6，氧原子个数比是5/4。可以建立关系式：（32/64）÷（80/192）=5/6，（32/64）÷（80/192）=5/4。其中，32和80分别是二氧化硫和三氧化硫中氧的质量，64和192分别是它们的摩尔数。二、根据化学反应实质建立关系式可以根据不同活泼金属失电子数相等或并列多步反应找元素对应关系式来建立关系式。例如，对于问题3，已知铁、镁、铝三种金属分别与足量的稀盐酸反应生成等质量的氢气时，参加反应的铁、镁、铝的质量比为12:28:9。可以建立关系式：1/56×（56/56）：1/24×（56/56）：1/27×（56/56）=12:28:9。其中，1/56、1/24和1/27分别是铁、镁和铝的摩尔数。对于问题4，已知铁铝合金溶于足量盐酸中，再用足量KOH溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧，使之完全变成红色粉末，经称量发现该红色粉末和原合金质量恰好相等。可以通过多步反应找到关系式：FeAl+3HCl→FeCl3+AlCl3+H2，2AlCl3+6KOH→Al2O3+6KCl+3H2O。由此可以得到FeAl中铝的质量分数为52.4%。最后，对于问题5，已知一定量的铁粉和9g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9g水。可以通过化学反应实质找到关系式：Fe+S→FeS，FeS+2HCl→FeCl2+H2S，H2S+3O2→H2O+SO2。由此可以得到加入的铁粉质量为28g。6.一固体混合物由Ca(OH)2、CaCO3、CaO、CaSO3组成，该混合物与189.8g10%盐酸溶液恰好反应，反应后溶液重量为206.16g。求所得溶液中溶质的质量分数为多少？答案为14%。7.一个有机物在标准状况下的密度为1.34g/L。取1.50g该有机物在足量氧气中燃烧，将产生的气体通过浓硫酸洗气瓶和碱石灰干燥管后，测得尾气中只有氧气。求该有机物的分子式为什么？答案为CH2O。8.取6g铝土矿样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2），加入100mL硫酸溶液的烧杯中，过滤后向滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生沉淀的量与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。求硫酸溶液的物质的量浓度，铝土矿中各成分的质量分数，以及a值的范围和a值越大，Fe2O3含量越少的关系。答案为1.75mol/L，质量分数依次为0、35%、45%、a值范围为1.625~5，a值越大，Fe2O3含量越少。9.含SiO2的黄铁矿试样1g，在O2中充分灼烧后残余固体为0.76g，用这种黄铁矿100t可制得98%的浓硫酸多少吨？（设反应过程有2%的硫损失）答案为117.6t。10.工业上用NH3、空气和水作原料，合成化肥硝酸铵100t。需要多少吨NH3？空气中的氧气多少吨？水多少吨？如果NH3制NO的转化率为96%，NO制HNO3的转化率为92%，需要多少吨NH3？答案为42.5tNH3，80t空气中的氧气，0t水，以及45.3tNH3。11.将足量浓硫酸与10g氯化钠和氯化镁的混合物加热反应，将生成的氯化氢溶于适量水中，加入二氧化锰使盐酸完全氧化，将反应生成的氯气通入KI溶液中，得到11.6g碘。试计算混合物中氯的质量分数。答案为65.2%。12.金属锡的纯度可以通过以下步骤进行分析：首先将试样溶于盐酸（Sn＋2HClSnCl2＋H2），然后加入过量的FeCl3溶液（SnCl2＋2FeCl3SnCl4＋2FeCl2），最后使用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe离子（6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl6FeCl3＋2CrCl3＋2KCl＋7H2O）。现有金属锡试样0.613g，经过上述步骤后，共使用了0.100mol/LK2Cr2O7溶液16.0mL，试求试样中锡的质量分数（假定杂质不参与反应）。答案为93.1%。13.将5g甲烷和氢气的混合气体充分燃烧后，将生成的CO2通入澄清的石灰水中，石灰水增重11g。求燃烧生成的水的质量。答案为18g。14.在O2中燃烧0.22g由Fe和S元素组成的化合物，使其中的S全部转化为SO2，然后将这些SO2全部氧化生成SO3并转化为H2SO4，这些硫酸可被10mL0.5mol/L的NaOH溶液完全中和。则原化合物中硫元素的质量分数为72%。15.环境监测测定水中溶解O2的方法是：取amL水样，迅速加入MnSO4溶液和含有NaOH的KI溶液，立即塞好塞子，振荡混合摇匀。开塞，迅速加入适量的硫酸，此时会生成I2。用Na2S2O3溶液（浓度为bmol/L）和I2反应消耗VmL（以淀粉为指示剂），有关反应的离子方程式为：2Mn＋O2＋4OH2MnO(OH)2（快），MnO(OH)2＋2I＋2HMn＋