第1章專題-化學(xué)計算的常用方法李仕才專題講座一化學(xué)計算的常用方法方法一電解質(zhì)溶液的計算法寶電荷守恒法涉及溶液中離子濃度的計算時常需用到電荷守恒，首先找出溶液中所有陽離子和陰離子，再根據(jù)陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)列等式。如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液的電荷守恒為3c(Al3)c(NH)c(H)2c(SO)c(NO)c(OH)。注意一般情況下，列電荷守恒等式時不能忽略H、OH，但在計算時，酸性溶液中?？珊雎設(shè)H，堿性溶液中?？珊雎訦。針對訓(xùn)練1(2017開封模擬)在硫酸鈉和硫酸鋁的混合溶液中，Al3的物質(zhì)的量濃度為0.2molL1，SO為0.4molL1，溶液中Na的物質(zhì)的量濃度為()A0.1molL1B0.2molL1C0.3molL1D0.4molL1答案B解析在任何溶液中，陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，則有3c(Al3)c(Na)2c(SO)，解得c(Na)0.2molL1。2(2018阜陽質(zhì)檢)某硫酸鋁和硫酸鎂的混合液中，c(Mg2)2molL1，c(SO)6.5molL1，若將200mL的此混合液中的Mg2和Al3分離，至少應(yīng)加入1.6molL1的氫氧化鈉溶液()A0.5LB1.625LC1.8LD2L答案D解析根據(jù)電荷守恒得：2c(Mg2)3c(Al3)2c(SO)，c(Al3)3molL1，加入氫氧化鈉溶液使Mg2、Al3分離，此時NaOH轉(zhuǎn)化為Na2SO4和NaAlO2，由電荷守恒得：V(NaOH)2L。方法二化學(xué)方程式計算中的巧思妙解差量法化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生變化時均可用差量法。解題的一般步驟為(1)準(zhǔn)確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；(2)深入細(xì)致地分析題意，關(guān)鍵在于有針對性地找出產(chǎn)生差量的“對象”及“理論差量”。該“理論差量”可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、壓強(qiáng)等，且該差量的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比；(3)根據(jù)反應(yīng)方程式，從“實際差量”尋找比例關(guān)系，列比例式求解。針對訓(xùn)練3將12gCO和CO2的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為18g，求原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%。解析設(shè)原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。CuOCOCuCO2氣體質(zhì)量增加(差量)28g44g44g28g16g12xg18g12g6g，解得x0.875。4為了檢驗?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()A.B.C.D.答案A解析由題意知(w1w2)g應(yīng)為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質(zhì)量，設(shè)樣品中NaHCO3質(zhì)量為xg，由此可得如下關(guān)系：28462xw1w2則x，故樣品純度為。5(2018山東省實驗中學(xué)高三模擬)16mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400左右可發(fā)生反應(yīng)：6NO4NH3?5N26H2O(g)，達(dá)到平衡時在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：53324397。其中正確的是()ABCD答案C解析根據(jù)反應(yīng)前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。6NO4NH3?5N26H2O(g)V(氣體的體積差)6mL4mL5mL6mL(56)(46)1mL(理論差量)9mL6mL17.5161.5mL(實際差量)由此可知共消耗15mL氣體，還剩余1mL氣體，假設(shè)剩余的氣體全部是NO，則V(NO)V(NH3)(9mL1mL)6mL53，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)V(NH3)9mL(6mL1mL)97，但因該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，剩余氣體實際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)V(NH3)介于53與97之間，對照所給的數(shù)據(jù)知32與43在此區(qū)間內(nèi)。方法三解答連續(xù)反應(yīng)類型計算題的捷徑關(guān)系式法關(guān)系式法是一種巧妙利用已知物與未知量之關(guān)系進(jìn)行解題的一種方法，一般適用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)，因前一個反應(yīng)的產(chǎn)物是后一個反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳遞關(guān)系，找出原料和最終產(chǎn)物的相應(yīng)關(guān)系式。它是化學(xué)計算中的基本解題方法之一，利用關(guān)系式法可以將多步計算轉(zhuǎn)化為一步計算，免去逐步計算中的麻煩，簡化解題步驟，減少運算量，且計算結(jié)果不易出錯，準(zhǔn)確率高。(一)根據(jù)原子守恒找關(guān)系式6(2017西安模擬)碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉(zhuǎn)化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4g上述混合物，消耗1molL1鹽酸500mL。煅燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的質(zhì)量是()A35gB30gC20gD15g答案C解析碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉(zhuǎn)化為氯化銅，溶解28.4g混合物，消耗1molL1鹽酸500mL，HCl的物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)氯元素守恒則CuCl2的物質(zhì)的量為0.25mol。根據(jù)Cu元素守恒可知，原混合物中含有Cu元素的物質(zhì)的量為0.25mol，灼燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的物質(zhì)的量為0.25mol，則m(CuO)0.25mol80gmol120g。7有一在空氣中暴露過的KOH固體，經(jīng)分析知其內(nèi)含水7.12%，K2CO32.88%，KOH90%，若將此樣品1g加入到46.00mL的1molL1鹽酸中，過量的酸再用1.07molL1KOH溶液中和，蒸發(fā)中和后的溶液可得固體_g。答案3.427解析此題中發(fā)生的反應(yīng)很多，但仔細(xì)分析可知蒸發(fā)溶液后所得固體為KCl，其Cl全部來自于鹽酸中的Cl，在整個過程中Cl守恒，即n(KCl)n(HCl)；故m(KCl)0.046 L1molL174.5 gmol13.427 g。(二)根據(jù)電子守恒找關(guān)系式如：NH3HNO3，O22由得失電子總數(shù)相等知，NH3經(jīng)氧化等一系列過程生成HNO3，NH3和O2的關(guān)系為NH32O2。8將1.08gFeO完全溶解在100mL1.00molL1硫酸中，然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液，恰好使Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe3，且Cr2O中的鉻全部轉(zhuǎn)化為Cr3。則K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度是_。答案0.100molL1解析由電子守恒知，F(xiàn)eO中2價鐵所失電子的物質(zhì)的量與Cr2O中6價鉻所得電子的物質(zhì)的量相等，(32)0.025 00 Lc(Cr2O)(63)2，得c(Cr2O)0.100 molL1。9銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)后硝酸被還原，只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體(都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況)，在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為()A9.02gB8.51gC8.26gD7.04g答案B解析最后沉淀為Cu(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6g，關(guān)鍵是求增加的n(OH)，n(OH)等于金屬單質(zhì)所失電子的物質(zhì)的量，即n(OH)1mol2mol0.23mol，故沉淀的質(zhì)量為4.6g0.2317g8.51g。(三)根據(jù)相關(guān)反應(yīng)找關(guān)系式如：4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO經(jīng)多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3HNO3。10黃鐵礦主要成分是FeS2。某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測定時，取0.1000g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.02000molL1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL。已知：SO22Fe32H2O=SO2Fe24HCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))_(保留1位小數(shù))。(2)煅燒10t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為_L，制得98%的硫酸質(zhì)量為_t。答案(1)90.0%(2)3.3610615解析(1)據(jù)方程式：4FeS211O22Fe2O38SO2SO22Fe32H2O=SO2Fe24HCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O得關(guān)系式：Cr2O6Fe23SO2FeS210.02000molL10.02500Lm(FeS2)0.09000g樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.0%。(2)4FeS211O22Fe2O38SO24mol8molmoln(SO2)n(SO2)1.5105molV(SO2)3.36106L由SO2SO3H2SO41mol98g1.5105molm(H2SO4)98%得m(H2SO4)1.5107g15t。11金屬錫的純度可以通過下述方法分析：將試樣溶于鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Sn2HCl=SnCl2H2，再加入過量的FeCl3溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：SnCl22FeCl3=SnCl42FeCl2，最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為6FeCl2K2Cr2O714HCl=6FeCl32KCl2CrCl37H2O?，F(xiàn)有金屬錫試樣0.613g，經(jīng)上述反應(yīng)后，共用去0.100molL1K2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng))。答案Sn與K2Cr2O7的物質(zhì)量的關(guān)系：3Sn3SnCl26FeCl2K2Cr2O73119g1molx0.10.016molx0.5712gSn%100%93.2%。