化學計算的常用方法方法一守恒法(一)質(zhì)量守恒(原子守恒)依據(jù)化學反應的實質(zhì)是原子的重新組合，因而反應前后原子的總數(shù)和質(zhì)量保持不變。典例1(2019石家莊調(diào)研)28g鐵粉溶于稀鹽酸中，然后加入足量的Na2O2固體，充分反應后過濾，將濾渣加強熱，最終得到的固體質(zhì)量為()A36gB40gC80gD160g答案B解析28 g鐵粉溶于稀鹽酸中生成氯化亞鐵溶液，然后加入足量的Na2O2固體，由于Na2O2固體溶于水后生成氫氧化鈉和氧氣，本身也具有強氧化性，所以充分反應后生成氫氧化鐵沉淀，過濾，將濾渣加強熱，最終得到的固體為Fe2O3，根據(jù)鐵原子守恒，n(Fe2O3)n(Fe)0.25 mol所得Fe2O3固體的質(zhì)量為：0.25 mol160 gmol140 g。針對訓練1(2018長汀縣校級月考)有14gNa2O2、Na2O、NaOH的混合物與100g質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸恰好反應，蒸干溶液，最終得固體質(zhì)量為()A20.40gB28.60gC24.04gD無法計算答案C解析混合物與鹽酸反應后所得溶液為氯化鈉溶液，蒸干后得到NaCl，由Cl質(zhì)量守恒關(guān)系可得100 g15%m(NaCl)，解得m(NaCl)24.04 g。2(2018奉賢區(qū)二模)一定量的H2和Cl2充分燃燒后，將反應生成的氣體通入100 mL 1.0 molL1的NaOH溶液中，兩者恰好完全反應，生成NaClO為0.01mol，則燃燒前H2和Cl2的物質(zhì)的量之比為()A54B45C43D34答案B解析100 mL 1.0 molL1的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為1.0 molL10.1 L0.1 mol；兩者恰好完全反應，說明0.1 molNaOH完全反應，生成的0.01 molNaClO來自Cl2與NaOH的反應(Cl22NaOH=NaClNaClOH2O)，則氫氣和氯氣反應后剩余氯氣的物質(zhì)的量為0.01 mol，消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.02 mol，發(fā)生反應NaOHHCl=NaClH2O，消耗NaOH的物質(zhì)的量為：0.1 mol0.02 mol0.08 mol，則n(HCl)n(NaOH)0.08 mol，n(H2)n(Cl2)n(HCl)0.08 mol0.04 mol，所以原混合氣體中含有Cl2的物質(zhì)的量為：0.01 mol0.04 mol0.05 mol，氫氣的物質(zhì)的量為0.04 mol，燃燒前H2和Cl2的物質(zhì)的量之比0.04 mol0.05 mol45。(二)電荷守恒依據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性，即陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)或離子方程式前后離子所帶電荷總數(shù)不變。典例2將agFe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的200mLpH1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液，使Fe3、Al3剛好沉淀完全，用去NaOH溶液100mL，則NaOH溶液的濃度為_。答案0.2molL1解析當Fe3、Al3剛好沉淀完全時，溶液中溶質(zhì)只有硫酸鈉，而Na全部來源于NaOH，且變化過程中Na的量不變。根據(jù)電荷守恒可知：，所以，n(NaOH)n(Na)2n(SO)n(H)0.1 molL10.2 L0.02 mol，c(NaOH)0.2 molL1。針對訓練3在一定條件下，RO和F2可發(fā)生如下反應：ROF22OH=RO2FH2O，從而可知在RO中，元素R的化合價是()A4價B5價C6價D7價答案B解析要求RO中R的化合價，若知道n值，計算R的化合價則變得很簡單。依據(jù)離子方程式中電荷守恒，n212，n1，RO中氧顯2價，因此R的化合價為5價。4若測得雨水所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表：離子KNaNHSONOCl濃度/molL1410661062105410531052105根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH_。答案4解析根據(jù)表格提供的離子可知，NH水解導致試樣溶液呈酸性，再根據(jù)電荷守恒可知，KNH NaH2SOClNO，將表格中的數(shù)據(jù)代入得H濃度為104molL1，則pH值為4。易錯警示列式時不要忘了離子濃度前乘上離子所帶電荷數(shù)。方法二化學方程式計算中的巧思妙解差量法化學反應前后物質(zhì)的量發(fā)生變化時均可用差量法，解題的一般步驟為：(1)準確寫出有關(guān)反應的化學方程式。(2)深入細致地分析題意，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、壓強等，且該差量的大小與參加反應的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。(3)根據(jù)反應方程式，從“實際差量”尋找比例關(guān)系，列比例式求解。典例3為了檢驗某含有NaHCO3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)量分數(shù))是()A.B.C.D.答案A解析由題意知(w1w2)g應為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：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O28462xw1w2則x，故樣品純度為。針對訓練5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，則原混合氣體中CO的質(zhì)量分數(shù)為_。答案87.5%解析設(shè)原混合氣體中CO的質(zhì)量分數(shù)為x。CuOCOCuCO2氣體質(zhì)量增加(差量)28g44g44g28g16g12xg18g12g6g，解得x0.875。6(2018山東省實驗中學高三模擬)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：6NO4NH35N26H2O(g)，達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)反應前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。6NO4NH35N26H2O(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)(9 mL1 mL)6 mL53，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)V(NH3)9 mL(6mL1mL)97，但因該反應是可逆反應，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量與未知量之間關(guān)系進行解題的一種方法，一般適用于多步進行的連續(xù)反應，因前一個反應的產(chǎn)物是后一個反應的反應物，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)物的相應關(guān)系式。它是化學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，準確率高。針對訓練題組一根據(jù)原子守恒找關(guān)系式7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28.4 g該混合物，消耗1 molL1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，煅燒等質(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。8在氧氣中燃燒0.22g硫和鐵組成的混合物，使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，把這些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩幔@些硫酸可用10mL0.5molL1氫氧化鈉溶液完全中和，則原混合物中硫的百分含量為()A72%B40%C36%D18%答案C解析由S原子守恒和有關(guān)反應可得出：SH2SO42NaOH32 g 2 molm(S) 0.510103mol得m(S)0.08 g原混合物中w(S)100%36%。題組二根據(jù)電子守恒找關(guān)系式9將Mg和Cu組成的2.64g混合物投入適量的稀硝酸中恰好反應，固體完全溶解時收集到NO氣體0.896L (標準狀況)，向反應后的溶液中加入NaOH溶液使金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為_。答案4.68g解析最終生成的沉淀是Mg(OH)2和Cu(OH)2，其質(zhì)量等于合金的質(zhì)量加上兩金屬離子所結(jié)合的OH的質(zhì)量。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，金屬所失電子數(shù)，等于硝酸所得電子數(shù)。即n(OH)30.12 mol，故形成沉淀的質(zhì)量2.64 g0.12 mol17 gmol14.68 g。10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)0.100molL1。題組三根據(jù)相關(guān)反應找關(guān)系式11金屬錫的純度可以通過下述方法分析：將試樣溶于鹽酸，反應的化學方程式為Sn2HCl=SnCl2H2，再加入過量的FeCl3溶液，發(fā)生如下反應：SnCl22FeCl3=SnCl42FeCl2，最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2，反應的化學方程式為6FeCl2K2Cr2O714HCl=6FeCl32KCl2CrCl37H2O。現(xiàn)有金屬錫試樣0.613g，經(jīng)上述反應后，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，錫的相對原子質(zhì)量為119)。答案Sn與K2Cr2O7物質(zhì)的量的關(guān)系：3Sn3SnCl26FeCl2K2Cr2O73119g1molx0.1000.016molx0.5712gw(Sn)100%93.2%。12黃鐵礦的主要成分是FeS2。某硫酸廠在進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溶液完全反應后，用濃度為0.020 00 molL1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標準溶液25.00mL。已知：SO22Fe32H2O=SO2Fe24HCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分數(shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應)_(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(標準狀況)為_L，制得98%的硫酸質(zhì)量為_t。答案(1)90.0%(2)3.3610615解析(1)根據(jù)方程式：4FeS211O22Fe2O38SO2SO22Fe32H2O=SO2Fe24HCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O得關(guān)系式：Cr2O6Fe23SO2FeS21m(FeS2)0.09000g樣品中FeS2的質(zhì)量分數(shù)為90.0%。(2)4FeS211O22Fe2O38SO24mol8molmoln(SO2)n(SO2)1.5105molV(SO2)3.36106L由硫元素守恒SO2SO3H2SO41mol98g1.5105molm(H2SO4)98%得m(H2SO4)1.5107g15t。