高中化学常见化学计算方法.docx

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(2)明确所得比为谁与谁之比; (3)两种物质以什么为单位在比。尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时,用此法并不简单。1. 现有50g5%的CuSO4溶液,把其浓度增大一倍,可采用的方法有: (1)可将原溶液蒸发掉 g 水;(2)可向原溶液中加入 %CuSO4溶液 g ;(3)可向原溶液中加入胆矾 g ;(4)可向原溶液中加入 CuSO4白色粉末 g 。2.今有NH4NO3和CO(NH2)2混合化肥,现测得含氮质量分数为40%,则混合物中NH4NO3和CO(NH2)2的物质的量之比为( )(A)4∶3 (B)1∶1 (C)3∶4 (D)2∶3(1)已知溶质质量分数分别为19x%和x%的两硫酸溶液,若将它们等体积混和,则所得混和液的溶质质量分数与10x的大小关系如何( 2)已知溶质质量分数为 a%的氨水物质的量浓度是 bmol·L-1,则a%的氨水物质的量2浓度与bmol·L-,生成NaO与NaO的混合物。取该燃烧产物溶于水制成1000mL溶液,取出10mL,222用mol·L-1的盐酸中和,用去盐酸20mL,试求该产物中Na2O的物质的量分数。molCO2通入1L1mol·L-1NaOH溶液中,试求所得溶液中溶质的物质的量。三、平均法对于含有平均含义的定量或半定量****题, 利用平均原理这一技巧性方法, 可省去复杂的计算, 迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处。平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用。解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的。原理如下:——xAAxBB————若A>B,且符合ABxBAxA%BxB%,则必有A>AB>B,其中AB是A、B的相应平均值xA或式。xA·xB分别是A、B的份数。常见的类型有:元素质量分数、相对原子质量、摩尔电子质量、双键数、化学组成等平均法。有时运用平均法也可讨论范围问题。1. 某***铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是()(A)CO(NH2)2和NH4HCO3(B)NH4Cl和NH4HCO3(C)NH4Cl和(NH4)2SO4 (D)(NH4)2SO4和NH4HCO3把含有某一种***化物杂质的***化镁粉末95mg溶于水后,与足量的***银溶液反应,生成***化银沉淀300mg,则该***化镁中的杂质可能是()(A)***化钠 (B)***化铝 (C)***化钾 (D)***化钙3. 某含杂质的 CaCO3样品只可能含有下列括号中四种杂质中的两种。取标准状况下的 CO2气体。则该样品中一定含有 杂质,可能含有10g该样品和足量盐酸反应,产生了杂质。(杂质:KHCO3、MgCO3、K2CO3、SiO2)4.(1)碳酸氢铵在 170℃时完全分解,生成的混和气体平均相对分子质量是 。(2)某爆鸣气中 H2和O2的质量分数分别为 75%和25%,则该爆鸣气对氢气的相对密度是 。(3)体积为 1L的干燥容器充入 HCl气体后,测得容器中气体对氧气相对密度为,用此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入容器中液体的体积是 。——附:平均摩尔质量( M)的求法:——m总总—混和物总质量n总—混和物总物质的量①Mmn总——n1%+M2n2%+M1、M2各组分的摩尔质量,n1%、n2%各组分的物质的量分数。(注:——②M=M1M如··是元素的摩尔质量,则 M1、M2是各同位素的摩尔质量, n1%、n2%是各同位素的原子分数(丰度) 。)————③M如是气体混合物的摩尔质量,则有M=MV%+MV%+(注:V%、V%气体体积分数。)1·12·212————M(注:M为参照气体的摩尔质量,d为相对密度)④M如是气体混合物的摩尔质量,则有M=d·AA四、守恒法在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒(含原子守恒、元素守恒)、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。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****的原电池或电解池均如此。. 有铁的氧化物, 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固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )、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(标况)***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.% B.% C.% D.%电荷守恒法将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到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( ). 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mLmol·L-1盐酸溶液中,以20mLmol·L-1的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为mol,求镁带的质量。***溶液中,加入铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为()∶∶∶∶26.(1)铜片与足量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗),测知其密度在标准状况下为g·L-1,其体积为L。(2)铜片与一定量的浓 HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗)在标准状况下的体积为,则参加反应的***物质的量为 ;若将这些气体完全被水吸收,则应补充标准状况下的氧气体积为 L 。(不考虑2NO N2O4反应)2+23+-2溶液中缓缓通入标准状况下的***气,结果有三分之一的Br-:2Fe+Br=2Fe+2Br,若向100mLFeBr离子被氧化成 Br2单质,试求原 FeBr2溶液的物质的量浓度。五、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。常温下,向20L真空容器中通amolH2S和bmolSO2(a、b都是正整数,且a≤5,b≤5),反应完全后,容器内可能达到的最大密度约是( )(A)g·L-1 (B)g·L-1 (C)8g·L-1 (D)g·L-1在标准状况下,将盛满NO、NO2、O2混合气的集气瓶,倒置于水槽中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度(C)数值大小范围为()(A)0C1(B)(C)1C1(D),在标准状况下可生成nL的气体,则m与n的数值最可能的关系是()(A)mn(B)n3n(C)m3n(D)、Zn、Al混合物与足量稀HSO反应,生成HL(标准状况),原混合物的质量可能是()、 关系式法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。工业上制硫酸的主要反应如下:高温2FeO+8SO2SO+O催化剂2SOSO+HO=HSO4FeS+11O2223222△33224煅烧含85%FeS2的黄铁矿石(杂质不参加反应)时,FeS2中的S有%损失而混入炉渣,计算可制得98%硫酸的质量。七、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。1. 将由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A. B. C. 、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。1. 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的质量相等,则合金中铝的质量分数为( )%%C.%D.%九、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。1. 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(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.镁锌合金十、讨论法讨论法:在某些化学问题的求解过程中,无法确定某一物质的相关物理量,这时可根据化学事实或原理,确定其范围,据此再对范围中的相关数据进行合理性取舍或具体化计算,从而使该化学问题得以解决。在确定范围的过程中,必然会运用到数学中的不等式知识。这类问题常常是综合性问题,难度也较大,解题的关键是如何构造不等式,即要找准化学问题与不等式之间的联结点。在化学解题过程中应注意有序思维和问题解决的完整性。在天平两端的两个质量相等的烧杯里各盛有100mL、10mol·L-1的盐酸,然后分别加入ag镁粉和bg铝粉,欲使充分反应后天平仍保持平衡,试确定 a的取值范围以及在 a不同的取值范围内 a与b之间的关系。《常见化学计算方法》详细答案:一、1.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,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×÷62=,m(Na2CO3)=所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。分析本例是涉及溶解度的一道计算题。解答本题应具备理解透彻的概念、找准实际的差量、完成简单的计算等三方面的能力。题中告知,在100℃和30℃时,100***中分别最多溶解KNO3246g和46g,由于冷却时溶剂的质量未变,所以温度从100℃下降到30℃时,应析出晶体246g-46g=200g(溶解度之差)。由题意又知,在温度下降过程中溶质的析出量,据此可得到比例式,求解出溶剂水的质量。再根据水的质量从而求出配制成 100℃饱和溶液时溶质 KNO3的质量。解 设所用水的质量为 x,根据题意,可列下式:256g 46g 500g解得:x=250g100g x又设100℃时饱和溶液用 KNO3的质量为y,根据溶质与溶剂的对应关系,列式如下:246gy100g解得:y=615g250g答将615KNO3溶解于250***中。,则其相同价态的氧化物、***化物的化学式分别为ROx/2、RClx。根据关系式~RClx,相对分子质量差值为35516x,所以,nm。ROx/-m=,则其相同价态的氧化物、***化物的化学式分别为R2Ox、RClx。由关系式R2Ox~2RClx可知,相对分子质量的差值为2×=55x,所以2n-m=55x,x=2nm。55答金属元素R的化合价为nm或2nm。,根据反应前后质量相等判断金属质量大小的一道选择题。根据题意,反应结束后所得各溶液质量相等,所以各金属反应掉的质量减去氢气生成的质量应相等。现建立如下关系式:Mg~H2△m=22,Al~3H2△m=24,Fe~H2△m=542确定Mg、Al、Fe三种金属的质量大小,可用下列两种方法解决。解:设Mg、Al、Fe的质量分别为x、y、z,故三者反应结束后,溶液质量增加为22x、24y、242754z且相等,故有:22x24y54z,所以y>x>z。,涉及如下两个反应:Na2CO3+H2O+CaO=CaCO3↓+2NaOH,2+-2-都转化CaCO3沉淀”,说明以上两反应恰好NaHCO3+CaO=CaCO↓+2NaOH,根据题意“Ca、HCO3、CO3完全进行。从反应前后的质量来看,反应前:+=,反应后:20g,说明对于反应前后的固体而言,其质量是增加的,数值为 =。那么的增重从何增起呢只能从发生的反应入手分析:第一个反应固体增重且增重18g,即为水的质量。第二个反应固体质量不变。因此,的增重源自第1个反应中水参加反应的质量。明确了这一层关系,本题就能迎刃而解了。解(1)水参加反应的质量为,,NaHCO的质量为。(2)碱石灰中CaO的质量为(),NaOH的质量为。106g84g解根据分析可知,Fe过量,设CuSO4的质量为x,则Fe的质量为,根据反应:Fe+CuSO 4=Cu+FeSO4 △m160g 8gx =所以:160g 8g 解得:x=,=x ( x)答 原混和物中 CuSO4和Fe的质量分别为,。二、 本例是将稀溶液浓缩的一道填空题。若按通常方法,根据溶质守恒,列方程进行求解,则解题繁。若运用十字交叉法,运算简洁,思路流畅。但应处理好蒸发掉水,或加入 CuSO4粉末时CuSO4的质量分数,前者可视为 0,后者视为 100%。解(1) (负号代表蒸发) 说明水蒸发掉的质量为原溶液质量的 1,即25g。2(2) 说明加入%CuSO4溶液的质量为原溶液质量的 2倍,即100g。3)胆矾中CuSO4的质量分数为160100%64%250说明加入胆矾的质量为原溶液质量的4,。5454(4)说明加入CuSO的质量为原溶液质量的1,。41818答25 :NH4NO3中N%=282228100%=%100%=35%,CO(NH)中N%=8060说明NHNO与CO(NH)%∶5%∶1。432280601方法2:设混合物中NH4NO3的物质的量为1mol,CO(NH2)2的物质的量为x。根据题意,列式如下:214gmol1214gmol80g11mol60gmolmol解得:x=1mol11x100% 40%x方法3:由于NH4NO3和CO(NH2)2分子中均含有 2个N原子,根据混合物中 N%=40%,可知该混合28物的平均相对分子质量为 70。40%说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为 1∶1。答 本题正确选项为( B)。解:(1)若混和液的溶质质量分数为 10x%,则19x%与x%的两H2SO4溶液必以等质量混和。现因等体积的19x%溶液质量大于 x%的溶液质量,故等体积混和后,所得溶液质量分数应大于 10x%。2)若将a%的氨水加水稀释成 a%,则加入水的质量即为氨水的质量。现因水的密度大于氨水密度,2故稀释后溶液的体积应小于原溶液体积的一半,根据溶质物质的量守恒,所以a%的氨水物质的量浓2度应大于bmol·L-1。——Na2O、Na2O2——NaOH溶液————————NaCl盐酸中和盐酸20mL图4—4根据以上图示,结合有关反应的用量,确定 1000mLNaOH溶液中NaOH物质的量。由 Na元素守恒,可计算出混合物( Na2O、Na2O2)的平均摩尔质量或平均化学式。从而求解得之。