化学计算解题技巧
高考考点
1.守恒法是高考化学计算中的一种常用方法,特别是氧化
还原反应的计算有时一定要用电子守恒的方法来解决。电解
质溶液中的电荷守恒,在Ⅱ卷题中也有较高的重现率。
2.用平均值法确定混合物的组成和成分是高考I 卷中常
考的题目,预计在今后的高考中这种题型还可能出现。
3.用极值法确定物质的组成及量的范围在Ⅱ卷综合计算
中会有所侧重。
4用关系式法可将复杂的化学过程进行简化,只要抓住始
态和终态,找准量的关系,即可使计算简捷和迅速。这种方法
常用于化工连续生产中量的计算,是高考重点考查的方法。
方法技巧
1. 守恒法
一切物质的组成与转化均遵循着“守恒”规则。例如:
(1)化合物中元素正负化合价总数守恒。
(2)电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数守恒。
(3)化学反应前后物质的总质量守恒。
(4)化学反应前后总能量守恒。
(5)化学反应前后同种元素的原子个数守恒。
(6)氧化还原反应中得失电子总数守恒。
(7)溶液稀释、浓缩、混合前后溶质的量(质量或物质的量)守恒。
由于上述守恒关系不随微粒的组合方式或转化历程而改变,因此可不追究中间过程。直接利用守恒关系列式计算。
2. 差量法
在化学反应中,各反应物和生成物的物质的量均有一定比例.所以反应前后物质质量的变化、物质的量的变化或气体物质的体积变化等均与参加反应或反应生成的物质的量有一定 比例关系。差量法就是借助于这种比例关系,解决一定量变的计算题。解此类题的关键是根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差值”列出比例式,求出答案。
3. 关系式法
对于多步进行的连续反应,尽管每一步反应都各自独立(反应条件和设备可能不同),但前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可根据中间产物的传递关系,找出原料和最终产物的关系式。由关系式进行计算带来很大的方便,并且可以保证计算结果的准确性。寻找关系式时要特别注意原料中的某些元素是否都转入到产物中去,中间产物是否又有原始原料参与,不可盲目地根据起始反应物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
4. 极值法-----极端假设的计算方法
极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态,并站在极端的角度分析问题,求出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。
其主要应用:
(l)判断混合物的组成:把混合物看成某组分的纯净物进行计算,求出最大值、最小值,
然后再进行分析讨论。
(2)判断可逆反应中某个量的关系:把可逆反应看作向某个方向进行到底的状况。
(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量的大小变化:把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。
(4)判断生成物的组成:把多个平行反应看作逐个单一反应。
5. 十字交叉法
“十字交叉法”又名“交叉法”“混合规则法”“杠杆原理法”等,它在化学计算中具有简捷和迅速求解的特点。
适用于求算由两种已知成分组成的混合体系中各成分间的含量比或含量百分比。
6. 佑算法---目测心算的快速解法
估算法主要适用于选择题的解答。由于选择题已给出了可供选择的正确答案的范围,所以对有些计算选择题不必进行详尽精确的计算,只要根据条件粗略估计出答案的大体范围, 便可以选出正确答案。
7. 讨论法
(1)讨论法的主要特点是:物质的变化因条件的不同有多种可能性,或变化的结果有多种可能性,或条件和结果均不确定,必须在一定范围内加以确定,为此要通过全面分析,一一加以研究。
(2)主要讨论的题型有:①讨论反应发生的过程;②讨论反应物的过量情况;③讨论反应物和生成物的组成和取值范围。
(3)解题关键
①正确写出两种反应物以不同物质的量混合时发生反应的化学方程式。这是思考、分析此类计算题的基础。
②依据生成不同的产物写出化学方程式,确定过量反应物的取值范围,理解取值范围与发生化学反应及所得产物的关系,这是解决此类计算题的关键。
③在各取值范围内,以不足量的反应物为基准,计算所得生成物的量,即可完成取值范围的讨论型计算。
8. 图像法-----运用图像中的函数关系分析计算
一般解题思路:
(1)根据题设条件写出各步反应的化学方程式,并通过计算求出各转折点时反应物的用量和生成物的产量,以确定函数的取信范围。
(2)根据取值范围,在图像上依次作起点、转折点、终点,并连接各点形成图像。
(3)利用图像的直观性,找出其中的函数关系,快速解题。
一、守恒法
l 电荷守恒法
例1 1 L混合溶液中含SO 42- 0.00 25 mol,C l ˉ 0.000 5 mol, NO3- 0.00025,
Na + 0.00025mol ,其余为H +,则H +物质的量浓度为( )
A . 0.0025 mol/L
B . 0.0001 mol/L
C . 0.001 mol/L
D . 0.005 mol/L
2原子守恒法
例2 有一在空气中暴露过的KOH 固体,经分析知其中含水7 62%、K 2CO 3 2.38%、KOH 90%,若将此样品1g 加入到46.00mL l mol.L-l 盐酸中,过量的酸再用1.07 mol/L KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克?
解题方法:此题中发生的反应很多,但仔细分析可知:蒸发溶液后所得固体为氯化钾,其C l ˉ全部来自于盐酸中的C l ˉ,在整个过程中C l ˉ守恒。即n(KCl)=n(HCI),
故m(KCl)=0 046L×1 mol/L×74. 5 g/mol=3.427g
3.电子守恒法
例3 将5.21g 纯铁溶于过量的稀硫酸中,在加热条件下用2. 53 g硝酸钾氧化溶液中的亚铁离子成为铁离子,并同时生成NO x ,待反应完全后剩余的亚铁离子需12.00mL 0.3mol/L的高锰酸钾溶液才能完全氧化(已知高锰酸钾中的锰被还原为+2价),求z 的值。 解题方法:KMnO 4中的Mn +7→+2
得到e- :5×0. 012 L×0.3 mol/L
KNO 3中的N +5→+2x
得到e :(5-2x)×2. 53 g/l01g/mol
FeSO 4中的Fe +2→+3
失去e-:1×5. 21 g/56 g/mol
解得x=l
二、差量法
例4 把KBr 和KCI 的混合物3 87 g 溶于水并加入过量的AgNO3, 溶液后,产生6 63g 沉淀,则混合物中钾元素的质量分数为( )
A .24. 1% B. 40. 3%
C .25. 9% D.48. 7%
解题方法:由KBr+AgNO3AgB r ↓+KNO3,
KCI+AgNO3 AgCl ↓+KNO3可知由3.87g 混合物反应后得到6.63g 沉淀是K 元素被Ag 元素所代替的结果。设原混合物中钾元素的质量为x ,则有:
K ~ Ag △m
39 108 69
X 6.63 g-3. 87 g=2. 76 g
X=1.56 g
w(K)=1.56g ×100%=40.3% 3.87g
答案:B
例5 150℃时,将l L混合烃与9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复至150℃,
体积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是( )
A .甲烷与乙烷体积比是l :4
B .丙炔与乙炔体积比是1:4
C .乙烯与丁烷体积比是1:4
D .乙烯与丁烯体积比是1:4
三、关系式法
例6 工业上常用漂白粉跟酸反应放出氯气的质量与漂白粉质量的百分比(x%)来表示漂白粉的优劣。漂白粉与酸的反应为2H 2SO 4+2CaCl2+ Ca(ClO)2CaSO 4+Cl2↑+2H2O 现为了测定一瓶漂白粉的百分比,进行了如下实验:称取漂白粉样品2. 00 g,加水研磨后,转入250 mL容量瓶内,用水稀释至刻度。摇匀后,取出25.0 mL,加入过量的KI 溶液和过量的稀硫酸,静置。待漂白粉放出的Cl 2与KI 完全反应后,用0. l00mol/L的Na 2S 2O 3标准溶液滴定反应中生成的碘,反应为2 Na2S 2O 3+I
2 Na 2S 4O 6+2NaI
滴定时用去Na 2S 2O 3溶液20.0 mL,试由上述数据计算该漂白粉的x%。
解题方法:解题的关键是利用信息找出已知物与所求物的关系式。
四、极值法
例7 某温度对CuSO 4的溶解度是25g ,若温度不变,将32 g无水CuSO 4粉末撒入m g水中,形成饱和溶液并有CuSO 4·5H 2O 晶体析出时,则m 的取值范围是( )
A .18≤m
C .l8
解题方法:m g水中一部分作为溶剂水,一部分作为结晶水。可采用极值思想,用假设的方法讨论m 的上限和下限,从而确定m 的取值范围。
假设全部作为溶剂水:25 g :100 g=32 g :m g m=128
假设全部作为结晶水:160 g :90 g=32 g :mg m=18
由于mg 水一部分作为溶剂水,一部分作为结晶水,
所以l8
例8 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g ,与足量盐酸反应产生的H2在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是( )
A .锌 B .铁 C .铝 D .镁
五、十字交叉法
例9 CH 4和C 3H 8混合气的密度与同温同压下C 2H 6的密度相同。混合气中CH 4和C 3H 8的体积比是( )
A. 2:l B .3:1 c .1:3 D. 1:1
解题方法:根据题意知混合气体的平均相对分子质量与C 2H 6相对分子质量相同,为30。设混合气中CH 4与C 3H 8的体积比为x :y ,则其物质的量之比亦为x :y ,由此,可用十字
交叉法:
六、估算法
例10 在密闭容器中盛有H 2、O 2、Cl 2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体恰好完全反应,冷却至室温后,所得溶液的质量分数为25. 26%,则容器中原有H 2、O 2、Cl 2的分子个数比是( )
A .6:3:1 B .9:6:1
C .13:6:1 D .10:6:1
解题方法:2H 2+O22H 2O ,H 2 +Cl
2 2HCl 。三种气体恰好完全反应,即n(H2) =2n(O2) +n(Cl2) 观察选项,只有C 符合。
答案:C
例11 在一定体积的密闭容器中放入3 L 气体R 和5 L 气体Q ,在一定条件下发生反应:2R(g)
+5Q(g) 4X(g)+nY(g)。反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的87. 5%,则化学方程式中n 值是( )
A .2 B .3 C. 4 D. 5
解题方法:温度和体积一定,压强减小,则反应后气体分子数一定减少,
则:2+5>4+n,n
七、讨论法
例12 现有氧化铜和炭粉的混合物共a mol ,将其在隔绝空气的条件下加热。反应完
全后,冷却,得到残留固体。
(l)写出可能发生反应的化学方程式。
(2)若氧化铜在混合物中物质的量的比值为x(0
解题方法:首先写出有关反应的化学方程式,根据方程式中有关物质间的物质的量关系,分析当CuO 恰好完全反应时,x 的值是多少。
2CuO+C2Cu+CO2↑ ①
CuO+CCu+ CO↑ ②
2时,反应物恰好完全反应。 3
1 按②式反应,x=时,反应物恰好完全反应。 2
2 当x>时,CuO 过量,按C 的量计算: 3 按①式反应,x=
2CuO + C 2Cu + CO 2↑
2 mol l mol 2 mol
a(l-x) mol 2a(l-x) mol
剩余CuO 的物质的量= ax mol - 2a (l - x) mol=n(3x-2)mol 。
12
1 当x
CuO + C Cu + CO ↑
1 mol l mol
ax mol ax mol
剩余C 的物质的量=a(l - x) mol - ax mol=a(l-2x)mol。
答案:
八、图像分析法-----数形结合
例13 已知:4NH 3 +5O24NO+6H2O , 4NO+ 3O2+2H2O 4HNO 3。
设空气中氧气的体积丹数为0.20,氮气的体积分数为0.80,请完成下列填空及计算:
(l) a mol NO完全转化为HNO 3, 需要氧气__________ mol。
(2)为使NH 3恰好完全氧化为一氧化氮,氨与空气混合物中氨的体积分数为__________
(保留2位小数)。
(3) 20.0 mol的NH 3用空气氧化,产生混合物的组成为NO 18.0 mol、O 2 12.0mol、N 2 150.0 mol 和一定量的硝酸以及其他成分。(高温下NO 和O 2不反应)计算氨转化为NO 和HNO 3的转化率。
(4)20.0mol的NH 3和一定量空气充分反应后,再转化为HNO 3
①如右图中画出HNO 3的物质的量n( A)和空气的物质的量n(B)
关系的理论曲线。
②写出当125 mo1≤n(B)≤200 mol时,n(A)和n(B)的关
系式__________
解题方法:第(l)、(2)小题对题给2个化学反应单独设问。
(l)由反应②,4NO~3O2,则将amol NO转化为HNO 3需要O 2的物质的量是3a mol 4
(2)由反应①,4NH 3 ~5O2,为使4mol NH3恰好完全氧化为NO ,需要5 mol O2,即25 mol空气,则NH 3的体积分数:4≈0 14. 4 25
(3)问是难点,已知起始时NH 3的物质的量及生成的混合物的组成,欲求NH 3的转化率。要通过认真审题来明确题意:20. 0mol NH3与一定量的空气混合,部分NH 3经反应生 成了NO 和H 2O 。由n(N2) =150.00 mol可知n (空气)=150.01mol. 即n(O2)=150.0× 0.84mol=37.5 mol,那么参加反应的O 2为37.5 mol- 12 mol=25.5 mol,设转化为NO 的NH 3的物质酌量为x ,与O 2反应的NO 的物质的量为y ,由
(4)已知有20.0mol NH3,若只发生反应①,需O 2 25 mol即空气125 mol,若发生反应①和②,将NH 3全部转化为HNO 3,需O 2 40 mol即空气200 mol,在此基础上进行讨论:
①当n( B)≤125 mol时,只发生反应①,没有HNO 3, 生成,n(A)=0。
②当125 mol≤n(B) ≤200 mol时,同时发生反应①和②,反应①中消耗0. 25 mol,
n (B ) 3n (B ) -25] mol O 2, 参加反应②,生成×[-25]mol HNO 3,即455
4100n(A)=n(B)- 153那么其余[
③当n (B)≥200 mol时,20.0 mol NH3全部转化为HNO 3,n(A)=20.0 mol。 答案:(1)0. 75a (2)0.14 (3)97. 5%
(4) ① ②n(A)=4n (B ) 500 15
例14 有一透明溶液,已知其中可能含有Fe 3+、Mg 2+、Cu 2+、A13+、NH 4+,加入一种淡黄色粉末状固体时,加热有刺激性气味的混合气体放出,同时生成白色沉淀。当加入0.4mol 淡黄色粉末时,产生气体0.3 mol ,继续加入淡黄色粉末时,产生无刺激性气味的气体,且加入淡黄色粉末时产生白色沉淀的量如图所示。
根据题意回答下列问题:
(l)淡黄色粉末为_________(填名称)。
(2)溶液中肯定有_________离子,肯定没有_________离子。
(3)溶液中离子的物质的量之比为_________。
解题方法:这是一道综合性推断题,把性质推断与计算推
断放在一起考虑容易出错。根据题意,可将该题分解为两道题目。
据题意,显然淡黄色粉末是Na 2O 2。加入Na 2O 2会产生有刺激性气味的混合气体,只能是NH 3和O 2的混合气体,说明原溶液中有NH 4+。根据此后的现象及坐标曲线目的变化趋 势:产生白色沉淀,说明原溶液中无Fe 3+、Cu 2+,白色沉淀先增后减,但最后仍有剩余,说明原溶液中有Mg 2+和A13+。从而顺利解决了第(l)、(2)问。
根据坐标曲线的纵坐标知,n[Mg(OH) 2] =0.2 mol,则n(Mg2+)=0.2 mol。
n[AI(OH) 3] =0.1mol,则n(A13+)=0.l mol。再由0.4mol Na2O 2与水反应可产生0.2 mol O2,得n(NH3)=0.1rnol,则n(NH4+)=0.1mol。故NH 4+、A13+、Mg 2+的物质的量之比为1:1:2。
答案:(l)过氧化钠 (2) Mg2+、A13+、NH 4+ Cu 2+、 Fe 3+
(3)n NH4+) :n(A13+) :n(Mg2+)=1:1:2
化学计算解题技巧
高考考点
1.守恒法是高考化学计算中的一种常用方法,特别是氧化
还原反应的计算有时一定要用电子守恒的方法来解决。电解
质溶液中的电荷守恒,在Ⅱ卷题中也有较高的重现率。
2.用平均值法确定混合物的组成和成分是高考I 卷中常
考的题目,预计在今后的高考中这种题型还可能出现。
3.用极值法确定物质的组成及量的范围在Ⅱ卷综合计算
中会有所侧重。
4用关系式法可将复杂的化学过程进行简化,只要抓住始
态和终态,找准量的关系,即可使计算简捷和迅速。这种方法
常用于化工连续生产中量的计算,是高考重点考查的方法。
方法技巧
1. 守恒法
一切物质的组成与转化均遵循着“守恒”规则。例如:
(1)化合物中元素正负化合价总数守恒。
(2)电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数守恒。
(3)化学反应前后物质的总质量守恒。
(4)化学反应前后总能量守恒。
(5)化学反应前后同种元素的原子个数守恒。
(6)氧化还原反应中得失电子总数守恒。
(7)溶液稀释、浓缩、混合前后溶质的量(质量或物质的量)守恒。
由于上述守恒关系不随微粒的组合方式或转化历程而改变,因此可不追究中间过程。直接利用守恒关系列式计算。
2. 差量法
在化学反应中,各反应物和生成物的物质的量均有一定比例.所以反应前后物质质量的变化、物质的量的变化或气体物质的体积变化等均与参加反应或反应生成的物质的量有一定 比例关系。差量法就是借助于这种比例关系,解决一定量变的计算题。解此类题的关键是根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差值”列出比例式,求出答案。
3. 关系式法
对于多步进行的连续反应,尽管每一步反应都各自独立(反应条件和设备可能不同),但前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可根据中间产物的传递关系,找出原料和最终产物的关系式。由关系式进行计算带来很大的方便,并且可以保证计算结果的准确性。寻找关系式时要特别注意原料中的某些元素是否都转入到产物中去,中间产物是否又有原始原料参与,不可盲目地根据起始反应物和产物中的原子守恒直接得出关系式。
4. 极值法-----极端假设的计算方法
极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态,并站在极端的角度分析问题,求出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。
其主要应用:
(l)判断混合物的组成:把混合物看成某组分的纯净物进行计算,求出最大值、最小值,
然后再进行分析讨论。
(2)判断可逆反应中某个量的关系:把可逆反应看作向某个方向进行到底的状况。
(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量的大小变化:把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。
(4)判断生成物的组成:把多个平行反应看作逐个单一反应。
5. 十字交叉法
“十字交叉法”又名“交叉法”“混合规则法”“杠杆原理法”等,它在化学计算中具有简捷和迅速求解的特点。
适用于求算由两种已知成分组成的混合体系中各成分间的含量比或含量百分比。
6. 佑算法---目测心算的快速解法
估算法主要适用于选择题的解答。由于选择题已给出了可供选择的正确答案的范围,所以对有些计算选择题不必进行详尽精确的计算,只要根据条件粗略估计出答案的大体范围, 便可以选出正确答案。
7. 讨论法
(1)讨论法的主要特点是:物质的变化因条件的不同有多种可能性,或变化的结果有多种可能性,或条件和结果均不确定,必须在一定范围内加以确定,为此要通过全面分析,一一加以研究。
(2)主要讨论的题型有:①讨论反应发生的过程;②讨论反应物的过量情况;③讨论反应物和生成物的组成和取值范围。
(3)解题关键
①正确写出两种反应物以不同物质的量混合时发生反应的化学方程式。这是思考、分析此类计算题的基础。
②依据生成不同的产物写出化学方程式,确定过量反应物的取值范围,理解取值范围与发生化学反应及所得产物的关系,这是解决此类计算题的关键。
③在各取值范围内,以不足量的反应物为基准,计算所得生成物的量,即可完成取值范围的讨论型计算。
8. 图像法-----运用图像中的函数关系分析计算
一般解题思路:
(1)根据题设条件写出各步反应的化学方程式,并通过计算求出各转折点时反应物的用量和生成物的产量,以确定函数的取信范围。
(2)根据取值范围,在图像上依次作起点、转折点、终点,并连接各点形成图像。
(3)利用图像的直观性,找出其中的函数关系,快速解题。
一、守恒法
l 电荷守恒法
例1 1 L混合溶液中含SO 42- 0.00 25 mol,C l ˉ 0.000 5 mol, NO3- 0.00025,
Na + 0.00025mol ,其余为H +,则H +物质的量浓度为( )
A . 0.0025 mol/L
B . 0.0001 mol/L
C . 0.001 mol/L
D . 0.005 mol/L
2原子守恒法
例2 有一在空气中暴露过的KOH 固体,经分析知其中含水7 62%、K 2CO 3 2.38%、KOH 90%,若将此样品1g 加入到46.00mL l mol.L-l 盐酸中,过量的酸再用1.07 mol/L KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克?
解题方法:此题中发生的反应很多,但仔细分析可知:蒸发溶液后所得固体为氯化钾,其C l ˉ全部来自于盐酸中的C l ˉ,在整个过程中C l ˉ守恒。即n(KCl)=n(HCI),
故m(KCl)=0 046L×1 mol/L×74. 5 g/mol=3.427g
3.电子守恒法
例3 将5.21g 纯铁溶于过量的稀硫酸中,在加热条件下用2. 53 g硝酸钾氧化溶液中的亚铁离子成为铁离子,并同时生成NO x ,待反应完全后剩余的亚铁离子需12.00mL 0.3mol/L的高锰酸钾溶液才能完全氧化(已知高锰酸钾中的锰被还原为+2价),求z 的值。 解题方法:KMnO 4中的Mn +7→+2
得到e- :5×0. 012 L×0.3 mol/L
KNO 3中的N +5→+2x
得到e :(5-2x)×2. 53 g/l01g/mol
FeSO 4中的Fe +2→+3
失去e-:1×5. 21 g/56 g/mol
解得x=l
二、差量法
例4 把KBr 和KCI 的混合物3 87 g 溶于水并加入过量的AgNO3, 溶液后,产生6 63g 沉淀,则混合物中钾元素的质量分数为( )
A .24. 1% B. 40. 3%
C .25. 9% D.48. 7%
解题方法:由KBr+AgNO3AgB r ↓+KNO3,
KCI+AgNO3 AgCl ↓+KNO3可知由3.87g 混合物反应后得到6.63g 沉淀是K 元素被Ag 元素所代替的结果。设原混合物中钾元素的质量为x ,则有:
K ~ Ag △m
39 108 69
X 6.63 g-3. 87 g=2. 76 g
X=1.56 g
w(K)=1.56g ×100%=40.3% 3.87g
答案:B
例5 150℃时,将l L混合烃与9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复至150℃,
体积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是( )
A .甲烷与乙烷体积比是l :4
B .丙炔与乙炔体积比是1:4
C .乙烯与丁烷体积比是1:4
D .乙烯与丁烯体积比是1:4
三、关系式法
例6 工业上常用漂白粉跟酸反应放出氯气的质量与漂白粉质量的百分比(x%)来表示漂白粉的优劣。漂白粉与酸的反应为2H 2SO 4+2CaCl2+ Ca(ClO)2CaSO 4+Cl2↑+2H2O 现为了测定一瓶漂白粉的百分比,进行了如下实验:称取漂白粉样品2. 00 g,加水研磨后,转入250 mL容量瓶内,用水稀释至刻度。摇匀后,取出25.0 mL,加入过量的KI 溶液和过量的稀硫酸,静置。待漂白粉放出的Cl 2与KI 完全反应后,用0. l00mol/L的Na 2S 2O 3标准溶液滴定反应中生成的碘,反应为2 Na2S 2O 3+I
2 Na 2S 4O 6+2NaI
滴定时用去Na 2S 2O 3溶液20.0 mL,试由上述数据计算该漂白粉的x%。
解题方法:解题的关键是利用信息找出已知物与所求物的关系式。
四、极值法
例7 某温度对CuSO 4的溶解度是25g ,若温度不变,将32 g无水CuSO 4粉末撒入m g水中,形成饱和溶液并有CuSO 4·5H 2O 晶体析出时,则m 的取值范围是( )
A .18≤m
C .l8
解题方法:m g水中一部分作为溶剂水,一部分作为结晶水。可采用极值思想,用假设的方法讨论m 的上限和下限,从而确定m 的取值范围。
假设全部作为溶剂水:25 g :100 g=32 g :m g m=128
假设全部作为结晶水:160 g :90 g=32 g :mg m=18
由于mg 水一部分作为溶剂水,一部分作为结晶水,
所以l8
例8 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g ,与足量盐酸反应产生的H2在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是( )
A .锌 B .铁 C .铝 D .镁
五、十字交叉法
例9 CH 4和C 3H 8混合气的密度与同温同压下C 2H 6的密度相同。混合气中CH 4和C 3H 8的体积比是( )
A. 2:l B .3:1 c .1:3 D. 1:1
解题方法:根据题意知混合气体的平均相对分子质量与C 2H 6相对分子质量相同,为30。设混合气中CH 4与C 3H 8的体积比为x :y ,则其物质的量之比亦为x :y ,由此,可用十字
交叉法:
六、估算法
例10 在密闭容器中盛有H 2、O 2、Cl 2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体恰好完全反应,冷却至室温后,所得溶液的质量分数为25. 26%,则容器中原有H 2、O 2、Cl 2的分子个数比是( )
A .6:3:1 B .9:6:1
C .13:6:1 D .10:6:1
解题方法:2H 2+O22H 2O ,H 2 +Cl
2 2HCl 。三种气体恰好完全反应,即n(H2) =2n(O2) +n(Cl2) 观察选项,只有C 符合。
答案:C
例11 在一定体积的密闭容器中放入3 L 气体R 和5 L 气体Q ,在一定条件下发生反应:2R(g)
+5Q(g) 4X(g)+nY(g)。反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的87. 5%,则化学方程式中n 值是( )
A .2 B .3 C. 4 D. 5
解题方法:温度和体积一定,压强减小,则反应后气体分子数一定减少,
则:2+5>4+n,n
七、讨论法
例12 现有氧化铜和炭粉的混合物共a mol ,将其在隔绝空气的条件下加热。反应完
全后,冷却,得到残留固体。
(l)写出可能发生反应的化学方程式。
(2)若氧化铜在混合物中物质的量的比值为x(0
解题方法:首先写出有关反应的化学方程式,根据方程式中有关物质间的物质的量关系,分析当CuO 恰好完全反应时,x 的值是多少。
2CuO+C2Cu+CO2↑ ①
CuO+CCu+ CO↑ ②
2时,反应物恰好完全反应。 3
1 按②式反应,x=时,反应物恰好完全反应。 2
2 当x>时,CuO 过量,按C 的量计算: 3 按①式反应,x=
2CuO + C 2Cu + CO 2↑
2 mol l mol 2 mol
a(l-x) mol 2a(l-x) mol
剩余CuO 的物质的量= ax mol - 2a (l - x) mol=n(3x-2)mol 。
12
1 当x
CuO + C Cu + CO ↑
1 mol l mol
ax mol ax mol
剩余C 的物质的量=a(l - x) mol - ax mol=a(l-2x)mol。
答案:
八、图像分析法-----数形结合
例13 已知:4NH 3 +5O24NO+6H2O , 4NO+ 3O2+2H2O 4HNO 3。
设空气中氧气的体积丹数为0.20,氮气的体积分数为0.80,请完成下列填空及计算:
(l) a mol NO完全转化为HNO 3, 需要氧气__________ mol。
(2)为使NH 3恰好完全氧化为一氧化氮,氨与空气混合物中氨的体积分数为__________
(保留2位小数)。
(3) 20.0 mol的NH 3用空气氧化,产生混合物的组成为NO 18.0 mol、O 2 12.0mol、N 2 150.0 mol 和一定量的硝酸以及其他成分。(高温下NO 和O 2不反应)计算氨转化为NO 和HNO 3的转化率。
(4)20.0mol的NH 3和一定量空气充分反应后,再转化为HNO 3
①如右图中画出HNO 3的物质的量n( A)和空气的物质的量n(B)
关系的理论曲线。
②写出当125 mo1≤n(B)≤200 mol时,n(A)和n(B)的关
系式__________
解题方法:第(l)、(2)小题对题给2个化学反应单独设问。
(l)由反应②,4NO~3O2,则将amol NO转化为HNO 3需要O 2的物质的量是3a mol 4
(2)由反应①,4NH 3 ~5O2,为使4mol NH3恰好完全氧化为NO ,需要5 mol O2,即25 mol空气,则NH 3的体积分数:4≈0 14. 4 25
(3)问是难点,已知起始时NH 3的物质的量及生成的混合物的组成,欲求NH 3的转化率。要通过认真审题来明确题意:20. 0mol NH3与一定量的空气混合,部分NH 3经反应生 成了NO 和H 2O 。由n(N2) =150.00 mol可知n (空气)=150.01mol. 即n(O2)=150.0× 0.84mol=37.5 mol,那么参加反应的O 2为37.5 mol- 12 mol=25.5 mol,设转化为NO 的NH 3的物质酌量为x ,与O 2反应的NO 的物质的量为y ,由
(4)已知有20.0mol NH3,若只发生反应①,需O 2 25 mol即空气125 mol,若发生反应①和②,将NH 3全部转化为HNO 3,需O 2 40 mol即空气200 mol,在此基础上进行讨论:
①当n( B)≤125 mol时,只发生反应①,没有HNO 3, 生成,n(A)=0。
②当125 mol≤n(B) ≤200 mol时,同时发生反应①和②,反应①中消耗0. 25 mol,
n (B ) 3n (B ) -25] mol O 2, 参加反应②,生成×[-25]mol HNO 3,即455
4100n(A)=n(B)- 153那么其余[
③当n (B)≥200 mol时,20.0 mol NH3全部转化为HNO 3,n(A)=20.0 mol。 答案:(1)0. 75a (2)0.14 (3)97. 5%
(4) ① ②n(A)=4n (B ) 500 15
例14 有一透明溶液,已知其中可能含有Fe 3+、Mg 2+、Cu 2+、A13+、NH 4+,加入一种淡黄色粉末状固体时,加热有刺激性气味的混合气体放出,同时生成白色沉淀。当加入0.4mol 淡黄色粉末时,产生气体0.3 mol ,继续加入淡黄色粉末时,产生无刺激性气味的气体,且加入淡黄色粉末时产生白色沉淀的量如图所示。
根据题意回答下列问题:
(l)淡黄色粉末为_________(填名称)。
(2)溶液中肯定有_________离子,肯定没有_________离子。
(3)溶液中离子的物质的量之比为_________。
解题方法:这是一道综合性推断题,把性质推断与计算推
断放在一起考虑容易出错。根据题意,可将该题分解为两道题目。
据题意,显然淡黄色粉末是Na 2O 2。加入Na 2O 2会产生有刺激性气味的混合气体,只能是NH 3和O 2的混合气体,说明原溶液中有NH 4+。根据此后的现象及坐标曲线目的变化趋 势:产生白色沉淀,说明原溶液中无Fe 3+、Cu 2+,白色沉淀先增后减,但最后仍有剩余,说明原溶液中有Mg 2+和A13+。从而顺利解决了第(l)、(2)问。
根据坐标曲线的纵坐标知,n[Mg(OH) 2] =0.2 mol,则n(Mg2+)=0.2 mol。
n[AI(OH) 3] =0.1mol,则n(A13+)=0.l mol。再由0.4mol Na2O 2与水反应可产生0.2 mol O2,得n(NH3)=0.1rnol,则n(NH4+)=0.1mol。故NH 4+、A13+、Mg 2+的物质的量之比为1:1:2。
答案:(l)过氧化钠 (2) Mg2+、A13+、NH 4+ Cu 2+、 Fe 3+
(3)n NH4+) :n(A13+) :n(Mg2+)=1:1:2