第44讲化学计算

1（4）第44讲化学计算（建议2课时完成）[考试目标]1．掌握化学常见的计算方法2．了解化学计算的常见题型、解题思路和解题技巧[要点精析]一、化学计算的常见题型1．有关相对原子量、相对分子量及确定化学式的计算2．有关物质的量的计算3．有关气体摩尔体积的计算4．有关混合物质量分数、体积分数的计算5．有关溶液质量分数、物质的量浓度的计算6．有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算7．利用化学方程式的计算[例题1]今测得某硝酸铵化肥中含氮量为38.5%，则该化肥中可能混有（）Ａ．NH4HCO3Ｂ．(NH4)2SO4Ｃ．NH4ClＤ．CO(NH2)2[解析]NH4NO3中氮元素的质量分数=%100234NONHN=%10080142=35%，按照同样的方法计算各物质中氮元素的质量分数，只有尿素中氮元素的质量分数高于35%，所以选D。答案：D。[例题2]N、O两种元素形成的化合物中N、O两种元素的质量比为7：12，试写出其化学式。[解析]设其化学式为NxOy，则：mN：mO=14x：16y=7：12所以，x：y=2：3化合物的化学式为：N2O3[例题3]稀硫酸和稀盐酸的混合液100mL加入0.3mol/L的氢氧化钡溶液100mL，充分反应后，经过滤得沉淀2.33g，又测得所得滤液中OH-浓度为0.1mol/L。则原混合液中稀硫酸和稀盐酸的物质的量浓度分别为___________、_____________（设不考虑溶液体积的变化）。[解析]设硫酸的物质的量为xH2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O1mol233gX2.33gggxmol33.22331x=0.01mol滤液中nOH-=0.1mol/L×0.2L=0.02mol∴反应消耗的nOH-=0.3mol/L×2×0.1L-0.02mol=0.04mol0.1mol硫酸消耗0.02molOH-，所以，盐酸消耗0.02molOH-，nHCl=0.02mol原混合液中CH2SO4=LmolLmol/1.01.001.0CHCl=LmolLmol/2.01.002.02（4）二、常见的计算方法和解题技巧1．关系式法：关系式法是根据化学方程式计算的巧用，其解题的核心思想是化学反应中质量守恒，各反应物与生成物之间存在着最基本的比例（数量）关系。[例题4]某种H2和CO的混合气体，其密度为相同条件下氧气密度的1/2，将3.2g这种混合气体在足量的O2中充分燃烧后通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中，最后容器中固体质量增加了()A．3.2gB．4.4gC．5.6gD．6.4g[解析]此题应根据化学方程式中体现的计量关系用以下关系式巧解：固体增加的质量即为H2的质量。固体增加的质量即为CO的质量。所以，最后容器中国体质量增加了3.2g，应选A。解题关键是找出反应中量的关系。2．守恒法化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。[例题5]FeS2与硝酸反应产物有Fe3+和H2SO4，若反应中FeS2和HNO3物质的量之比是1∶8时，则HNO3的还原产物的化学式为_________。[解析]设反应中FeS2和HNO3物质的量分别是1mol和8mol，则未被还原（生成硝酸铁）的硝酸为3mol，被还原的硝酸为5mol。又设HNO3的还原产物中N元素的化合价为x，根据电子转移守恒可得：5·（+5-x）=1·[+3-（+2）]+2·[6-（-1）]解得x=+2，则还原产物为NO。[例题6]酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下：c(NH4+)=2.0×10-6mol/L、c(Cl-)=6.0×10-6mol/Lc(Na+)=3.0×10-6mol/L、c(NO3-)=2.3×10-5mol/L、c(SO42-)=2.8×10-5mol/L。则此次雨水的pH大约为()A．3B．4C．5D．6【解析】根据电荷守恒（由于溶液呈酸性，故计算中可以略去氢氧根离子）c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(NO3-)+2c(SO42-)，c(H+)=c(Cl-)+c(NO3-)+2c(SO42-)-c(NH4+)-c(Na+)=6.0×10-6mol/L+2.3×10-5mol/L+2×2.8×10-5mol/L-2.0×10-6mol/L-3.0×10-6mol/L=8.0×10-5mol/LpH=-lg[H+]=5-lg8≈4正确答案为B。3．差量法找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。3（4）[例题7]加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧化镁的质量分数为()[解析]设MgCO3的质量为xMgCO3MMgO+CO2↑混合物质量减少应选A。4．平均值法平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题技能。它是根据MAMB，只要求出（或已知）平均值，就可判断MA或MB的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。[例题8]现有某氯化物与氯化镁的混合物，取3.8g粉末完全溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应后得到12.4g氯化银沉淀，则该混合物中的另一氯化物是()A．LiClB．KClC．CaCl2D．AlCl3[解析]解法一：若3.8g纯MgCl2生成AgCl沉淀的质量为：分别计算3.8gLiCl、3.8gKCl、3.8gAlCl3、3.8gCaCl2分别生成AgCl沉淀的质量是否大于12.4g。3.8gLiCl生成AgCl沉淀质量为：4（4）3.8gKCl生成AgCl沉淀质量为：7.32g12.4g3.8gCaCl2生成AgCl沉淀质量为：9.83g12.4g3.8gAlCl3生成AgCl沉淀质量为：12.3g12.4g所以只有A选项符合题意。解法二：用“提供1molCl-所需氯化物的质量”求解。Cl-的物质量12.4g/143.5g/mol=0.0864mol，混合物“提供1molCl-所需氯化物的平均质量”为3.8g/0.0864mol=43.98g/molCl-，MgCl2、LiCl、KCl、CaCl2、AlCl3的“提供1molCl-所需氯化物的质量”分别为47.5g/molCl-、42.5g/molCl-、74.5g/molCl-、55.5g/molCl-、44.5g/molCl-，只有42.5(LiCl)43.9847.5(MgCl2)故氯化镁中一定含有氯化锂。所以只有A选项符合题意。三、进行化学计算的基本步骤解题没有一成不变的方法模式。但从解决化学问题的基本步骤看，考生应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式，它还反映了解题的基本能力要求，所以称之为解题的“能力公式”。1．认真审题，挖掘题示信息；2．灵活组合，运用基础知识；3．充分思维，形成解题思路；4．选择方法，正确将题解出。