化学方程式计算的技巧与方法

.化学方程式计算的技巧与方法：（1）差量法（差值法）化学反应都必须遵循质量守恒定律，此定律是根据化学方程式进行计算的依据。但有的化学反应在遵循质量守恒定律的州时，会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比，可求出化学反应中反应物或生成物的质量，这一方法叫差量法。此法解题的关键是分析物质变化的原因及规律，建立差量与所求量之间的对应关系。如：①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2反应后固体质量减小，其差值为生成氧气的质量②H2+金属氧化物金属+水，该变化中固体质量减少量为生成水中氧元素的质量（或金属氧化物中氧元素的质量）③CO+金属氧化物金属+CO2，该变化中固体质量减少量为气体质量的增加量。④C+金属氧化物金属+CO2，反应后固体质量减小，其差值为生成的二氧化碳的质量。⑤2H2+O22H2O，反应后气体质量减小，其减小值为生成水的质量。⑥金属+酸→盐+H2，该变化中金属质量减小，溶液质量增加，其增加值等于参加反应的金属质量与生成氢气质量的差值。⑦金属+盐→盐+金属，该变化中金属质量若增加，溶液的质量则减小，否则相反。其差值等于参加反应的金属质量与生成的金属质量的差值。⑧难溶性碱金属氧化物+水，该变化中固体质量减小，其差值为生成的水的质量例：为了测定某些磁铁矿中四氧化三铁的质量，甲、乙两组同学根据磁铁矿与一氧化碳反应的原理，分别利用两种方法测定了磁铁矿中四氧化三铁的质量分数，已知磁铁矿与一氧化碳反应的化学方程式如下：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(1)甲组同学取该磁铁矿10g与足量的一氧化碳充分反应，并将产生的气体通入足量的氢氧化钠溶液中，溶液的质量增加了5.5g，请你根据甲组同学的实验数据，计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。(2)乙组同学取该磁铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为8g，请你根据乙组同学的实验数据，计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。解析：（1）甲组同学的实验中被氢氧化钠溶液吸收的是CO还原Fe3O4生成的CO2，由5.5gCO2的质量作为已知条件，根据方程式可计算出Fe3O4的质量（2）乙组同学的实验中10g样品被CO充分还原后剩余8g固体，减少的质量为Fe3O4中氧元素的质量，利用产生的差量即可求出Fe3O4的质量。也可以根据题中杂质不参加反应来建立等量关系，求出Fe3O4的质量。答案：（1）Fe3O4+4CO3Fe+4CO2232176x5.5g232/x=176/5.5g解得x=7.25g样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%答：样品中Fe3O4的质量分数为72.5%（2）设样品中Fe3O4的质量分数为xFe3O4+4CO3Fe+4CO2△m232168232-168=64x10g-8g=2g232:64=x:2gx=7.25g样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%答：样品中Fe3O4的质量分数为72.5%（2）关系式法关系式法就是根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包含的各种比例关系，找出已知量与未知量之间的比例关系式直接列比例式进行计算的方法。关系式法有如下两种类型．(1)纵向关系式经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”，将多步运算转化为一步计算(2)横向关系式①几种不同物质中含相同的量，根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算②有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同，根据这一相同的生成物，找出有关物质的关系式，依此关系式进行计算可建华运算过程。关系式法抓住已知量与未知量之间的内在关系，建立关系式，化繁为简，减少计算误差，是化学计算常用方法之一。例：碳酸氢钠（NaHCO3）俗称小苏打，是一种白色固体，是焙制糕点的发酵粉的主要成分之一，它能与稀硫酸等酸反应生成CO2，试回答：（1）写出NaHCO3与稀硫酸反应的化学方程式（2）如何用98%的硫酸（密度为1.84g/mL）配制980g18.4%的硫酸溶液？（3）现将45gNaHCO3（混有KHCO3）固体粉末加入100mL稀硫酸，恰好完全反应后是气体全部逸出，固体粉末的质量与产生CO2的体积的关系如图（该状况下，CO2的密度为2g/L）所示，计算：①求100mL稀硫酸中硫酸的质量②若稀硫酸为120mL时，加入固体粉末为58.5g，求产生CO2的体积。解析：(1)书写化学方程式时注意化学方程式的配平和“↑”的书写(2)设配制980g18．4％的硫酸溶液需98％的硫酸(密度为t．84g／mL)的体积为x，则：x×1.84g／ml×98%=980g×18．4％，x=100mL，需水的质量为：980g-100ml×1．84g／mL=796g；配制过程中应注意一定要把浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(3)由图像可以看出，45g固体粉爪与100ml稀硫酸恰好完全反应生成CO211L，11LCO2的质量为l1L×2g／L=22g，根据CO2的质量可计算出100mL稀硫酸中硫酸的质量：由100mL稀硫酸能与45g固体粉末完全反应，可计算出120mL稀硫酸能与54g固体粉未完全反应，而加入的固体粉末为58.5g，则固体粉末有剩余，稀硫酸完全反应生成CO2气体11L，则120mL稀硫酸与54g固体粉末完全反应生成二氧化碳的体积为：答案：（1）2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2CO2↑+2H2O（2）将100ml98%的H2SO4沿着烧杯内壁慢慢倒入796ml水中，同时用玻璃棒不断搅拌。（3）解：①45g固体完全反应时生成CO2的质量m(CO2)=11L×2g/L=22g设硫酸溶液中H2SO4的质量为x由（1）得H2SO4——2CO29888x22gx=(98×22g)/88=24.5g②设与120mL稀H2SO4完全反应的固体粉末的质量为y100mL/120mL=45g/yy=54g58.5g所以固体粉末过量，以硫酸的量进行计算：V（CO2）=(11L×120mL)/100mL=13.2L答：100mL稀硫酸中硫酸的质量为24.5g，产生的CO2的体积为13.2L。（3）平均值法混合物中确定各组分的有关计算是初中化学计算中难度较大的一种题型．如混合物中各组分均能与某一物质反应且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组成成分均含有同一种元素，要确定其成分的有天计算可用平均值法求解。解答此类题的关键是要先找出混合物中各成分的平均值(如平均二价相对原子质节、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等)，此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间。利用这些平均值解题的方法叫做平均值法。下面分类进行讨论：(1)平均二价相对原子质量法由金属单质组成的混合物，要判断混合物的组成或计算某一成分的质量，利用平均二价相对原子质量法计算较为快捷、准确。解题时先设该混合物为一种纯净的二价金属，利用化学方程式或其他方法求出平均二价相对原子质量，混合物各组分中一种金属的二价相对原子质量小于半均二价相对原子质量，则另一种金属的二价相对原子质量必须大于平均二价相对原子子质量，据此求出正确答案。二价相对原子质量=×2如：Na的二价相对原子质量=×2=46Mg的二价相对原子质量=×2=24Al的二价相对原子质量=×2=18设一种二价金属R的质量为m，其二价相对原子质量为M，与足量稀硫酸反应产生H2的质量为xR+H2SO4==RSO4+H2↑M2mx解得：x=m/M×2即金属与足量稀硫酸反应，生成H2的质量与该金属质量成正比，与该金属二价相对原子质量成反比，若像Cu等金属与稀硫酸不反应，即产生的H2的质量为零。注意：①二价相对原子质量和相对原子质量有本质区别，前者为一假设值。②Cu、Ag等不与稀硫酸或稀盐酸发生置换反应的金属产生H2质量为0。⑧金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应产生氢气的质量为：④制取一定量的氢气需要金属的质量为：例：小明同学用6.5g不纯的锌与足量稀盐酸完全反应，收集到H2的质量为0.205g，已知其中含有另一种金属杂质，这种金属杂质不可能是（）A.铁B.铝C.铜D.镁解析：由题意可知，两种金属混合物6.5g与足量的稀盐酸反应生成了0.205g氢气，则混合物的二价相对原子质量为(6.5/0.205)×2=63.4,。已知Zn、Fe、Al、Cu、Mg五种金属的二价相对原子质量分别为65,56,18，∞（无穷大），24，混合物中含有Zn，则另一种金属的二价相对原子质量不能大于63.4，所以这种金属杂质不可能是Cu。（2）相对分子质量平均值法由化合物组成的混合物，要判断混合物中各物质是否存在或计算某成分的质量，可用相对分子质量平均值法解题。解题时根据化学方程式和其他方法求出平均相对分子质量，混合物中一种物质的相对分子质量如果大于平均相对分子质量，则另一种物质的相对分子质量必小于平均相对分子质量，据此可求出正确答案。（3）质量平均值法利用混合物中平均质量解题方法。（4）质量分数平均值法混合物中某元素的质量分数总是介于混合物中一种成分该元素的质量分数与另一种成分中该元素的质量分数之间，据此可确定混合物的组成。4.守恒法化学变化中等量关系的简历，有一条很重要的定律——质量守恒定律，即参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。在实际应用中，上述定律演绎为：a化学反应前后，物质发生变化生成新物质，但组成物质的元素种类不变，质量不变；b化学反应前后，分子本身发生变化，而分子的数目虽然有的改变，但原子的种类，数目不变。该定律反映出化学反应中的一些等量关系，是解化学试题的思路之一。利用化学反应前后某些量之间的等量关系，推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。下面分类进行讨论：（1）质量守恒法①发宁前后反应物与生成物质量守恒②溶液混合或稀释前后，溶质总质量守恒③化学反应中某些元素的质量守恒（2）电荷守恒法溶液中阴、阳离子个数不一定相等，但正负电荷总数相等。（3）比例守恒法利用试题中潜在的某些量之间的比例恒定不变的原理来解题的一种方法。例：某二价金属M的氧化物10g与90g稀硫酸恰好完全反应后，形成无色透明溶液，测得反应后溶液中溶质的质量分数为30%，请计算（结果保留一位小数）：（1）该金属M的相对原子质量和上述新硫酸中溶质的质量分数（2）反应后溶液中氢元素与氧元素的质量比解题：（1）由质量守恒定律可知，反应后溶液中溶质质量为100g×30%=30g设金属M的相对原子质量为M，稀硫酸中H2SO4的质量为xMO+H2SO4==MSO4+H2OM+1698M+9610gx30g（M+16）：（M+96）=10g：30g解得M=24，可知M为镁元素98:40=x:10gx=24.5g硫酸溶液中溶质的质量分数为：24.5g/90g×100%=27.2%（2）反应后溶液中MgSO4的质量为30g，则水的质量为70g，氢元素的质量即水中氢元素的质量，氧元素的质量是水与硫酸镁中氧元素的质量和氢元素与氧元素的质量比为：（70g×）：（70g×+30g×）=35:3525.假设量法在所给题目中缺少实例，无数据，仅有字母或仅有比值，在解答该类题设未知数之前，先假设一个题目中缺少的关键量为假设量，即一个已知量，补充解题的条件。然后，此假设量可参与整个化学计算，使计算过程简单，清晰。但该假设的已知量只帮助解题，不会影响最终结果，这种解题方法叫假设量法。具体有两种类型：假设用具体的物质代替题目中抽象或不定的物质来解题。②假设一具体数据代替题目中未知数据来解题。a.题目中给出化学反应前后某两种物质的等量关系（已知条件），求混合物中各组分间的质量比—找等量设为假设量。b.题目中给出某种物质的质量分数（已知条件），求另一种物质的质量分数—找条件中给出的质量分数所对应的物质质量为假设量例:已知完全中和一定量的某盐酸，需100g80%的氢氧化钾溶液，若改用100g80%的氢氧化钠溶液，则反应后溶液的pH（）A.大于7B.小于