化学计算题巧解十法及混合物中各元素质量分数计算技巧

1化学计算题巧解十法一、关系式法关系式法主要用于多步反应的化学计算，根据化学方程式中有的关系，建立起已知和未知的关系式，然后进行计算，这样能够省去中间过程，快速而准确。例一、今有13g锌，把它投入足量的稀硫酸中，放出的氢气可以跟多少克纯度为80℅的氯酸钾完全分解放出的氧气完全反应生成水？此题如果用常规方法需要几步计算：①根据13g锌求生成氢气的质量，②根据氢气的质量求氧气的质量③根据氧气的质量求KClO3的质量，这种解法步骤多计算量大，费时费力，但如果用下述方法则极为简便。解：设需纯度为80℅的KClO3的质量为X2KClO3=====2KCl+3O2↑2H2+O2=====2H2OZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑依上述方程式可得：2KCLO3~3O2~6H2~6Zn可知：KCLO3~3Zn122.53*6580%x13g解得：x=10.2g用关系式发解题，首先要写出各步反应方程式调整化学方程式中的计量数关联的各个化学方程式中的有关物质的计量数相等，进而找出有关物质的关系式再找出关系量进行计算。二．差量法差量法是利用变化前后物质的质量差建立解题关系式的方法，其基本解题思路是:将过程中某始态量与终态量之差值跟化学方程式中物质的相应量列成比例关系，然后求解。这种方法不受混合物中其他不参加反应物质的影响。差量的范围可以是“物质的质量差、相对分子质量差、相对原子质量差”。例2、将H2缓慢通入盛有20gCuO的试管中，加热使其反应，过一会停止加热，冷却后称得残余固体质量为19.2g，求生成铜的质量？解设生成铜的质量为XCuO+H2==Cu+H2O固体质量减少806416X20—19.2=0.864：X=16：0.8X=3.2（g）差量法的运用范围较广，当遇到反应前后质量发生增减的混合物，可抓住质量变化的原因，运用差量法计算。3、守恒法守恒法主要包括质量守恒、原子数目守恒、元素种类守恒、电荷守恒等。其基本解题思路是根据问题的始终态之间的某种守恒关系求解。这是一种整体思维方式上的应用。例3、在CO和CO2的混合物中，含氧元素64%，将该气体5g通入足量的灼热CuO中，充分反应后，气体再全部通入足量的石灰水中，得到白色沉淀的质量为多少？解、混合物中碳元素全部转化到CaCO3中，根据元素质量守恒，生成物CaCO3中C元素与原混合物中所含C元素质量相等。设得到CaCO3质量为X则5g*（1-64%）=X*C/CaCO3*%解得X=15gMMMMMMMMMMMMMMMnO2点燃加热24、十字交叉法此法在溶液的配制计算方面有较好的效果，但也广泛应用于两种物质组成的混合物计算，找准十字交叉点是计算的关键。例4、怎样用85%的酒精和20%的酒精配制70%的酒精？解、高浓度8570—207050：15=10：3低浓度2085—70既取10份质量为85%的酒精和3份质量为20%的酒精混合即可得到70%的酒精。5、质量比例法此法就是根据题目的特点，利用元素或有关物质的质量比进行求解，此法能有效避免书写化学方程式，运算简便的特点。例5、在高温时4.8克某铁的氧化物与CO充分反应，得到3.36克铁，求该氧化物的化学式。解、设铁的氧化物的化学式为FexOy56X：16Y=3.36：（4.8-3.36）得X：Y=2：3则铁的氧化物的化学式为Fe2O36、规律法中学化学知识有许多规律，对这些规律的熟练掌握及灵活运用，回对做化学习题带来很多方便。例6、同质量的铁锌镁铝分别与足量稀硫酸反应，在相同状况下产生氢气的质量由多到少的顺序是（）解、等质量各金属与足量酸反应有以下规律：化合价：相对原子质量，这一比值越大，产生的氢气质量越多，因为3：272：242：562：65，所以其顺序为Al、Mg、Fe、Zn。7、特殊值法此法是以满足题意要求的特例代替一般式子或符号，能使比较抽象复杂的题目变的具体简捷，特别是对计算型选择题有更广泛的应用。例7、有关数据如下，请计算W%化合物X2YYZ2X2YZ3Y的质量分数40%50%W%解、因为此化合物X2Y和YZ2中Y的质量分数分别为40%和50%，则可用30、40、20作为X、Y、Z的相对原子质量，从而：W=40/30*2+40+20*3*100%=25%8、估算法有时计算选择题可以不经过精确计算，而通过分析、推理或简单口算、心算达到快速求解的效果。例8、A、B两种化合物都只含有X、Y两种元素，A、B中X的质量分数分别为30.4%和25.9%，若已知A的化学式为XY2，则B的化学式可能是A、XY2B、X2YC、X2Y3D、X2Y5解、根据相关比较A的化学式为XY2且X含量AB。所以B中的XY原子个数比必须小于1：2。故选D。39、拆分定比法此法是利用混合物中各组成物中部分元素的原子个数符合一定比例关系来求解例9、有一包FeSO4和Fe2（SO4）3组成的固体混合物，已知氧的质量分数为2a%，则混合物中Fe的质量分数为多少？解、此题按照一般方法列式容易，但计算繁杂。通过分析可以把混合物分成两种成分：Fe和SO4，而不论FeSO4和Fe2（SO4）3以何种比例混合，S原子和O原子个数比均为1：4，质量比为1：2，因为O的质量分数为2a%，，则S的质量分数为a%，所以Fe的质量分数为1-3a%。10、平均值法例10、现有KCl和KBr的混合物8克，将混合物全部溶于水并加入过量的AgNO3溶液，充分反应后产生沉淀13克，则原混合物中钾元素的质量分数为多少？解、用X代表Cl，Br，用Y代表其相对原子质量。KX+AgNO3==AgX↓+KNO339+Y108+Y8g13g解得Y=71.4W（K）=39/（39+71.4）*100%=35.3%跟踪训练：用足量CO还原15.2克FeO和Fe2O3的混合物，将产生的二氧化碳气体通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀25克，混合物中FeO和Fe2O3的质量比为多少？提示：此题首先要根据得到沉淀25克，计算出反应生成的二氧化碳气体质量，然后列出方程组，就可以解出答案。设生成CO2质量为XCO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O44100X25g解得X为11克另设混合物中FeO的质量为Y，则Fe2O3的质量为（15.2-Y），FeO反应生成CO2质量为Z，则Fe2O3反应生成CO2质量为（11-Z）CO+FeO===Fe+CO2；3CO+Fe2O3==2Fe+3CO272441603*44YZ15.2-Y11-Z72：44=Y：Z（1）160：132=15.2-Y：11-Z（2）解（1）和（2）的方程组就可以得出答案。4混合物中各元素质量分数计算技巧混合物中各元素的质量分数计算，由于涉及到很多的相对原子质量（相对分子质量）的计算，而且要设很多的未知量，计算过程显得繁琐。在考试过程中，这样的计算无疑会占了大量的考试时间。所以有必要寻求它们的计算技巧，以下就是这类题目的计算技巧。一、混合物中某种元素的质量分数可忽略例1：Na2O2和NaOH的混合物，其中Na的质量分数为58%，则混合物中氧元素的质量分数是（）分析：初看此题，在Na2O2和NaOH的混合物中，钠、氧、氢三种元素之间并没有一定的关系，所以只能老老实实地应用平常的方法去设未知数列方程求解。细细分析，我们知道，在Na2O2和NaOH的混合物中，氢元素所占的质量分数是非常小的，甚至我们可以认为氢元素的质量分数可以忽略不计。所以氧元素的质量分数接近于42%（由100%－58%得到）。二、混合物中某两种（或两种以上）元素的质量比是定值例2：FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物，其中Fe的质量分数是31%，则混合物中氧元素的质量分数是（）分析：FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物中由铁、硫、氧三种元素组成，其中铁元素的质量分数为31%，那只能求得硫与氧元素的质量之和为69%。我们仔细分析FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物，发现不管是FeSO4还是Fe2(SO4)3，硫元素的质量与氧元素的质量有固定的比值，为32比64，即1比2，又硫与氧元素的质量之和为69%，则氧元素的质量分数为46%。三、混合物中把有固定组成的元素进行归类。例3：Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物，其中S的质量分数是25.6%，则混合物中氧元素的质量分数是（）分析：Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中也有三种元素，如果想用例2的方法去寻找三种元素质量之间的比例关系，则毫无办法。但是我们发现，我们可以把Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物分为二种“成分”，一种是Na2S，另一种是O元素，很明显，在第一种“成分”Na2S中，钠元素与硫元素有固定的质量比，即46比32，而硫元素的质量分数是25.6%，则钠元素的质量分数为36.8%，则氧元素的质量分数为1－36.8%－25.6%＝37.6%。例4：在混合物CO、HCOOH和C2H2O3中，氢元素的质量分数为a，则碳元素的质量分数为（）分析：本例题的解题方法与例3非常类似，在我们找不到C、H、O三种元素的固定的质量比关系时，我们想办法把混合物CO、HCOOH和C2H2O3分成两个固定组成的“成分”，即CO和H2O，所以，混合物CO、HCOOH和C2H2O3可以看成是CO、CO·H2O和2CO·H2O。在H2O中，氢元素与水的质量比为2比18，即1比9，又已经氢元素的质量分数为a，所以H2O的质量分数为9a，则CO的质量分数为1－9a，而碳元素占CO的比例是12比28，即3/7，所以，混合物中碳元素的质量分数为（1－9a）3/7。5例5:Na2S、NaBr的混合物中，钠的质量分数为37%，求Br的质量分数？分析：（化合价法则法）该题的解答用上述几种方法均难奏效，将混合物中各元素的化合价利用起来，然后用正负化合价代数和等于零的规律（化合价法则）去列式求解不失为一种巧妙方法。首先，设混合物的相对质量为100，Br的相对质量为x，则混合物中Na的相对质量为37，硫的相对质量为（100–x-37），从而得出Na、S、Br三种原子的原子个数分别为：37/23、（100-x-37）/32、x/80；接着，利用化合价法则列出方程----37×1/23+（100-x-37）×（-2）/32+x（-1）×/80=0；最后，解此方程求出x的值为46.6克，得出混合物中Br的质量分数为46.6%。例6.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21：8，则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是（）A.9：20：5B.9：20：33C.2：5：3D.5：6：3分析本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比，要求的是混合物中三种物质的质量比，然而单纯从质量关系的角度出发，却很难找到一条顺畅的答题思路。如果能抓住已知条件，将质量比转化为原子个数比，问题的解答就会由“疑无路”进入“又一村”的境界：由铁与氧的质量比为21：8，可得出混合物中铁与氧的原子个数比为21/56：8/16=3：4。由于混合物的成分之一Fe3O4中的铁氧原子数比与这一比值一致，因此，混合物中Fe3O4的质量无论多少，都不会影响混合物中铁原子与氧原子的个数比为3：4。通过对FeO、Fe2O3组成特点的分析又可得出，FeO、Fe2O3必须按分子数1：1的比例混合，才能保证混合物中铁原子与氧原子的个数比为3：4。从而得到混合物中三种氧化物的分子个数比为1：1：任意数，三种物质的质量比为：（56+16）：（56×2+16×3）：任意值=9：20：任意值，符合题意的选项为A、B。练习1、MgSO4、NaHSO4和MgSO3组成的混合物中，S的的质量分数为A%，则O的质量分数为多少？2.MgSO4和CuSO4组成的混合物中，S的的质量分数为A%，则Cu的质量分数为多少？3.MgO和Fe2O3中，氧元素的质量分数为25%，则氧化铁的质量分数为多少？64.MgSO4和MgSO3组成的混合物中，S的的质量分数为A%，则MgSO4的质量分数为多少？5.已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中含硫a%，则氧元素的质量