《差量法在化学计算中的应用》

MySun第-1-页共6页差量法在化学计算中的应用一、差量法的数学应用原理（等比定律）在化学反应中，各物质是按一定量的比例关系反应进行的，因此可以根据题中的相关量或对应量的差量，得到相应的解题方法——即差量法。aA＋cC＝eEacebdf二、差量法解题步骤1、分析题意：分析化学反应各物质之间的数量关系，引起差值的原因。2、确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量是否存在比例关系，以确定是否能用差值法。3、写出正确的化学方程式。4、根据题意确定“理论差量”与题中提供“实际差量”，列出比例关系，求出答案。三、利用差量法解题的类型1、质量差量法①固体质量差量法例1：将12.8g铜片放入足量AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干后，称得质量为13.56g，计算有多少克铜被氧化。解析：铜与AgNO3发生反应：Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag，从反应方程式可以看出，有64g铜被氧化，会生成216g金属银，固体质量增加152g，它与题中给出固体质量差量构成对应比例关系，可用差量法求解。解：Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag固体增加质量△m64g216g216g-64g=152gm(Cu)13.56g-12.8g=0.76gm(Cu)=0.32g【巩固练习】1．在某些硫酸铜溶液中,加入一个质量为1.12g的铁片,经过一段时间,铁片表面覆盖了一层红色的铜,取出洗净、烘干,称重,质量变为1.16g.计算在这个化学反应中溶解了铁多少克?析出了铜多少克?MySun第-2-页共6页2．将质量为100克的铁棒插入硫酸铜溶液中，过一会儿取出，烘干，称量，棒的质量变为100.8克。求有多少克铁参加了反应。3．agNa2CO3和NaHCO3混合物加热至质量减少到bg，则混合物中NaHCO3的质量分数为多少？4．把6.1g干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物放在试管里加热，当完全分解、冷却后称得剩余固体质量为4.2g，求原混合物里氯酸钾有多少克？5．将一定量NaHCO3和Cu的混合物在空气中加热到质量不再变化时，发现加热前后固体质量不变。则原混合物中Cu的质量分数为。6．2.1g平均相对原子质量为7.2的CO和H2混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体，则固体质量增加（）A．2.1gB．2.6gC．7.2gD．无法求解②液体质量差量法例2．用含杂质（杂质不与酸作用，也不溶于水）的铁10克与50克稀硫酸完全反应后，滤去杂质，所得液体质量为55.4克，求此铁的纯度。分析：Fe+H2SO4=FeSO4+H256g2g由化学方程式可知，影响溶液质量变化的因素是参加反应的铁和生成的氢气。每有56份质量的铁参加反应“进入”溶液中的同时，则可生成2份质量的氢气从溶液中逸出，故溶液质量增加56-2=54（份）。由题目给的差量55.4克-50克=5.4克，据此便可列比例求解。解：设此铁的纯度为x。Fe+H2SO4=FeSO4+H2溶液质量增加（差量）56256-2=5410x克55.4克-50克=5.4克56∶54=10x克∶5.4克答：此铁的纯度为56%。例3：天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为amol的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。解析：开始反应前和反应后均要求天平平衡，实质上是要求最终增加溶液的质量相等，即可利用溶液质量增加这一实质求解。Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑解：右盘：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑溶液质量增加△m1mol2g24g－2g=22gamol22agMySun第-3-页共6页左盘2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑溶液质量增加△m2mol6g54g－6g=48gamol24ag由于24a＞22a，放入铝的左盘要净重2ag，设在右盘应再加入镁的质量为m(Mg)右盘：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑溶液质量增加△m24g2g22gm(Mg)2ag求得m(Mg)=1124a答：应在右盘烧杯中再加1124a镁才能保持平衡。【巩固练习】7．有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液.向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到33.14g沉淀.则原混合物中钠元素的质量分数为多少？8．将4.66g卤素互化物BrClx溶于水后，通入足量SO2气体与其反应生成氢溴酸、盐酸和硫酸，再用碱将溶液调至中性后，加入过量Ba(NO3)2溶液，充分反应后滤去沉淀物，再向滤液中加入过量AgNO3溶液，最后得卤化银沉淀15.46g。试计算：（1）参加反应的AgNO3的物质的量。（2）BrClx中的x值。③、气体体积差量法例4．将12克CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为18克，求原混合气体中CO的质量分数。分析：CuO+CO=Cu+CO22844由化学方程式可知，气体质量增加的原因是CO夺取了氧化铜中的氧元素。每28份质量的CO参加反应，可生成44份质量的，使气体质量增加44=28=16（份）。现已知气体质量增加18克-12克=6克，据此便可列比例求解。解：设原混合气体中CO的质量分数为x。CuO+CO=Cu+CO2气体质量增加（差量）284444-28=2612x克18克-12克=6克答：原混合气体中CO的质量分数为87.5%。例5．将44g二氧化碳气体通入装有过氧化钠得硬质玻管,发现导出得气体变为38.4g,问MySun第-4-页共6页此过程中发生了什么反应?有多少过氧化钠参加了反应?解:过氧化钠与二氧化碳的反应为：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2设有xg过氧化钠参加反应,则有2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2△m156g88g32g88g-32g＝56gxg44-38.4＝5.6g解得x=15.6例6：在一定的温度和压强下，将装有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立在水槽中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的五分之三，求原混合气体中氮气和二氧化氮气体的体积比是多少？解析：混合气体在水中，只有NO2能与水反应，故有：3NO2（气）＋H2O=2HNO3＋NO（气）ΔV313－1=2x1－3/5=2/5则x=3/5∴V（N2）∶V（NO2）=（1－3/5）∶3/5=2∶3例7：（中考）CaCO3和炭粉的混合物在空气中加强热，使之完全反应生成CO2气体，测得生成的CO2气体与原混合物的质量相等，求原混合物中炭粉的质量分数？解析：CaCO3CaO＋CO2↑Δm1（固体质量减少）100g56g44gxg56x/100gC＋O2CO2Δm2（固体质量增加）12g32g44g32gyg32y/12g由题意得Δm1=Δm2即56x/100=32y/12整理得：数学变形得：即炭粉的质量分数为17.36%【巩固练习】：9．在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积占25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值（）A、1/5B、1/4C、1/3D、1/210．在标准状况下，将448LN2、H2、和CO2混合气体气体先通入灼热氧化铜，体积减少22.4L，再通入装有过量过氧化钠的硬质玻璃管中，体积减少11.2L。问反应完全后：混合气体由哪些气体组成且各组分的体积分别为多少？MySun第-5-页共6页11．在标准状况下，将8LH2和CO2混合气体气体通入装有过量过氧化钠的硬质玻璃管中。反应完全后点燃该混合气体，体积变为2L。问最后剩下什么气体？原混合气体中各组分的体积分别为多少？12．加热分解7.9g某固体，产生560mL（标准状况）气体A，剩余7.1g固体B。则A的相对分子质量为多少？四、其他类别例8．在天平左右两边的托盘上，各放一个盛有等质量、等溶质质量分数的足量稀硫酸的烧杯，待天平平衡后，向两烧中分别加入铁和镁，若要使天平仍保持平衡，求所加铁和镁的质量比。分析：①因硫酸足量，故铁和镁全参加反应。②由化学方程式可知，影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气。③分别加入铁和镁后，只有当天平两端增加的质量相同时，天平才可仍保持平衡。解：设所加铁与镁的质量分别为x、y（设此时天平两端增加的质量均为a）。增加的质量（差量）56256-2=54xa增加的质量（差量）24224-2=22ya56:54=x:a24:22=y:ax::y=77：8答：当酸足量时，所加的铁与镁的质量比为77：81时天平仍保持平衡。【巩固检测】1、用氢气还原10克CuO，加热片刻后，冷却称得剩余固体物质量为8.4克，则参加反应CuO的质量是多少克？2、将CO和CO2的混合气体2.4克，通过足量的灼热的CuO后，得到CO2设的质量为3.2克，求原混合气体中CO和CO2的质量比？3、将30克铁片放入CuSO4溶液中片刻后，取出称量铁片质量为31.6克，求参加反应的铁的质量？4、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。把30mL甲烷和氧气的混合气体点燃，冷却致常温，测得气体的体积为16mL，则原30mL中甲烷和氧气的体积比？5、给45克铜和氧化铜的混合物通入一会氢气后，加热至完全反应，冷却称量固体质量为37克，求原混合物中铜元素的质量分数？答案：1、8克2、7∶53、11.2克4、8∶77∶235、28.89%6、将盛有12克氧化铜的试管，通一会氢气后加热，当试管内残渣为10克时，这10克残渣中铜元素的质量分数？7、把CO、CO2的混合气体3.4克，通过含有足量氧化铜的试管，反应完全后，将导出的气体全部通入盛有足量石灰水的容器，溶液质量增加了4.4克。求：⑴原混合气体中CO的质量？⑵反应后生成的CO2与原混合气体中CO2的质量比？MySun第-6-页共6页8、CO和CO2混合气体18克，通过足量灼热的氧化铜，充分反应后，得到CO2的总质量为22克，求原混合气体中碳元素的质量分数？9、在等质量的下列固体中，分别加入等质量的稀硫酸（足量）至反应完毕时，溶液质量最大的是（）AFeBAlCBa（OH）2DNa2CO310、在CuCl2和FeCl3溶液中加入足量的铁屑m克，反应完全后，过滤称量剩余固体仍然为m克，则原混合溶液中CuCl2与FeCl3物质的量之比为（）A1∶1B3∶2C7∶D2∶7答案：1、96%5、A6、C11、将55克铁片放入硫酸铜溶液片刻，取处洗涤干燥后，称重为56.6克，求参加反应的铁和生成铜的质量各是多少？（11.2克，12.8克）12、将12.2克铁粉和铜粉的混合物放入阻量的硫酸铜溶液中完全反应后，过滤，洗涤干燥后称量，红色物质的质量为12.7克，求原来混合物中铜和铁各是多少？铜在混合物中的质量分数是多少？（3.5克，8.7克，67.2%）13、把10克铁钉放入硫酸铜溶液中，过一会取处，洗涤干燥称量，铁钉的质量为10.4克，问有多少克铜析出？（3.2克）14、把一根重50克的铁棒（过量）放入硫酸铜溶液中，充分反应后，铁棒的质量为50.24克，求参加反应铁的质量和生成铜的质量？（1.68克，1.92克）15、将铁片放入硫酸铜溶液中，充分反应后称重，铁片质量增加了16克，求参加反应的铁的质量和生成铜的质量。（112克，128克）16、将铁片放入Hg（NO3)2溶液中，充分反应后滤液的质量比反应前溶液的质量减少24克，求参加反应和铁的质量和生成Fe(NO3)2的质量。提示：Fe+Hg（NO3)2=Hg+Fe(NO3)2（9.3克，29.8克）17、一氧化碳和二氧化碳的混合气体18克，通入足量的灼热的氧化铜，充分反应后得到气体的质量为22克，求原混合物中一氧化碳和二氧化碳的质量各是多少？（7克，11克）18、将足量的一氧化碳在高温下通过100克铁和氧化铁的混合物，完全反应后，共得到76克铁，求原混合物中氧化铁的质量分数？（80%）