0 0 类别 : 课件

化学计算是将基本概念、基本理论、元素、化 合物知识和化学实验等综合应用的一种基本技能 , 它涉及到化学和数学两种知识，而通过计算，又 能进一步加深理解和巩固化学基础知识。 应用解题的一些技巧，不但能使解题速度加快 ，还能提高解题的准确性。 下面列举几种最常用的解题技巧。 一、巧找关系 1、关系量法在化学式计算中的运用。 ——感受 以不变应万变的从容。 （ 1）依据：化学式表示的含义； 化合物中各元素的质量比就是原子的 相对原子质量 总和的比；即化合物中各元素的质量 比 =各元素的 原子（微粒）个数 ×该原子的相对原 子质量的比。 （ 2）典型例题： 例 1 、相同分子个数的 SO2和 SO3中， O元素的 质量 比 。 解析： 2O ~ SO2 ~ SO3 ~ 3O 2 ×16 3 ×16 即 SO2 和 SO3 中 O元素的质量比为 2： 3 例 2 、 相同质量的 SO2和 SO3分子个数比为 。 解析：此题仍可用关系量法。 假设相同质量的 SO2和 SO3分子个数比 χ： y，由此 得关系量： χSO2 ~ y SO3 64χ 80y 1 1 64χ ： 80y = 1 ： 1 答：相同质量的 SO2和 SO3分子个数比为 5： 4。 χ y 5 4= 例 3、 X元素的一个原子的质量是 m克， Y元素的相对原 子质 量为 A，化合物 XY2的相对分子质量是M，则 W克 XY2 中含有 Y原子的数目是 。 A 、 2W（M-2A） /M·m B、 2WA/(M-2A) C 、 W(M-2A)/2Mm D 、 m(M-2A)/2Mw 解析：此题在化学式的计算中，综合了原子质量，相对原子的 质量、元素质量、物质质量的计算，解此题的关 键是找 出其中的关系量： 设：W克 XY2中含有 a个 XY2分子，则 Y原子 的数目为 2a个 由题意，得关系量 a XY2 ~ aX ~ 2aY W am aM aM-2aA 2aA 所以 Y原子的数目为 W aM aM-2aA= W (M-2A) M·m 2W (M-2A) M·m a= 化合物中各微粒的实际质量 化合物中各微粒的相对质量 例 4 、 有一不纯的硫酸铵样品的含氮质量分数为 20%，则该 样 品含硫酸铵的纯度是多少？ 解析：有关不纯物中某元素质量分数的计算，除了用公式的方 法解决外，也可用关系量法解题。为了便于理解 ，我们 假设该样品的质量为 m克，纯度为 χ。 根据化学式可得关系式： (NH4)2SO4 ~ 2N 132 28 m×χ m ×20% χ =94.3% 答：样品中硫酸铵的纯度为 94.3%。 142 28 χ 20%= 小结： 化学式实质上告知我们的是一个有关 物质中各微 粒的个数关系，从而由个数 ×该微粒的相对质量得 到各 微粒间的质量比，例出比例式求解。 无论是已知微粒个数求质量，还是已 知质量求微 粒个数，我们都可以根据化学式列出物质中各微粒 的个 数比这个关系量，采用以不变应万变的策略进行求 解。 2、关系量法在多步化学反应一步计算中的运用。 ——感受简便计算的快乐。 这类计算根据多步化学反应方程式中有关物质量的 关系， 建立起已知量和未知量之间的关系式，然后进行计算。 例 5 、 将 13克锌粒投入足量的稀硫酸中，放出的氢气能跟多 少 克高锰酸钾完全分解时放出的氧气恰好完全反应 ？ 解析：与本题有关的化学方程式有： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2 ↑ 2H2+O2 ===== 2H2O 如果按常规计算，该题应先根据锌的质量求出氢气的 质量，再由氢气质量求出与其反应的氧气质量，最后根据高锰 酸钾的分解反应求所需的高锰酸钾质量。该题中的化学方程式 计算最少得三步，而氢气和氧气的质量都不是我们的最终目标 ，在此只是起到了一种桥梁的关系。 △ 点燃 解：设需要 KMnO4的质量为 χ， 由反应： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2 ↑ 2H2+O2 ===== 2H2O 得关系量： 2KMnO4 ~ O2 ~ 2H2 ~ 2Zn 158 65 χ 13 158： 65= χ ： 13 χ=31.6（克） 答：略 △ 点燃 小结： 多步反应一步计算法中的关键： 通过多步 化学反应中的中间量（桥梁）建立起已知 物和 待求物间的关系量，再由关系量列出比例 求解。 二、巧用差量 1、依据：质量守恒定律。 2、常见类型： （ 1） 2KClO3 2KCl+3O2 ↑ CaCO3 CaO+CO2 ↑ 反应后固体质量减少，其差值为生成的气体的质量。 （ 2） H2+金属氧化物 金属 +水 CO+金属氧化物 金属 +CO2 反应后固体质量减少，其差值（减少量）为金属氧化物失 去的氧元素的质量。 （ 3） C+金属气化物 金属 +CO2 反应后固体质量减少，其差值为生成 CO2的质量。 △ △ MuO2 △ △ △ （ 4）金属 + 酸 盐 + H2 ↑ 该反应中，金属的质量一定减少，溶液的质量一定增加， 其中溶液质量的增加值等于参加反应的金属质量减去生成的氢气 的质量。 （ 5）金属 + 盐 新盐 + 新金属 该反应，若金属的质量增加，则溶液的质量必减少，而若金 属的质量减少，则溶液的质量必增加。其差值等于参加反应的金 属质量减去生成的金属质量。 （ 6）不溶性碱 碱性氧化物 +H2O 该反应中，固体的质量减少，其差值为生成的 H2O的质量 。 △ 例 6：将 H2通入盛有 8克 CuO的试管中，加热一会儿后停止加 热， 继续通入 H2到试管冷却，称得固体剩余物的质量为 7 克。 求剩余物中 Cu的质量为多少克？ 解析：该反应中试管中的固体质量减少，其减少量为参加反应的 氧元素的质量。 设剩余物中 Cu的质量为 χ克 H2 + CuO Cu + H2O m = CuO – Cu△ 64 80 - 64=16 χ 8 - 7=1 64 ： 16= χ： 2 χ=4（克） 答：略。 △ 例 7：现将一根据质量为 30克的洁净的铁丝插入一硫酸铜溶液 中， 作用一会儿后（假设析出的铜完全附在铁丝表面） ，取出 铁丝，洗净，干燥后称得质量为 30.4克，求有多少 克铜附 在铁片表面？ 解析：该反应中溶解的铁（反应的铁）的质量比生成的铜的质量 （附在铁丝上的铜）少，因而固体的质量增加，其 差值为 生成的铜与参加反应的铁的差值。 设有 χ克铜附在铁片表面 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu m = Cu – Fe△ 64 64 – 56 = 8 χ 30.4 – 30 = 0.4 64 ： 8 = χ： 0.4 χ=3.2（克） 答：略。 例 8： NaCl和 Na2CO3的混合物 15.6克与 108.8克某质量分数 的盐酸 恰好完全反应，蒸发反应后的溶液，得到干燥后的晶 体 16.7 克，求原混合物中 NaCl的质量？ 解析：此反应中 NaCl不参加反应， Na2CO3与 HCl反应生成 NaCl， 其质量增加，增量为两者的差值。 设原混合物中有 NaCl为 χ克，则 Na2CO3的质量为（ 15.6- χ ）克 Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+H2O+CO2 ↑ m = Na△ 2CO3 – 2NaCl 106 117 – 106 = 11 （ 15.6 -χ ） 16.7 – 15.6 = 1.1 106 ： 11 = (15.6-χ) ： 1.1 χ=5（克） 答：略。 小结： 差量计算的依据还是质量守恒定律。 解题的 关键是要寻得造成反应前后质量改变的量的关 系， 列出关系量，简化计算过程，也简化了计算过 程中 的数据处理，从而提高解题的准确率和解题速 度。 三、巧作假设 ——补充题中似乎不足的关键量，寻求解题突破口。 假设用具体物质代替题目中抽象 或不定的物质 1、主要类型 假设用具体数据代替题目中的未 知数据 2、典型例题： （ 1）假设用具体物质代替题目中抽象或不定的物质。 例 9：完全中和某一强酸溶液，需要一定质量的 NaOH， 如改用相同质量的 KOH，反应后溶液的 PH （ ） A.大于 7 B.小于 7 C.等于 7 D.无法确定 解析：题中给出的强酸为一种不定的酸，它可以是盐酸、硫酸、 硝酸等等。这给解题带来了困难，因而我们给题中 的不 定物质作出假设，补充其中的不足量，简明解题过 程。 设题目中的强酸溶液为硫酸溶液，含 H2SO498克 H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O 98 80 H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O 98 112 现只有 80克 KOH与 H2SO4反应，所以反应中 H2SO4过量， 溶液 PH＜ 7。 （ 2）假设具体数据代替题目中未知数据。 ①设：“ 100”法在解题中的活用 例 10：在化合物 X2Y和化合物 YZ2中， Y的质量分数分别为 40%和 50% 求化合物 X2YZ3中 Y的质量分数。 解析：设化合物 X2Y的式量为“ 100”，则 Y的相对原子质量为 40。 X的相对的原子质量 = （ 100-40） =30 根据题意，得 ×100% = 50% = 50% Z=20 所以化合物中 Y% = ×100% = ×100% =25% 1 2 Y Y+2Z 40 40+2Z Y X2YZ3 40 30 × 2+40+20 × 3 例 11：有质量分数为 20%的 NaCl溶液一瓶，倒出 3/4后，加水至 原来的质量，又倒出 2/3求，求最后剩下的溶液的质 量分 数。 解析：设 20%的 NaCl溶液一瓶的质量为“ 100”克，当倒出 3/4 后， 加水到原来的质量时，其质量分数为： ×100% = 5% 又倒出 2/3后，剩下的溶液的质量分数未变，即仍为 5%。 答：略。 100 ×20% ×（ 1-3/4） 100 例 12：已知 t℃时，某硝酸钾饱和溶液的质量分数为 20%， 求 t℃时，硝酸钾的溶解度。 解析：该题可用公式法求解饱和溶液的质量分数 = × 100% 也可用关系量法求：设该饱和溶液的质量为 100克 则溶质为 100 ×20%=20克 溶剂： 100- 20=80克 m 质 + m 剂 = m 饱和溶液 S 100 20 80 S:100 = 20:80 S=25（克） 答：略。 S 100+S 例 13、为制取氧气，实验室里取一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合 物，二氧化锰在混合物中的含量为 20%，加热反应一段 时间 后，二氧化锰在混合物中的含量为 25%，求氯酸钾的分 解率？ 解析：设原混合物总质量为 100克，则MnO2的质量为 100 × 20% = 20克 由题意可知：反应后残余固体质量为 = 80（克） 由质量守恒定律可得：氧气的质量为 100 – 80 = 20克 设参加反应的 KClO3质量为 χ克 2KClO3 2KCl + 3O2 ↑ 245 96 χ 20 245 : 96 = χ : 20 χ=51（克） 氯酸钾的分解率为： ×100% = 63.75% 答：略。 △ MnO2 20 25% 51 80 小结： 对于设“ 100”方法，同样可用于 设“ 1”，在无数据或数据不足的计算中 ，可以补充解题的条件，使计算过程简单 、清晰。 假设特殊数据 (常用相对分子质量 )在无数据计算题中的应用。 例 14、某学校的化学兴趣小组的同学在一次定量实验中发现了 一个有趣的实验现象，实验室中有一份有趣的稀硫 酸， 无论实验时取用多少克，在与足量的氯化钡溶液反 应 后，所得的沉淀质量都与所取的稀硫酸的质量相等 。 你能根据他们的实验分析这份特殊稀硫酸的质量分 数吗？ 解析：本题是一道典型的无数据计算题，关键在于从题中寻求 相关的数据关系，并创造数据（假设特殊数据）进 行有效 的计算。本题如果用相对分子质量（式量）作为假 设数据 可以大大简化计算过程。 设：同学们在实验中所取的稀硫酸的质量为 233克，则根据题 意可得，生成的硫酸钡沉淀的质量也是 233克。 根据化学方程式： H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2H2O 98 233 可知，在 233克的稀硫酸中含有 98克硫酸，则 该稀硫酸的质量分数为 × 100% == 42.1% 答：略 98 233 四、巧择守恒 例 15、将 3.8克二氧化碳和一氧化碳的混合气体，先通过 足 量的灼热的氧化铜充分反应，然后把生成的 气体通 入到足量的澄清的石灰水中，经过滤、干燥 ，得沉 淀 10克，求原混合气体中碳元素的质量分数 。 解析：混合气体中的碳元素发生反应后全部变成碳酸钙沉 淀中的碳元素，根据碳元素守恒即可立式求解 。 设碳酸钙沉淀中含有 x克的碳元素 CaCO3 ~ C 100 12 10 x x = 1.2 （克） 混合气体中碳元素的质量分数为 ×100% = 31.6% 答：略 1.2 3.8 五、十字交叉法 能用十字交叉法计算的化学题： （ 1）不同质量分数溶液混合或配制中两种溶液的质量比； （ 2）已知混合物中某共同元素的质量分数，求混合物中两 物质的质量比。 1、十字交叉法在溶液配制中的运用 例 16、把 200克 30%的硫酸溶液稀释成 20%的溶液，需加水多 少克？ 解析：可用十字交叉法解的题目都可用代数法解得，但十字交 叉法较简便。 设需加水 χ克 30 （ 20-0） 20 = 0 （ 30-20） 200 χ 答：略。 Χ = 100（克） 例 17：由MgO和 Fe2O3组成的混合物，测得其中氧元素的质量 分数为 38%，求混合物中， Fe2O3的质量分数。 解析： MgO和 Fe2O3中氧元素的质量分数分别为 ×100% =40% ×100% =30% 根据十字交叉法： Fe2O3 MgO 则 Fe2O3的质量分数为 ： ×100% =20% 答：略。 16 16 ×3 40 160 30 40-38 38 40 38-30 = 14 1 1+4