运用终态分析法___巧解化学计算题

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时间:2018-07-24

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1、一、分析反应产物,利用元素守恒求解例1:向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL2mol·L-1的HNO3溶液,反应完成后生成1.12LNO(标准状况),再向反应后溶液中加入1mol·L-1NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液的体积最少是( )   A、450mLB、500mLC、400mlD、不能确定分析:此题涉及多个反应,若全部写出化学方程式来计算显得十分繁琐,要使铁元素完全沉淀,但不能确定铁元素最终以Fe(OH)2或Fe(OH)3出现,HNO3是否过量也不能确定,因

2、而顺向求解比较困难。若忽略中间反应过程,运用终态寻求守恒关系,即可迅速求解。1.12L22.4L·mol-1解答:要使铁元素恰好完全沉淀,最后溶液必为NaNO3溶液,由原子守恒有n(NaOH)=n(NO3—)=n(HNO3)-n(NO),即0.25L×2mol•L-1-=V(NaOH)×1mol·L-1,所以V(NaOH)=0.45L=450mL。答案为A。例2:有一在空气中暴露过的KOH固体,经分析知其含水2.8%,含K2CO337.3%,其余为KOH。现取1g样品加入到25mL2mol·L-1的

3、盐酸中,多余盐酸用1.0mol·L-1KOH溶液33.9mL恰好完全中和,蒸发中和后溶液可得到固体( )A、1gB、3.725gC、0.797gD、2.836g分析:将样品加入到盐酸中发生反应①K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O、②KOH+HCl=KCl+H2O,反应后盐酸剩余,加入KOH又发生反应②。该题虽涉及反应不多,但数据较多,用常规方法很难解答。运用终态法分析:思路1:始态K2CO3、KOH,终态KCl,利用K守恒求解;思路2:始态HCl,终态KCl,利用Cl守恒求解。在思路1

4、中要注意K有2个来源:一是样品中,二是后来加入的KOH(容易忽略),这种方法涉及到多步计算,既有物质的量的运算又有质量的运算,比较繁且易出错。因此采用思路2中的Cl守恒一步到位,比较简单。解答:据题意反应结束后溶质只有KCl可知:n(KCl)=n(Cl—)=n(HCl)=0.025L×2mol·L-1=0.05molm(KCl)=0.05mol×74.5g·mol-1=3.725g。答案为B。例3.把a第4页共4页g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧得到

5、红棕色粉末的质量仍为ag,则原合金中铁的质量分数为( )A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%分析:把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,生成了Al3+和Fe2+,再加入过量NaOH溶液,Al3+转化为AlO2—留在溶液中;Fe2+生成Fe(OH)2沉淀。过滤后对沉淀进行灼烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的Fe2O3。在此过程中涉及反应多且无具体数据,按常规方法计算容易出错。112160解答:根据始态合金与终态Fe2O3的质量相等,而铁在整个反应过程中守恒,所以合金中铝的量等于Fe2O3中氧的量

6、,即w(Fe)=×100%=70%,选A。10.030.0CB0V(HCl)/ml沉淀质量m/g1.16A例4.将NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体的混合物放入足量水中,得到浑浊液。向该浑浊液中逐滴加入1.00mol·L-1HCl,生成沉淀的质量与所加体积的关系如图所示。则原混合物中含MgCl2____g,含AlCl3____g,含NaOH____g,C点所加盐酸的体积为_____mL。分析:由图象可知,三种固体的混合物放入水中时,NaOH过量,1.16g58g·mol-1则:n(MgCl2)

7、=n[Mg(OH)2]==0.02molm(MgCl2)=0.02mol×95g·mol-1=1.90gn(AlCl3)=n(AlO2—)=n(H+)=0.02L×1.00mol·L-1=0.02molm(AlCl3)=0.02mol×133.5g·mol-1=2.67g本题的难点是求NaOH的质量和C点盐酸的体积。因起始NaOH过量,则发生反应有:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O、MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2Na

8、Cl第4页共4页;加入盐酸时,发生反应有:HCl+NaOH=NaCl+H2O、HCl+NaAlO2+H2O=NaCl+Al(OH)3↓、2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O、3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O。如果循规蹈矩,按照以上方程式去求,必然会被这些反应所困扰,难于下手。解答:用终态分析法,B点沉淀达到最大值,说明Mg2+、Al3+已完全变为沉淀,溶液中仅含NaCl。则n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl—)=2n(MgCl2)+3n(

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