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时间:2018-07-24
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1、化学计算的解题方法与技巧一、守恒法利用电荷守恒和原子守恒为基础,就是巧妙地选择化学式中某两数(如化合价数、正负电荷总数)始终保持相等,或几个连续的化学方程式前后某微粒(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变,作为解题的依据,这样不用计算中间产物的数量,从而提高解题速度和准确性。(一)原子个数守恒【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁组成,测知该混合物中的硫的质量分数为a,求混合物中铁的质量分数。【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出,在这两种物质中S、O原子个数比为1:4,即无论这两种物质以何种比例混合,S、O的原子个数比始终为1:4。设含O的质量分数x,则3
2、2/64=a/x,x=2a。所以ω(Fe)=1-3a3-=【例题2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO2和HCO3的物质的量之比为【分析】依题意,反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物,根据Na原子和C原子数守恒来解答。设溶液中Na2CO3为xmol,为NaHCO3ymol,则有方程式①2x+y=1mol/L×1L②2--x+y=0.8mol,解得x=0.2,y=0.6,所以[CO3]:[HCO3]=1:3(二)电荷守恒——即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。【例题3】在N
3、a2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果[Na+]=0.2摩/升,[SO42-]=x摩/升,[K+]=y摩/升,则x和y的关系是(A)x=0.5y(B)x=0.1+0.5y(C)y=2(x-0.1)(D)y=2x-0.1【分析】可假设溶液体积为1升,那么Na+物质的量为0.2摩,SO42-物质的量为x摩,K+物质的量为y摩,根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案为BC3-=【例题4】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO2和HCO3的物质的量之比为【分析】根据电荷守恒:溶液中[Na+]+[H+]=[HCO-2--+-
4、3]+2[CO3]+[OH],因为[H]和[OH]均相对较少,可忽略不计。∴[Na+]=[HCO-2-+3]+2[CO3],已知[Na]=1mol/L,根据C原子守恒:[HCO-2-2-2--3]+[CO3]=0.8mol/L,所以1=0.8+[CO3],所以[CO3]=0.2mol/L,[HCO3]=2--0.6mol/L,所以[CO3]:[HCO3]=1:3(三)电子守恒——是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。【例题5】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用2.53
5、克KNO3去氧化溶液中亚铁离子,待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+,根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,那么KNO3被还原的产物是什么呢?根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO,所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为:KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L(标况)氯气,反应完全后,溶液中有1/3
6、的溴离子被氧化成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。-1-(四)质量守恒——质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。【例题6】1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的()(A)96倍(B)48倍(C)12倍(D)32倍【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量,从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24,混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2=12,所以答案为C【练习】0.1mol某烃与1mol过量的氧气混合,充分燃
7、烧后,通过足量的Na2O2固体,固体增重15g,从Na2O2中逸出的全部气体在标准状况下为16.8L,求该烃的化学式。(五)原子的物质的量守恒——即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体,经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3%取1克该样品投入25毫升2摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用1.0摩/升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体()(A)1克(B)3.725克(C)0.797克(
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