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专题辅导七:根据化学方程式的计算
[内容综述]
本期内容主要讲解有关化学反应方程式的计算。化学反应方程式的计算知识要点主要
包括:
(1)根据化学反应方程式计算反应物和生成物间的质量比。
(2)掌握纯或不纯原料(或产品)的有关计算及混合物参加反应的计算
(3)有关多步反应的计算
(4)有关过量问题的计算。而在最近几年的化学竞赛试题可以看出最后一道或两道计算题都
是有关化学方程式的计算,因此化学方程式的计算占有相当重要的地位。另外,竞赛题中所
出现的试题绝大多数需要运用一些技巧进行计算。为此,本期主要从化学竞赛中常用的巧解
方法进行剖析,供大家参考。
[要点讲解]
一、运用质量守恒法巧解复杂的化学反应的计算。
【例1】有一在空气中暴露过的KOH固体,经分析测得其中含水2.8%,KCO37.3%.取1克
2 3
样品投入质量分数为18.25%的盐酸10克后,中和多余酸又用去18.5%的KOH溶液10克。问
蒸发以后的溶液得到多少克固体?
【解析】本题若用常规的解法难度极大,通常按照如下解题过程进行:(1)求出1克样品
中KCO 的质量;(2)求出1克样品中KOH的质量;(3)算出KCO 生成KCl质量;(4)算出由
2 3 2 3
KOH生成KCl的质量(5)算出过量盐酸和KOH反应生成KCl的质量(6)求出KCl的总质量。如
果抛开那些繁杂的数据,经过仔细分析不难看出,无论是KOH还是KCO,与盐酸反应最终均
2 3
生成KCl。因此抓住氯元素反应前后守恒,即:盐酸中氯元素的质量与KCl中氯元素的质量守
恒。则有:(设蒸发后得到KCl固体的质量为X)
HCl------------ KCl
74.5
10克×18.25% x
解得: x==10克×18.25%×74.5/36.5==3.725克
二、运用平均值法巧解化学反应方程式的计算。
【例2】取10克混合物与足量盐酸盐酸充分反应,有可能产生4.4克二氧化碳的是( )
A.KCO 和 MgCO B.NaCO 和 CaCO C.MgCO 和 BaCO D.NaCO 和
2 3 3 2 3 3 3 3 2 3
KCO
2 3
【解析】本题涉及到许多碳酸盐与稀盐酸的化学反应,可以利用平均式量的方法求解。设
碳酸盐的化学式为MCO,式量为A,则其与盐酸反应的化学方程式为:
3
MCO+2HCl==MCl+HO+CO
3 2 2 2
A 44
10克 4.4克
A/10克==44/4.4克 A==100
由计算可知碳酸盐的平均式量为100,即两种碳酸盐的式量的平均值能为100的选项均
符合题意。要求一种碳酸盐的式量大于100,另一种碳酸盐的式量小于100即可。对照选项,A
和C选项均符合题意。
三、运用关联式法巧解多步化学反应的计算。
1【例3】工业上常用漂白粉[Ca(ClO)+CaCl]与稀硫酸反应放出氯气的质量除以漂白粉的
2 2
质量所得的百分比(x%)来表示漂白粉的质量优劣。已知漂白粉与稀硫酸的反应化学方程式
为:
Ca(ClO)+CaCl+2HSO==2CaSO+2Cl +2HO
2 2 2 2 4 4 2 2
现为了测定有一瓶漂白粉的X%,进行了如下实验:称取2克该漂白粉样品,加水溶解配
成250毫升溶液。从中取出25毫升该溶液到入一只烧杯中。在该烧杯中加入适量的碘化钾
(KI)溶液和过量的稀硫酸,待漂白粉与稀硫酸反应放出的氯气全部和KI反应后,生成I 恰
2
好被31.6克质量分数为1%的硫代硫酸钠(NaSO)溶液消耗完。有关反应式为:
2 2 3
Cl+2KI==2KCl+I
2 2
2NaSO+I==NaSO+2NaI
2 2 3 2 2 4 6
试计算该漂白粉的X%。
【解析】本题属多步反应题的计算。最简捷的解题方法就是根据题意写出题中连续反应
的各步化学方程式,然后找出已知量和未知量之间的关系式:
设25毫升溶液中含Cl 质量X。
2
依据反应方程式:Cl+2KI==2KCl+I
2 2
2NaSO+I==NaSO+2NaI
2 2 3 2 2 4 6
得如下关联式:
Cl ~ I ~ 2NaSO
2 2 2 2 3
316
X 31.6× 1%克
列比例式求解得:X==0.071克
则250毫升溶液中含氯气为:0.071克×250毫升/25毫升==0.71克
故漂白粉X%=0.71克/2克×100%==35.5%
四、运用特殊值法巧解无数据的化学方程式的计算。
【例3】向KI溶液中加入AgNO 溶液直到刚好沉淀完全为止,反应后溶液的质量恰好等
3
于原碘化钾溶液中溶质的质量,则该AgNO3溶液中溶质的质量分数为 。
注:KI + AgNO == AgI↓ + KNO
3 3
【解析】 根据化学方程式KI + AgNO == AgI↓ + KNO 可知,有1分子KI和1分子
3 3
AgNO3反应,生成1分子AgI沉淀。又根据题意可知:1分子AgI的质量等于含1分子
AgNO3的硝酸银溶液的质量。即:硝酸银溶液的质量数值上等于AgI的式量==235
硝酸银溶液中溶质的质量数值上等于AgNO 的式量==170
3
因此,AgNO 溶液中溶质的质量分数为 170 / 235×100% == 72.3%
3
[能力训练]
1.由X、Y、Z三种物质各10克组成的混合物,加热使其充分反应,反应后的物质中有16
克Z,8克新物质M和若干克X,则X和Y 反应的质量比是( )
A.1:1 B.1:3 C.2:5 D.3:5
★2.5.85克NaCl样品(其中混有少量下列某种盐类)。当它与足量的硝酸银充分反应后,
得到沉淀14.4克。则可能混入的盐是( )
A.KCl B.CaCl C.BaCl D.MgCl
2 2 2
★★3.在含1.17克NaCl和0.84克NaF的溶液中,加入过量的AgNO 溶液,产生2.87克
3
沉淀,由此可以推断( )
A.AgF难溶于水 B.NaCl全部参加反应
C.NaF全部参加反应 D.NaF和AgNO 不反应
3
2★★4.在天平两端各放置一个盛有等质量、等溶质质量分数的盐酸的烧杯,把天平调至
平衡。在左边烧杯中放入3.6克铝粉,为了使天平平衡,在右边的烧杯中应该放入镁粉的质量
为( )克。
A.3.6 B.3.5 C.3.49 D.3.7
★★5.已知同温、同压下,相同体积的任何气体,都含有相同数目的分子。现有a升H2与
CO的混合气体,完全燃烧后用去a/2升O,则在H 和 CO的混合气体中,两种气体的体积
2 2
比是( )。
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.任意比
★★★6. 已知同温、同压下,相同体积的任何气体,都含有相同数目的分子。在一个密闭
容器中盛有H、O、Cl 组成的混合气体。通过电火花引爆后,三种气体恰好完全反应。经充分
2 2 2
冷却后,所得溶液中溶质的质量分数为33.4%,则原混合气体中H、O、Cl 分子数目简单整
2 2 2
数比是( )
A.1:1:1 B.3:2:1 C.1:2:3 D.9:4:1
★★7.取一定质量的MnO 和KClO 的混合物共热制取氧气,开始时MnO 在混合物中
2 3 2
的质量分数为20%,加热一段时间后,MnO 的质量分数变为25%,则KClO 的分解率为多少?
2 3
★★8.锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物a克与一定质量的质量分数为25%的稀硫酸恰好
完全反应,蒸发水分后得到固体c(不含结晶水)b克。求反应过程中生成氢气多少克?
★★★9.今有由氢氧化钠、碳酸氢钠和与其它物质都不反应,受热也不分解的杂质组成
的固体混合物共17.11克。将此混合物放入密闭容器中加热至250°C,经充分反应后,将生成
的气体通入过量的澄清石灰水中,得到2.500克白色沉淀。当容器中的残留固体冷却到室温
后,全部溶于水制成50.00毫升溶液,从中取出10.00毫升溶液,恰好可以与含1.825克HCl
的盐酸溶液25.00毫升中和至中性。求原混合物中杂质的质量分数。
【能力训练答案及提示】
1.C.提示:依题意可知X、Y、Z三种物质各10克,则总质量为30克,根据质量守恒定律
可知反应后还有X的质量为:30克-16克-8克==6克,则参加反应X的质量为:
10克-6克==4克,反应的Y的质量为10克。故:X和Y反应的质量比为:4克/10克
==2/5。
2.B、D.提示:此题可以假设5.85克全部为NaCl的质量,与硝酸银反应后根据化学方程
式计算出产生AgCl的质量为14.35克。而题中所给沉淀的质量数据为14.4克,则可知混有
的盐类物质中含有氯元素的质量分数一定大于NaCl中氯元素的质量分数。对比选项,运用
比较技巧的方法,可迅速的推断出B和D选项中的氯元素的质量分数大于NaCl中氯元素的
质量分数。
3.B、D.提示:依题意可假设1.17克NaCl全部参加反应,求出生成AgCl的质量刚好为
2.87克,由此可以推断:AgF完全溶于水,且NaF和AgNO 不发生反应。
3
4.C.提示:解答有关天平平衡问题,关键抓住天平两端增重的净质量相等。对于本题来
说,即:镁、铝和盐酸反应后均有氢气产生,要使天平平衡,即加入的镁、铝质量减去各自分别
产生氢气的质量应相等,可借助差量法计算。
5.D.提示及分析:写出H、CO分别在氧气中燃烧的化学反应方程式可以看出:
2
2H+O=2HO ;2CO+O=2CO,两个反应方程式反应物和生成物的系数均相同,由题中所给
2 2 2 2 2
信息(同温、同压下,相同体积的任何气体,都含有相同数目的分子),两种气体无论体积比为
何值,消耗氧气的体积均为混合气体总体积的一半。故答案为:D。
6.D.提示:本题涉及两个反应方程式,即:H+Cl=2HCl 2H+O =2H O,所生成的氯化氢
2 2 2 2 2
气体溶在所生成的水中,得到盐酸溶液,可设Cl 的体积为X,O 的体积为Y,则依据化学方
2 2
3程式可求与Cl 反应H 的体积为X,与O 反应的体积为2Y,生成HCl的体积为2X,生成
2 2 2
HO的体积为2Y ,由所得溶液的溶质的质量分数为33.4%,可得X与Y的关系,再由同温同
2
压下,气体得体积比等于其分子数目之比可以求解
7.63.8%.提示及分析:本题关键抓住MnO 的质量在反应前后质量一定,可设反应前混合
2
物的质量为m,根据前后MnO2的质量分数列方程求解
8.(b-a)/48。提示:解题方法可参考例1利用守恒关系:
H2SO~SO2-~H
4 4 2
96 2
b-a x
解得:x==2(b-a)/96==(b-a)/48
9.2.98%.提示:由题意可知:NaHCO 过量,NaOH和CO 反应和与NaOH与NaHCO 反应所生
3 2 3
成的Na2CO 总质量是不变得,因此只考虑NaOH与NaHCO 得反应。有关反应方程式如下:
3 3
NaOH+NaHCO==NaCO+H2O ;2NaHCO==NaCO+HO+CO ;CO+Ca(OH)==CaCO↓+HO
3 2 3 3 2 3 2 2 2 2 3 2
Na2CO+2HCl==2NaCl+CO +HO 依题意可参考例3解题方法,运用关联式巧解多步
3 2 2
计算
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