高一年级化学竞赛辅导专题四--解题技

1、南宁二中高一化学竞赛辅导专题三：化学计算（解题技巧）主讲：何海彬 化学计算解题技巧归纳化学计算解题技巧归纳 化学计算题是中学生在化学学习中比较头痛的一类题目,也是他们在测验和考试中最难得分的一类题目,能选用最合适的方法准确而快速地解决计算题, 不但可以缩短解题的时间,还有助于减小计算过程中的运算量,尽可能地降低运算过程中出错的机会.对于提高学习效率,增强学习兴趣,有着重要意义. 运用较多的解题方法通常有以下几种: （1）差量法 （2）守恒法 （3）十字交叉法 （4）关系式法 （5）估算法 （6）极值法. （7）平均值法【1】.将足量的金属钠投入100g toC的水中，恰好得到toC时的NaOH

2、饱和溶液111g，求toCNaOH溶解度。解：设此NaOH饱和溶液中含NaOH的质量为x2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 溶液质量增加 36g 80g 8036=44g xg 11g x = 20g 所以toCNaOH溶解度s = 20/91100=22g 答 toCNaOH溶解度为22g【2】将10000g氯化钠、溴化钾和氯化钙的混合物溶于水中，通入过量氯气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧（高温加热），灼烧后残留物的质量为9813g。若将此残留物再溶于水中并加入足量的碳酸钠溶液，所得的沉淀干燥后质量为0712g。求原混合物中各化合物的质量。 解：设10000g混合物中氯化钠、溴化

3、钾和氯化钙的质量分别为x、y、z 2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 质量减少 238g 145g 89g y 10.0009.813=0.187 y = 0.500g CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl 111g 100g Z 0.712g z = 0.800g x=10.0000.5000.800 = 8.700g 答：原混合物中氯化钠的质量为8.700g，溴化钾的质量为0.500g，氯化钙的质量为0.800g【3】将l8.4gNaHCO3的固体混合物在密闭容器中加热至约250C, 经充分反应后排出气体.冷却称得残留固体质量为l6.6g,则原混合物中N

4、aHCO3和NaOH的物质的量关系为 （A）相等 （B）小于 （ C）大于 （D）无法确定 分析：设l8.4gNaHCO3的固体混合物中NaHCO3和NaOH为等物质的量混合，则有： NaOH NaHCO3 = Na2CO3H2O 质量减少 40g 84g 106g 18g X Y 1.8g X=4.0g y=8.4g 因 4.0 8.4 18.4 所以假设不成立， 又因 2NaHCO3 = Na2CO3 H2O CO2 所以剩余的只能是NaOH（4g） 【4】将Na2O2和NaHCO3的均匀混合物粉末分成质量相等的两份，把其中一份加入100mL盐酸，使其充分反应到溶液呈中性，放出2.24L（

5、标准状况）的气体；将这些气体通入另一份混合物中使其充分反应，气体体积变为2.016L（标准状况）。求原混合物中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比和加入盐酸的物质的量浓度。解：设参加反应的Na2O2为xmol，CO2为VL 2Na2O2 2CO2 = 2Na2CO3 O2 体积减少 1mol 44.8L 22.4L 22.4L xmol VL 2.242.016=0.224 x=0.01mol V= 0.448L（1）如果Na2O2过量，n（NaHCO3）= 0.02mol n（Na2O2）=（2.240.448）22.42=0.16mol C（HCl）=（0.020.162）0.1=3.8

6、mol/L（2） 如果CO2过量：n（Na2O2）=0.01mol， n（NaHCO3）=0.10.005=0.095mol (二) 守恒法 质量守恒 原子守恒 电子守恒 电荷守恒 【5】把6.56g NaHCO3和 Na2CO3.10H2O的混和物溶于水制成100mL溶液，其中 Na+= 0.5mol/L。若把同质量的另一份混合物加热到质量不变，则混合物比初始时质量要减少多少克？解： N+的量守恒 2N+ Na2CO3 2mol 1mol 0.50.1mol X X=0.025mol 混合物比初始时质量减少： 6.56g0.025mol106g/mol=3.91g【6】把3.84g铜投入盛有

7、一定量浓HNO3的试管中，当在标准状况下收集到1.68L（NO 、NO2）气体时，金属铜恰好全部消耗.写出有关的化学方程式，并求反应中消耗硝酸的物质的量。解：根据N原子守恒，反应中消耗HNO3的物质的量为 n（HNO3）= 3.84642 1.6822.4 = 0.195mol 【7】有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g把它们溶于足量水中充分反应后溶液中Ca2、CO32、HCO3均转化为沉淀将反应容器内水份蒸干最后得白色固体共29g , 则原混合物Na2CO3的质量为 （A）10.6g （B）5.3g （C） 15.9g （D）无法确定分析：29g白色固体必为C

8、aCO3 、 NaOH （1）原NaOH （质量不变） （2）CaO、NaHCO3反应生成的CaCO3 、 NaOH （ 质量不变）（3）CaO、 Na2CO3反应生成的CaCO3 、 NaOH （ 质量改变） CaOH2ONa2CO3=2NaOHCaCO3质量增加 106g 18g x 1.8 x = 10.6g 【8】将10.08g铁粉溶于过量稀硫酸，所得溶液中加入5.05gKNO3氧化溶液中的Fe2，待反应完毕后，剩余Fe2尚需30mL0.5mol/L的溴水才能全部氧化，则 KNO3的还原产物中N的化合价为（A） 4 （B） 3 （C） 2 （D） 1分析：设每mol KNO3反应可得n

9、mole，依电子守恒则有： 10.08561 = 5.05101n 0.50.032 n = 3 即选：C【9】.在Na2S溶液中存在Na、H、HS-、OH -、S2离子和H2S分子,下列关系式正确的是( ) A . NaH = HS-OH-2S2 B . Na = 2HS-2S22H2S C . NaH = HS-OH-S2 D . Na = HS- S2 H2S（三）十字交叉法三）十字交叉法 十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。 凡是具有a 1X + a 2Y = a ( X +Y ) 关系式的习题 ，均可用十字交叉法。 【10】CH4 在一定条件下催化氧化可以生

10、成 C2H4、C2H6 (水和其他反应产物忽略不计)。取一定量 CH4 经催化氧化后得到一种混合气体，它在标准状态下的密度为 0.780 gL。已知反应中 CH4 消耗 20，计算混合气体中 C2H4 的体积百分比(计算过程中保留3位有效数字)。 【11】已知白磷和氧气可发生如下反应：P4 +3O2 = P4O6 ，P4 +5O2 = P4O10 在某一密闭容器中加入62克白磷和50.4升氧气(标准状况), 使之恰好完全反应, 所得到的P4O10 与P4O6 的物质的量之比为（ ）分析 P4O10 5 1.5 4.5 / / P4O6 3 0.5 根据O2物质的量守恒, 满足此式的是 5X +

11、 3Y = 2.25/0.5 (X+Y) X 和 Y 之比是P4O10 和P4O6物质的量比, 故十字交叉得出的物质的量比3:1, 答案为C 【12】 标准状况下在臭氧发生器中装入100mL氧气，最后的体积变为95mL，则最终状态时气体的密度（标况）是： ，最终状态时气体里臭氧的体积分数为： ，臭氧的质量分数为： 。 【解释】原氧气的密度为32/22.4=1.43g/L， 据质量守恒：0.11.43=0.095d d=1.5g/L 差量法或十字交叉法求O3的体积分数 （四）关系式法. 对于多步反应,可根据各种的关系(主要是化学方程式,守恒等),列出对应的关系式,快速地在要求的物质的数量与题目给

12、出物质的数量之间建立定量关系,从而免除了涉及中间过程的大量运算,不但节约了运算时间,还避免了运算出错对计算结果的影响,是最经常使用的方法之 【13】某化工厂每小时生产98%（质量分数）的硫酸at。为使硫充分燃烧，且在下一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%，且不考虑各生产阶段的物料损失。试求： （1） 该厂每小时需要标准状况下空气的体积。 （2） 为满足题设要求，b%的下限是多少？解：（1）发生的反应有 S O2 = SO2 2SO2 O2 = 2SO3 SO3 H2O = H2SO4 硫燃烧消耗O2与生成H2SO4的 关系式：

13、O2 H2SO4 10akmol 10akmol 依题意得：V（空气）21%V（空气）b% = 10akmol22.4m3.kmol V（空气） = 22400a（21b）m3 （2）催化氧化时，消耗O2与H2SO4的 关系式：O2 2 SO2 2H2SO4 依题意得：10akmol（21%b%）b% = 10akmol2 b = 7.0【14】有一块铁铝合金,溶于足量盐酸中,再用足量KOH溶液处理,将产生的沉淀过滤,洗涤,干燥,灼烧使之完全变成红色粉末,经称量,发现该红色粉末和原合金质量恰好相等,则合金中铝的含量为 A.70% B.52.4% C.47.6% D.30% 本题是求混合金属的组

14、成,只有一个“红色粉末与原合金质量相等”的条件,用普通方法不能迅速解题.根据化学方程式,因为铝经两步处理后已在过滤时除去,可用铁守恒建立关式:Fe-FeCl2-Fe(OH)2-Fe(OH)3-(1/2)Fe2O3,再由质量相等的条件,得合金中铝+铁的质量=氧化铁的质量=铁+氧的质量,从而可知,铝的含量相当于氧化铁中氧的含量,根据质量分数的公式,可求出其含量 为:(3 16)/(2 56+3 16) 100%=30%.解题中同时运用了关系式法,公式法,守恒法等. 【15】铁粉和硫粉的混合物2g，隔绝空气加热使之充分反应。将反应后的全部物质加入120mL0.5mol/L的稀硫酸中，充分反应后收集到

15、672mL气体（标况）。计算若使反应后的Fe2全部沉淀，并且使溶液呈中性，则需要加2mol/L的NaOH溶液多少mL？ （关系式：H2SO4NaOH ） x = 60ml （五）估算法. 化学题尤其是选择题中所涉及的计算,所要考查的是化学知识,而不是运算技能,所以当中的计算的量应当是较小的,通常都不需计出确切值,可结合题目中的条件对运算结果的数值进行估计,符合要求的便可选取 【16】 将13.2克可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品，在加热的条件下，与过量的NaOH反应，可收集到4.3升NH3(密度为17克/22.4升)，则样品中不可能含有的物质是( ) A. NH4HCO3、NH4NO3

16、 B. (NH4)2CO3、NH4NO3 C. NH4HCO3、NH4Cl D. NH4Cl 、 (NH4)2CO3 解析：假设样品为纯(NH4)2SO4，则由(NH4)2SO42NH3可知，能产生4.48升NH3，大于4.3升。因此样品中的杂质造成样品NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4中NH4+的含量。这就要求选项的两种物质中至少有一种物质的NH4+含量小于(NH4)2SO4中NH4+的含量，都大于是不可能的。可将备选答案化学式变形后进行估算： NH4HCO3(NH4)2(HCO3)2, NH4NO3(NH4)2(NO3)2， NH4Cl(NH4)2Cl2. 部分“式量”：(HCO3)=

17、122, (NO3)2=124, Cl2=71, CO3=60， 而(NH4)2SO4中， SO4=96， 故答案选D。 （六）极值法. 极限法与平均值法刚好相反,这种方法也适合定性或定量地求解混合物的组成.根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,将混合物看作是只含其中一种组分A,即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时,另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小),可以求出此组分A的某个物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2,而混合物的这个物理量N平是平均值,必须介于组成混合物

18、的各成分A,B的同一物理量数值之间,即N1N平 0.1mol 10为纯KHCO3,则产生n mol co2 = 0.1mol 选A D 【18】4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是 A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96 本题如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有无限多种组成方式,则求出的数据也有多种可能性,要验证数据是否合理,必须将四个选项代入,看是否有解,也就相当于要做四题的计算题,所花时间非

19、常多. 使用极限法,设2.00克全部为KCl,根据KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,则可得沉淀为(2.00/74.5) 143.5=3.852克,为最大值,同样可求得当混合物全部为KBr时,每119克的KBr可得沉淀188克,所以应得沉淀为(2.00/119) 188=3.160克,为最小值,则介于两者之间的数值就符合要求, 故只能选B和C. 【19】 8.lg某 碱金属(R)及其氧化物(R2O)组成的混合物, 与水充分反应后, 蒸发反应后的溶液, 得l2g无水晶体, 试确定该碱金属的名称。 常规法、碱金属质量为x ,其氧化物(R2O) 质量为y 则： x Y =

20、 8.1 xM40 y（2M16）240 = 12 整理得： M =kx b 因为： 0 x 8.1 所以： 10.7 M 35 即碱金属相对原子质量为M为 23 即Na 极值法、设碱金属(R)的相对原子质量为M， （1）如果8.1g全为碱金属单质(R) 2R 2H2O = 2ROH H2 2M 2（M17） 8.1g 12g M =35 （2）12g全为碱金属氧化物(R2O) R2O H2O = 2ROH 2M16 2（M17） 8.1g 12g M =10.7 因8.1g为碱金属(R)及其氧化物(R2O)组成的混合物所碱金属(R)的相对原子质量M应： 10.7 M 35 即该碱金属相对原子

21、质量M为23 即：Na 【20】在化合物X2Y和YZ2中，Y的质量分数分别为40和50，则在化合物X2YZ3中，Y的质量分数是多少？ 分析：根据Y在化合物X2Y和YZ2中的质量分数，虽能求得Y在X2YZ3中的质量分数，但难度大，技巧性高，稍不留神，往往半途而废。 若根据Y在X2Y中的质量分数，假设Y的原子量为40（化一般为特殊），由题意得 X的原子量为：（10040）2 = 30 Z的原子量为：402 = 20 。 X2YZ3中Y的质量分数 = 40（30240203）100% = 25% 【21】将Mg、Zn、Al三种金属的混合物与足量的稀H2SO4反应，生成标准状况下的H22.8L，则原金属混合物三种金属物质的量之和是（ ） A0.125 mol B0.10 mol C0.15 mol D0.20 mol H2为0.125mol，金属的物质的量必小于0.125mol。 （七）平均值法： 根据混合物的某些平均物理量，可推知混合物组成必有大于和小于该平均值的物理量存在。 主要包括 平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均分子组成 【22】FeO、Fe3O4、Fe2O3组成的混合物，测知Fe、O元素质量比为