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文档简介
专题10化学计算类型及计算技巧
一、考点、热点回顾
敦与目标:«<
【知识与技能】
1.掌握化学综合计算题的特点,及一般解题思路及方法
2.学会不同的方法,从不同的角度,不同的层次进行求解,在练习中掌握提高并总结结计算的基本技
巧。
3.学会类比联想法,灵活转化思路
4.培养学生综合分析能力。
重点:1.利用化学基本概念,基本原理等有关知识进行综合计算
2.掌握综合计算题的基本解题思路
难点:1.挖掘题目的隐含条件
2.理清化学反应的基本过程。
二、典型例题
电知识整包
点拨
【知识网络】
化学计算在初中化学中主要涉及以下类型:根据化学式求元素化合价、有关化学式的简单计算、化学
方程式的简单计算、溶液中溶质质量分数的简单计算、综合计算(溶液与化学方程式的混合计算),总体
难度不大,但涉及基础知识、宏观、微观量、化学反应原理、质量守恒定律等。
1.根据化学方程式的计算:
(1)已知反应物(或生成物)质量,求生成物(或反应物)质量。
(2)己知不纯物物质的质量和反应所得气体的质量,求不纯物中某物质的质量分数。
2.溶液中溶质质量分数与化学方程式的简单计算:
(1)已知某反应物溶液的质量及质量分数,求另一反应物或生成物的质量。
(2)已知其中两种反应物(或溶液)的质量(恰好完全反应)和生成气体(或沉淀或反应后剩余溶液)
的质量,求参加反应的某溶液的溶质质量分数(或反应后所得某物质的溶质质量分数).
“物灰的相对分厂
仃大化学式的“•洋《物峡中各死米的灰;止比
I物版中某元♦的师次分数
仃大化学方程式的i卜兜
(「溶液J贝;K体枳、密侦的换VZ
仃大溶液的ilVZS配制浴液仃无计宓
一、基本类型I济液稀杼的il•第
(一)、根据化学式求其中某元素的化合价
原则:“化合物中各元素化合价的代数和为零”。
如:求AMSOJ中硫元素的化合价,设硫元素的化合价为X价,因铝元素为+3价,氧元素为一2价,
则有2X(+3)+[什4X(-2)1X3=0,才=+6,即硫元素的化合价为+6价。
(二)、有关化学式的计算
1.相对分子质量=(相对原子质量X原子个数)之和
2.组成元素的质量比=(相对原子质量X原子个数)之比
【易错点】不注意元素的顺序。一般就按化学式中元素的自然顺序进行计算.相对原子质量和相对分
子质量均无质量单位。
3.化合物中某元素的质量分数=
该元素的相对原子质量X原子个数
该化合物的相对分子质量X1W%
4.某元素的质量=某化合物的质量X某元素的质量分数=
该元素的相对原子•质量〉原子个数
某化合物的质量X该化合物的相对分子质量X10。%
(三)、根据化学方程式的简单计算
1.计算依据:质量守恒定律,即化学方程式中各物的质量是正比例关系。
2.根据化学方程式计算的步骤:
(1)设:设未知数(不能带单位)。
(2)方:写化学方程式(一定要配平)。
(3)关:找关系量(已知物和未知物的相对分子质量总和及其对应的实际质量)。
(4)歹1|:列比例式(上比下等于上比下或左比右等于左比右一一对应成比例)。
(5)解、答:求解,简明写出答案。
【注意事项】
①化学方程式一定要配平,注意格式;单位要统一。
②代入或求出的为对应物质的纯质量:若为体积,则用“质量=密度义体积”来换算;若为不纯质
量,则用“纯物质质量=不纯物质质量X纯度”来换算。
(四)、溶质的质量分数
1.公式:溶质的质量分数溶=质然质湍量gxioo%
或溶质的质量分数=溶质器黑项量X100%
2.溶液的稀释
依据:稀释前后溶液中溶质的质量不变。
计算式:浓溶液质量X浓溶液的溶质质量分数=稀溶液质量X稀溶液的溶质质量分数。
3.配制一定溶质质量分数的溶液
(1)用固体和水配制。
(2)用浓溶液和水配制。
【注意事项】溶液的浓度不同,密度不同,所以使用溶液密度数值时要与浓度对应.
(五)、涉及化学方程式与溶液中溶质质量分数的混合计算
代入化学方程式计算的量必须是纯物质的质量(不纯时必须换算)。溶液中参与化学反应的物质是溶
质,用于计算的量是溶质的质量。
1.某反应物溶液中溶质质量可用“溶质质量=溶液质量X溶质质量分数”表示。
2.根据化学方程式求出的量是溶质的质量。
3.反应后溶液的质量=反应前所有反应物质的质量之和(包括所有可溶固体质量+溶液质量+气体质
量)一反应后生成气体的质量一沉淀的质量。
4.反应后所得溶液中溶质质量分数=反)鬻鬻量X1。。
二、解题技巧和方法
1.化学计算的常用方法
(1)守恒法:包括原子个数守恒、质量守恒法主要就是化学反应前后元素质量的守恒等。
(2)差量法:运用前后量的差,根据方程式中的计量数的关系直接求解。
2.化学计算的常用技巧(1)定量问题定性化;(2)近似估算;(3)运用整体思维,化繁为简;(4)
利用图象解题等等。
了「重点考向.
典例引领
尔I考点一、根据化学方程式计算
题型一:根据质量守恒定律,在有气体生成的化学反应中,反应前后减少的质量为生成的气体质量;有气
体参加的反应,反应后增加的质量为气体的质量。
1.某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数,实验测得相关数据如下图所示:
过氧化氢溶液二氧化镒至质量不再减轻剩余的混合物
68.0g+1.0g67.4g
(1)剩余的混合物中二氧化铳的质量为g,反应生成氧气的质量为go(2)计算
该过氧化氢溶液中溶质质量分数。
【答案】(1)1.Og,1.0g;(2)5.0%.
【解析】(1)二氧化镭是过氧化氢分解的催化剂,催化剂在化学反应前后质量不变;根据质量守恒定律,
在化学反应中,参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和.因此完全反应后,物质
减少的质量就是生成的气体质量;
(2)根据过氧化氢分解的化学方程式和(1)中计算出的氧气的质量,就可计算出参与反应的过氧化氢的
质量,然后根据质量分数公式计算即可.
即(1)因为催化剂在化学反应前后质量不变,故混合物中二氧化镒的质量为LOg;根据质量守恒定律,反
应生成氧气的质量=68g+l.Og-67.4g=l.6g;
(2)设68.0g过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x.
MnO2
2H2022H20+02
t
6832
x1.6g
68/x=32/l.69x=3.4g
过氧化氢溶液的溶质的质量分数二
3.4g
68.0g
X100%=5.0%
答:过氧化氢溶液中溶质质量分数为5.0%
2、医学上常用双氧水来清洗创口和局部抗菌。小美同学为了测定一瓶医用双氧水溶液的溶质质量分数,取
该双氧水69g放入烧杯中,然后加入2g二氧化毓,完全反应后,称得烧杯内剩余物质的总质量为69.04g。
请回答下列问题;
(1)二氧化镭在反应中的作用是,生成的氧气为go
2)该双氧水溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)催化作用,1.96g;
【解析】反应前后的质量差即为反应生成氧气的质量,根据反应的化学方程式和提供的数据可以计算相关
方面的计算.
即⑴生成氧气质量为:69g+2g-69.04g=l.96g,
故填:1.96.
(2)设过氧化氢质量为x,
MnO2
2H202.2H20+02t,
6832
x1.96g
68:x=32:1.96x=4.165g,
则双氧水溶液的质量分数为4.165g/69X100%=6%
答:该双氧水溶液的溶质质量分数为6%。
3、某同学欲测定草木灰中碳酸钾的含量,称取69g试样于烧杯中,加入29.2g稀盐酸恰好完全反应,充
分反应后,称得混合物的总质量为93.8g(忽略二氧化碳的溶解对质量的影响)。请计算:
(1)反应过程中产生的二氧化碳质量为g«
(2)该草木灰试样中碳酸钾的质量分数。
【答案】(1)4.4g;(2)20%。
【解析】根据题意,碳酸钾与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,根据质量守恒定律,烧杯内质量的
减少的质量即生成的二氧化碳质量,据此根据反应的化学方程式列式计算出参加反应碳酸钾的质量,进而
计算出草木灰试样中碳酸钾的质量分数.
解答:
(1)根据质量守恒定律,烧杯内质量的减少的质量即生成的二氧化碳质量,反应过程中产生的二氧化碳质
量为69第29.2^-93.8支4.\g.
(2)设草木灰试样中碳酸钾的质量为x,
KAC(R+2HC1=2KC1+配8C®\
13844
x4.4g
138户444.4g
产13.8g
草木灰试样中碳酸钾的质量分数为13.8依9gx100%=20%.
故答案为:(1)4.4;(2)草木灰试样中碳酸钾的质量分数为20%.
题型二:有关图像题的计算,要从图像中获取数据进行分析后计算,特别注意图像中拐点的意义。
1.实验室有一瓶未知浓度的CaCk溶液,某同学取出150g该溶液于烧杯中,向其中逐滴加入溶质质量分
数为26.5%的Na2c溶液。
反应过程中生成沉淀的质量与所用Na2c。3溶液质量的关系如图甲所示。请计算:
(1)配制26.5%的Na2c0,溶液80g,需要NazC()3固体g»
(2)BaCk溶液的溶质质量分数是多少?(写出计算过程,结果保留到0.1%)
沉
淀
质
量
g
Na2c溶液质Q;g
【答案】(1)21.2;(2)13.9%,
【解析】(1)根据溶质质量分数的计算公式知道溶液质量和溶液质量分数能求配制该溶液的所需固体质量.
(2)向BaC12溶液滴加Na2c03溶液,二者能发生复分解反应生成沉淀,其方程式为:BaC12+Na2C03=BaC03
l+2NaCl,根据题给数据及图示,利用化学方程式求得BaC12溶液的溶质质量分数.
即
(1)配制26.5%的Na2c。3溶液80g,需要NazC。?固体的质量为:80gx26.5*21.2g;
(2)从图中获知,当BaC12完全转化为沉淀时消耗Na2cCh溶液的质量为4Og;
设BaC12的质量为x,则
BaCl2+Na2C03=BaC03\+2NaCl
208106
Xg40X26.5%g
208=____x_____
106-40gX26.5%
解得:x=2O.8K
该BaCk溶液的溶质质量分数可葭素1-1。。-3.
答:该BaCk溶液的溶质质量分数为13.9%。
2.某环保小组监测到一湿法冶铜厂排放的废水中含有硫酸和硫酸铜两种污染物,为测定该废水中各污染物
的含量,给冶铜厂提供处理废水的参考,环保小组的同学进行了以下实验。取废水500g,向其中加入溶质
质量分数为20%的氢氧化钠溶液。测得沉淀质量与所加入的氢氧化钠溶液的质量关系如下图:根据所得数
据计算:
(1)500g该废水中硫酸铜的质量。
(2)该废水中硫酸的溶质质量分数。
【答案】
(1)500g该废水中CuS(A的质量是32g,
(2)该废水中硫酸的质量分数为1.96%.
【解析】(1)向含有硫酸和硫酸铜的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠先与硫酸进行反应,待硫酸完全
反应时氢氧化钠继续与硫酸铜发生反应生成氢氧化铜蓝色沉淀;由反应图象中的曲线可得知恰好完全反应
时生成沉淀19.6g时消耗氢氧化钠溶液的总质量为120g;根据氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式,利用
生成沉淀的质量可计算出废水中硫酸铜的质量及反应所消耗氢氧化钠的质量;
(2)加入的氢氧化钠总质量与形成沉淀所消耗的质量的差即为中和硫酸时所消耗的氢氧化钠,由此质量可
根据反应的化学方程式计算出废水中硫酸的质量,最后利用硫酸质量与500g废水的质量比计算该废水中硫
酸的溶质质量分数.
即⑴设500g废水中CuS(A的质量为不与CuS(A反应的也0〃溶液的质量为y,
CuS(A^2NaOH=Cu{OH)2\+%2Sa
1608098
xyX20%19.6g
160万80yx20%=9819.6g
产32g
尸80g
(2)设500g该废水中H2S(A的质量为z
龙5a+2也,法论2s国+2加0
9880
z(120g-80g)X20%
9880=z(120g-80QX20%
2=9.8g
废水中硫酸的质量分数为9.8或OOgX100%=l.96%.
题型三:有关表格题的计算,要分析表格,从表格中获取数据,并选择正确的数据进行计算。
1.为了测定某粉末状黄铜(铜、锌合金)样品中铜的质量分数,洋洋同学取一定质量的黄铜样品放入烧杯
中,再取40g稀盐酸分四次加入烧杯中,均充分反应,实验数据如下:
笫一次第二次第三次第四次
加入稀盐酸质量(g)10101010
剩余固体的质量(g)9.108.457.807.80
(1)上述反应的化学方程式
为;
(2)所用稀盐酸中溶质的质量分数为;
(3)用36.5%的浓盐酸配制40g上述稀盐酸,需要浓盐酸的质量
为;
(4)黄铜样品中铜的质量分数为。
【答案】
【解析】(1)根据金属活动性可知,铜不能与稀盐酸发生反应,锌与盐酸反应生成氯化锌同时放出氢气;
(2)第二次加入10g盐酸,导致固体由9.10g变成了8.45g,第三次也是有8.45g变成7.80g,说明每加
入10g盐酸能够使固体减少0.65g.所以第二次加入盐酸消耗锌的质量=9.10g-8.45g=0.65g,根据反应的化
学方程式,可列出计算生成氢气的比例式;
(3)利用第二次实验所消耗锌的量,根据反应的化学方程式,计算出所加10g稀盐酸中溶质的质量,由溶
质的质量分数公式,求出所用稀盐酸中溶质的质量分数;
(4)根据加水稀释前后溶液中溶质质量不变,由40g7.3%的稀盐酸中溶质质量与浓盐酸的质量分数的比计
算需要浓盐酸的质量;
(5)由第四次实验数据可知,剩余的7.80g固体即为样品中铜的质量,铜的质量与样品质量比可计算出黄
铜样品中铜的质量分数,而样品的质量=9.10g+0.65g=9.75g.
即(1)锌在金属活动顺序表中位于氢之前能把盐酸中的氢置换出来,反应的化学方程式为
Zn+2HCl=ZnCl2+H2t.
(2)第二次加入10g盐酸,导致固体由9.10g变成了8.45g,第三次也是有8.45g变成7.8g,说明每加入
10g盐酸能够使固体减少665g。所以第二次加入盐酸消耗锌的质量9.10g-8.45g0.65g,则有:
Zn+2HCl=ZnCl2+H2t
652
0.65gx
65=0.65g
2x.
(3)设10g稀盐酸中HC1的质量为y
Zn+2HCl=ZnCl2+H2t
6573
0.65gy
65=73
0.65gy
y=O.73g所用
稀盐酸中溶质的质量分数1。0**7.3%;
X7.3%
(4)需要浓盐酸的质量=一'>
(5)由第二次实验可知,第一次加入l°g稀盐酸时,反应消耗锌的质量为0.65g,则原黄铜样品的质量
=9.lg-0.65g9.75g;由第四次实验可知,样品中铜的质量7.8OH
黄铜样品中铜的质量分数=二:««»••„
2.(8分)小苏打(主要成分为NaHCOD中常含有少量氯化钠。化学兴趣小组的同学为了测定某品牌小苏打
中NallCOs的质量分数。进行了以下实验:称量样品置于烧杯中,向其中慢慢滴加稀盐酸,至不再产生气泡
为止,测得的有关数据如下表所示。
物样消耗稀盐酸反应后溶液
质品质量质量
质量(g)975.480
试计算:(计算结果保留一位小数)
(1)样品中的NaHCO:,质量分数;
(2)所得溶液中NaCl的质量分数。
【答案】(1)84%;(2)7.45%,
【解析】根据小苏打(主要成分为NaHCO3)中含有少量氯化钠且NaHCO3能与稀盐酸反应而氯化钠不与稀
盐酸反应,结合题意及表格中数据,由质量守恒定律得出C02的质量,然后根据相关的化学方程式及问答
要求按步骤进行计算.
即由题表格中的测得数据,根据质量守恒定律得C02的质量为:10g+94.4gT00g=4.4g;
设NaHCO3质量为X,生成的NaCl的质量为Y。则:
NaHCO3+HCl=NaC1+H20+C02t
8458.544
XY4.4g
8444
4.4<z
解得X=8.4g
58.5_Y
Tl■—Ug
解得Y=5.85g
100%
(1)样品中NaIICO3的质量分数为何x=84%
(2)小苏打样品中含氯化钠的质量:10g-8.4g=1.6g;
粤粤X13)%
所得溶液中NaCl的质量分数为W叼=7.45%;
答:(1)样品中的NaHCO3质量分数为84%;
(2)所得溶液中NaCl的质量分数为7.45%。
»考点二、专题计算
类型一:有关溶液的计算
1.某化学兴趣小组为了测定当地的石灰石(主要成分是CaCO3)的质量分数,他们做了如下实验:取24克
样品放入烧杯中,向其中逐渐加入100克一定质量分数的稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应),所用盐
酸的质量分数与剩余固体的质量关系如图所示,请根据图中的数据进行计算:
(1)石灰石样品中CaC03的质量为克。
(2)24克石灰石样品与盐酸充分反应后最多产生二氧化碳的质量为克.
(3)求所用盐酸的溶质质量分数。(请根据化学方程式写出完整的计算步骤)
【答案】(1)20;(2)8.8;(3)所用盐酸的溶质质量分数为:18.25%。
【解析】(1)由图象可知最终反应后固体的固体为4g,该质量即是剩余的不反应的杂质的质量,所以石灰
石中碳酸钙的质量是24g-4g=20g;
(2)由图象可知碳酸钙与盐酸恰好反应时的用量是80g;
设参加反应的盐酸中HC1的质量为X,生成的二氧化碳的质量是y
CaCO3+2HCI=CaCl2+H2O+CO21
1007344
20gxy
10020交73户44y
x=14.6gy=8.8g
(3)由图象可知碳酸钙与盐酸恰好反应时的用量是80g;所以所用盐酸的质量分数为14.6熄OgX
100%=18.25%o
2.请根据下图所示的实验过程和提供的数据计算:
加入ag!4.6%1-加入ag14.6%J加入agl4.6%
的稀注标_的稀虻酸~陲的稀瓦酸’
15g铜锌合金轲余固体为bg剩余固体为2g剩余固体为15g
(1)a、b的数值分别为。
(2)合金中锌的质量分数为。
(3)第二次加入agl4.6%的稀盐酸充分反应后所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程,计算结果精
确至0.1%)
【答案】(1)50;8.5;(2)90%;(3)第二次加入agl4.6%的稀盐酸充分反应后所得到溶液中溶质的质
量分数为24.2%«
【解析】I、本题为有关化学方程式的计算题,解题要掌握方程式计算的步骤;
2、根据第一次和第二次加入稀盐酸后,锌有剩余,所以稀盐酸完全反应,据此分析;
3、根据锌与稀盐酸反应的化学方程式分析,列出比式即可解答本题。
即(1)由题意可知,第一次和第二次加入稀盐酸后,锌有剩余,稀盐酸完全反应,即2agi4.6%的稀盐酸消
耗锌粒15g-2g=13g;故b=15gT3中炉8.5g;
Zn+2HCl=ZnC12+H2t
6573
6.5gagX14.6%
6573=6.5gagX14.6%
得:a=50»
(2)合金中锌的质量分数为15g-l.505gx100%=90%;
(3)设第二次加入agl4.6%的稀盐酸充分反应后所得到溶液中溶质的质量为x,生成氢气的质量为y,
Zn+2HCl=ZnCl2+H2f
651322
15g-2gxy得:
x=27.2g,y=0.4go
第二次加入agl4.6%的稀盐酸充分反应后所得到溶液中溶质的质量分数为:27.2g(15g4g)巧0gX2~0.4gx
100%=24.2%«
类型二CaCOs与HC1反应的有关计算
3、称取12.5g石灰石(主要成分是CaCO”杂质不参加反应)放入烧杯中,向其中加入50g稀盐酸,二者
恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1g(不包括烧杯的质量,且气体的溶解忽略
不计)。试计算石灰石中杂质的质量分数。
【答案】石灰石中杂质的质量分数为20%
【解析】碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应前后的质量差即为反应生成二氧化碳的质
量,根据二氧化碳质量可以计算碳酸钙的质量,进一步可以计算石灰石中杂质的质量分数即可.
即生成CO1的质量为:12.5Q50g-58.1^4.4g,
设石灰石样品中碳酸钙的质量为X,
CaCO^2HCl—CaC12^HZ(AC01t
10044
x4.4g
100A=444.4g
产10g
石灰石中杂质的质量分数为:12.5gT0gl2.5^X100%=20%
4、甲、乙、丙三位同学分别取某石灰石样品与50g盐酸进行实验,所得结果如下:
实验甲乙丙
加入样品的质量/g51015
生成co?的质量/g1.763.524.4
求:⑴该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
⑵盐酸中溶质的质量分数。
【答案】
【解析】(1)由表中数据知甲、乙中碳酸钙完全反应,因此可据甲、乙两组数据根据化学方程式来计算石
灰石中碳酸钙的质量分数.
(2)由表中数据知丙中盐酸完全反应,因此可据丙中二氧化碳的质量根据化学方程式计算盐酸的溶质质量
分数.
(3)由丙中二氧化碳的质量还可以计算出生成氯化钙的质量,再根据溶质质量分数的计算公式计算出生成
物溶液中溶质的质量分数.即
(1)设石灰石样品中碳酸钙的质量分数为X.
CaC03+2IIC1=CaC12+1120+C02f
10044
5gXxl.76g
10044=5gXxl.76g,x=80.0%
⑵设盐酸中溶质的质量分数为y,生成氯化钙的质量为z,生成4.4g二氧化碳需消耗碳酸钙的质量为w.
CaC03+2HCl=CaC12+H20+C02t
1007311144
W50gXyz4.4g
73:44=50gXy:4.4g,y=14.6%
(3)111:44=z:4.4g,z=ll.1g
100:44=w:4.4g,w=10g
生成物溶液中溶质的质量分数为
11.lgl0g+50g-4.4gX100%^20.0%
答:(1)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80.0%,
(2)盐酸中溶质的质量分数为14.6%,
(3)丙同学得到的生成物溶液中溶质的质量分数为20.0%.
类型三酸碱中和反应
5、某地一辆满载浓硫酸的罐车翻到,导致25t溶质的质量分数为98%的浓硫酸泄漏,并向路基两边蔓延,
接到报警后消防官兵立即赶来并用石灰浆(主要成分为氢氧化钙)中和硫酸解除了险情。请回答:
(1)25t溶质的质量分数为98%的浓硫酸中含H2sol的质量为;
(2)计算:中和泄漏的硫酸,理论上需要多少吨氢氧化钙;
【答案】(1)24.5t;(2018.5t.
【解析】本题属于化学计算题,需掌握依据化学方程式计算的步骤;
【解题方法提示】
根据溶质质量=溶液质量X溶质质量分数来计算溶质的质量;
根据反应的化学方程式,由硫酸的质量计算氢氧化钙的质量即可。
即:(1)25t溶质的质量分数为98%的浓硫酸中硫酸的质量=25tX98脏24.5t;
(2)设理论上需要氢氧化钙的质量为x,
Ca(OH)2-H2S04=CaS04-2H20
7198
2l.5t
7498=A24.51
解得:x=18.5t;
6、在用稀盐酸和氢氧化钢溶液进行中和反应实验时,反应过程中溶液酸碱度变化及相关数据如图20所示。
(1)根据此变化曲线,你认为实验操作是将滴加到另一种溶液中
(2)当加入溶液的质量是a克时,滴入无色酚猷;试液,溶液呈_______色,此时溶液中溶质是(写
化学式)
(3)求恰好完全反应时溶液中溶质的质量(需写出计算过程)
【答案】(1)盐酸;⑵红;8a(如2和历C72;(3)4.16g.
【解析】(1)根据开始时溶液的pH大于7,可以判断出是将盐酸滴加氢氧化钢溶液中;
(2)根据溶液的pH大于7呈碱性进行解答
(3)当溶液的pH等于7时,说明恰好完全反应,根据加入盐酸的量求出溶质的质量.
即(1)开始时溶液的M大于7,说明溶液呈碱性,为碱溶液,所以实验操作是将稀盐酸滴加到氢氧化钏溶液
中;
(2)当加入溶液的质量是a克时,溶液的。〃大于7呈碱性,滴入无色酚酥试液溶液呈红色,此时说明盐酸和一
部分氢氧化钢溶液反应,氢氧化钢溶液有剩余,此时溶液中溶质是8a(初2和BaC12,
(3)设恰好完全反应时溶质的质量为J
Ba(O心2+2HCl=BaC12+2H10
73208
20阕7.3%x
73208=20gX7.3%x
兹4.16g
答:恰好完全反应时溶质质量为4.16g.
7.利用废铁屑与一定质量分数的稀硫酸反应制取硫酸亚铁.现有80g废铁屑与430mL20%的稀硫酸(密度为
1.14g/cm3)恰好完全反应(假设废铁屑中除铁以外的物质不溶于水且不与稀硫酸反应).我能完成下列计
算(结果保留整数):
(1)稀硫酸中溶质的质量;
(2)废铁屑中铁的质量;
(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数.
【答案】
【解析】利用废铁屑与一定质量分数的稀硫酸反应制取硫酸亚铁.现有80g废铁屑与430mL20%的稀硫酸(密
度为1."g/cm3)恰好完全反应(假设废铁屑中除铁以外的物质不溶于水且不与稀硫酸反应).我能完成下
列计算(结果保留整数):
(1)稀硫酸中溶质的质量;
(2)废铁屑中铁的质量;
(3)恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数.
即(1)硫酸中溶质的质量:1.14g/cm3X430mLX20%=98g
(2)设80g废铁屑中铁的质量为x,生成硫酸亚铁的质量为y,生成氢气的质量为z.
Fe+H2s()4-FeSO4+H2t
56981522
x98gyz
56:x=98:98=152:y=2;2
解得:x=56g,y=152gz=2g
(3)所得溶液中溶质的质量分数:
152g
1.14g/cm1*3X430mL+56g-2g
X100%七28%
法1化学计算基本方法与技巧
对于不同类型的题目,要尽量避免繁杂的计算过程,巧妙利用简捷的解题方法提高初中化学解题效率.
一、差量法
差量法是常用的解题技巧之一,它是根据物质反应前后质量(或气体体积、物质的量等)的变化,利用
差量和反应过程中的其他量一样,受反应体系的控制,与其他量一•样有正比例的关系来解题.解题的关键是
做到明察秋毫,抓住造成差量的实质.
例题1有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO,溶液,得
到33.14g沉淀,则原混合物中的钠元素的质量分数为().
A.28.5%B.50%C.52.8%D.82.5%
【答案】A
【解析&思路点拨】该反应涉及两个反应:
DGifl瞌鳞跳T感或第3根逢砾茂通ir'H^圆的&T点峭”用底虢冤
即1M.T盘g..求一酱,T盘豳■•中的银元素替换成了钠元素,因此沉淀相比原混合物的增重部分
就是银元素相比钠元素的增重部分.
设Na元素的质量为a
NafAgNm
23108加崎-篁5二睡
24R5
—=—解得。=4.6g
a17
=*_:M觎晦=麒咨魁
所以Na%IM答案:A
二、极值法(极端分析法)
所谓极值法,就是对数据不足、无从下手的计算或混合物的组成的判断,极端假设恰好为某一成分,
或者极端假设恰好为完全反应,以确定混合物各成分的名称、质量分数、体枳分数的解题方法.运用此方法
解题,可收到化繁为简、化难为易的效果.
例题28.1g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到12g无水
晶体,通过计算确定该金属的名称.
【答案】钠
【解析&思路点拨】该题若用常规方法很难完成,而用极端分析法则可以事半功倍.
设R的相对原子质量为M,假设&1g全为碱金属或全为氧化物,有如下关系:
2R+2HliPT2R0HHH1aTRR+H&T2R0H
2M2(M+17)2M+162(M+17)
8.1g12g8.1g12g
得M=35.3,M=10.7因为混合物由碱金属和其氧化物组成,故金属的相对原子质量应介于10.7和
35.3之间,因此该金属是钠.
三、平均值法
平均值法是依据盛产1霾<四%,只要求出(或已知)平均值M,就可以判断和的取值范围,从
而巧妙且快速的解出答案.混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型,有些混合物的计算用平均值
法,利用相对原子质量或相对原子质量的平均值、体积平均值、组成平均值来确定混合物的组成,则可化
难为易、化繁为简.
例题3铝、锌组成的混合物和足量的盐酸反应,产生氢气0.25g,则混合物的质量可能为().
A.2gB.4gC.8.5gD.10g
【答案】Bo
【解析&思路点拨】这是典型的平均值法题型,一定要注意方法.分别计算出生成0.25g氢气需要单独
的铝、锌各多少,最后选两个数值的平均值.
2A1+6HC1T2A1C1,开暑H1sT2Zn+2HClTZnClG/T
546652
x0.25g>'0.25g
解得x=2.25g,y=8.125g,则混合物的质量为'禽营〜曲」磐留
三、课堂检测
1.(2018•河北)小明用某纯碱样品(含少量氯化钠)进行了图27所示的实验。请计算:
-一■——I.■—・Ml・I—!
_11tA.先分反应JgjjjM并•龟分坛应
12gW&溶液59"溶液1076$
图27
(1)生成二氧化碳的总重量为go
(2)所用稀盐酸的溶质质量分数。
【答案】(1)4.4g;(2)7.3%。
【解析】(1)生成二氧化碳的质量=50+50+12-107.6g;
(2)设碳酸钠的质量为x
Na/CO,+2HCl・2NaCl+Hq+C5T
7344
x4.4g
73:44=x:4.4
x=7.3(g)
则所用稀盐酸的质量分数=7.3/100X100%=7.3%;
答:所用稀盐酸质量分数为7.3版
2.(2018•黑龙江哈尔滨)为测定某硫酸铜样品中硫酸铜的含量(杂质不溶于水,不含铜元素,不与其他物
质发生反应),进行了如下实验
81.8g水89R不溶于水的的物质49K不溶于水的的物质
」氧冢臂溶液5"O3
A20g*羊品只含存一种溶质
CD
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为。
⑵根据已知条件列出求解C烧杯中参加反应的硫酸铜质量(X)的比例式。
(3)配制上述实验所用的氢氧化钾溶液,需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液的质量为o
(4)样品中硫酸铜的质量分数为。
(5)D烧杯溶液中溶质的质量分数为。
(6)若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜,需要这种硫酸铜的质量为。
【答案】(1)CuS04+2K0H=K2S04+Cu(0H)2I;(2)16098=^4.9^;(3)56g;(4)80%;(5)8.7%;(6)
300kgo
【解析】1、设出未知量,利用上行的相对质量比等于下行的实际质量比列比例式。
2、溶质质量分数=$\dfrac{溶质质量}{溶液质量}$X100沆
3、代入化学方程式中的必须是纯净物的质量。
即(1)氢氧化钾与硫酸铜发生反应的化学方程式为CuS04+2K0H=K2s04+Cu(OH)2I:
(2)第一次加入56gK0H溶液,发生反应后,滤出沉淀,再加入56gK0H溶液,又有沉淀生成,说明C烧杯
中有CuSO4溶液剩余,D烧杯中只有一种溶质,则说明在C烧杯中恰好完全反应,设C烧杯中参加反应的硫
酸铜的质量为x
2KOH+CUSO4=CU(OH)21+K2SO4
16098
x4.9g
16098=x4.9g;
(3)设烧杯中参加KOH的质量为y
2KOH+CUSO4=CUI:OH)24+K2SO4
2x5698
y4.9g
2X5698=y^.9g,解得y=5.6g;
实验中两次均入56gKOH溶液,所加KOH的质量是2X5.6g=ll.2g,设需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液
的质量为w,11.2g=wX20%,解得w=56g;
(4)56g氢氧化钾充分反应生成沉淀4.9g,所以B中也产生沉淀4.9g,则样品中杂质质量为
8.9g-4.9g=4.9g,样品中硫酸铜的质量分数为20gY盛OgX100%=80%;
(5)D烧杯的溶质是K2s04,设D烧杯溶液中溶质的质量为m
2KOH+CUSO4=CU(OH)24+K2SO4
98174
9.8gm
98174=9.8g/n,解得m=17.4g;
D烧杯中溶液的质量为81.8g+20g+56g-8.9g+56g-4.9g=200g;
D烧杯中溶液的溶质质量分数为17.4M00gX100%=8.7%;
(6)设若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜,需要这种硫酸铜的质量为n
Fe+CUSO4=Cu+FeSQ
16064
”80%lOOkgx(1-4%)
16064=nX80%100^X(1-4%),解得n=300kgo
3.(2018•黑龙江齐齐哈尔)向盛有28g氯化钢和氯化钠固体混合物的烧杯中加入273.3g水,固体完全
溶解。再逐滴加入一定质量分数的硫酸钠溶液,反应过程中生成沉淀的质量与所加硫酸钠溶液的质量关系如
图所示。(化学方程式为:Na2S0(+BaCk=2NaCl+BaSOj)
请计算:
(1)固体混合物中氯化钢的质量
(2)恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数o
【答案】(1)20.8g;(2)5%
【解析】(1)设固体混合物中含有氯化钢的质量为x,氯化钢与硫酸钠反应生成氯化钠的质量为y,消耗
硫酸钠的质量为z
Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO^
208117233
xy23.3g
208x117_y142_z
列出比例式:233=23.35,233—23.3g,233=233^
解得:X=20.8g,y=l1.7g,z=14.2g
(2)恰好反应后,所得溶液为氯化钠溶液,氯化钠的质量为:285-20.85+11-75=18.95,溶剂水的质量
xl00X,1
为:273.:切+100。-14.2。=359.1g,溶质的质量分数为:18.9<?+359.13,5%o
4.(2018•湖北咸宁)为了测定一瓶硫酸铜溶液的溶质质量分数,取出50克该溶液,向其中逐滴加入溶质
质量分数为16%的氢氧化钠溶淀液,反应过程中生成沉淀的质量与所用氢氧化钠溶液质量的关系如图所示:
沉
淀
质
量
(
克
)
请你仔细分析此关系图,并进行计算。
(1)当滴入氢氧化钠溶液克时,硫酸铜与氢氧化钠恰好完全反应。
(2)计算此硫酸铜溶液中溶质的质量分数为(写出计算过程)。
【答案】(l)4g,(2)16%。
【解析】(1)根据图示,当滴入氢氧化钠溶液25g时,产生沉淀的质量达最大值,硫酸铜与氢氧化钠恰好
完全反应。
(2)25g氢氧化钠溶液中含溶质质量为:2*7X16%=4g
设50g硫酸铜溶液中含溶质的质量为x
2NaOH+CuSO^Cu(OH)」J+NaQ
80160
4。x
80_160
4gx
X=8g
此硫酸铜溶液中溶质的质量分数为:C%X"””.-16;
答:此硫酸铜溶液中溶质的质量分数为16%。
5.(2018•江苏宿迁)某硫酸厂欲测定排放的废水中硫酸的质量分数(假设废水中只含硫酸一一种溶质),
取废水样品200g,逐滴加入溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液,废水中硫酸的质量随加入氢氧化钠溶液质
量变化如下图所示,
'&H化册诉内班“/
(1)要配制100g5%的氢氧化钠溶液,需氢氧化钠固体质量为g;
(2)计算该废水中硫酸的质量分数为(写出计算过程)。
【答案】(1)5g,(2)2.45%。
【解析】(1)配制100g5%的氢氧化钠溶液,需氢氧化钠固体质量=100gX5%=5g;
(2)消耗氢氧化钠的质量=80X5%=4g;
设硫酸溶质的质量为x
H.SO4+2N«IOH=NJSOQ+2
9880
x4g
98:x=80:4
x=4.9g
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