化学计算中常用的方法

1、某温度下22%硝酸钠溶液150毫升，加100克水稀释后浓度变成14%。求原溶液的物质的量浓度。 解析： 这是一道有关溶液稀释问题的计算。显然，它遵循稀释前后溶质质量相等的原则。设原溶液物质的量浓度为c，可得 这一解题思路，用的是“直接设问法”。事实上，在一些化学计算中，我们有时不一定要问设一致。例如当求某混合物中各成分质量时，为了便于计算，我们往往采用设各成分物质的量的方法。这一解题思路，称为“间接设问法”。,1,考点一化学计算中常用的方法,2,此题如设原溶液质量为m，则m22%(m100)14%；设原溶液密度为，则15022%(150100)14%，下一步均可求得物质的量浓度。 答案：c3.

2、0 molL1 点评：守恒法是中学化学计算中常用的方法，本题通过“质量守恒”这一重要关系，通过质量分数和物质的量浓度的含义进行列式巧妙解题。,3,(2010杭州七校联考)将5.21 g纯铁溶于过量的稀H2SO4中，在加热的条件下用2.53 g KNO3氧化溶液中的Fe2成为Fe3，并同时生成NOx，待反应完全后，剩余的Fe2需12 mL 0.3molL1的KMnO4溶液才能完全氧化(已知KMnO4中的7价Mn被还原为2价Mn)，试求x的值。 解析：在整个反应中，得电子的为KMnO4(Mn从72)，其得电子数为50.012 L0.3molL1；得电子的还有KNO3(N从52x)，其得电子数为2.

3、53 g101 g/mol (52x)；失电子的则为Fe2(Fe从23)，其失电子数为5.21 g56 g/mol 1。根据得失电子数守恒可知50.012 L0.3molL12.53 g101 g/mol (52x)5.21 g56 g/mol 1，解得x1。,4,考点二一些特殊的化学计算的解法,接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。 (1)某硫酸厂每天排放的1万米3尾气中含0.2%(体积分数)的SO2。问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后(假设硫元素不损失)，理论上可得到多少千克石膏(CaSO42H2O)? (2)如果将一定体积的尾气通入100

4、mL 2 mol L1的氢氧化钠溶液使其完全反应，经测定所得溶液含16.7 g溶质。试分析该溶液的成分，并计算确定各成分的物质的量。,5,(3)工厂在尾气处理及制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠。调节尾气排放的流量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量最佳比值，可提高亚硫酸氢钠的产量。现设n(SO2)、n(NaOH)、n(NaHSO3)分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且n(SO2)/n(NaOH)x，试写出x在不同取值范围时，n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)与n(SO2)、n(NaOH)间的关系式。,6,解析： (1)利用S守恒，SO2CaSO42H2O， m(Ca

5、SO42H2O)153.6kg (2)若生成物为Na2SO3，根据NaOH Na2SO3 0.2 mol 0.1 mol 即m(Na2SO3)12.6 g， 若生成物为NaHSO3，根据NaOHNaHSO3 0.2 mol 0.2 mol 即m(NaHSO3)20.8 g， 因为12.6 g16.7 g20.8 g所以两种物质都有。 列方程可求得n(Na2SO3)0.05 mol，n(NaHSO3)0.1 mol 。,7,(3)SO22NaOH Na2SO3H2O Na2SO3SO2H2O 2NaHSO3 SO2NaOH NaHSO3 x 1/2，根据方程式可知只有Na2SO3； x1，根据方

6、程式可知只有NaHSO3，根据Na守恒，n(NaHSO3)n(NaOH)；1/2 x1，两者共存，列方程求解。,答案： (1)153.6kg (2)Na2SO3 0.05 molNaHSO3 0.1 mol (3)x1/2时，0； x1时，n(NaOH)； 1/2x1时，2n(SO2) 1/2n(NaOH),9,【变式练习】将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 molL1 H2SO4溶液中，然后再滴加1 molL1 NaOH溶液。 请回答： (1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1160 mL时，则金属粉末中n(Mg)_mol，

7、V2_ mL。,0.06,440,10,(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量的分数为a，用100 mL 2 molL1的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 molL1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围_,a1,11,考点三以生产生活为背景的化学计算,钙是人体神经、肌肉、骨骼系统、细胞膜和毛细血管通透性的功能正常运作所必需的常量元素，维生素D参与钙和磷的代谢作用，促进其吸收并对骨质的形成和改善有重要的作用。某制药有限公司生产的“钙尔奇D600片剂”的部分文字说明如下：“本品每片含主要成分碳酸钙1.5 g(相当于钙元素600 mg)，成人

8、每天服用1片。” (1)“1.5 g碳酸钙与600 mg的钙”的计量关系是如何得出来的，请列式并计算表示。,12,(2)该公司的另一种产品，其主要成分与“钙尔奇D600”相同，仅仅是碳酸钙的含量不同。为测定该片剂中碳酸钙含量，某学生进行了如下的实验：取10片该片剂碾碎后放入足量的盐酸中经充分反应(假设该片剂的其余部分不与盐酸反应)后过滤，取滤液加(NH4)2C2O4，使Ca2生成CaC2O4沉淀，将沉淀过滤洗涤后溶解于强酸中，并稀释成1 L溶液，取其20.0 mL，然后用0.0500 molL1 KMnO4溶液滴定，反应中用去12.0 mL KMnO4溶液，发生的离子反应如下： 2MnO 5H

9、2C2O46H 2Mn210CO28H2O,13,请通过计算回答该片剂中碳酸钙的含量。 参照上述关于“钙尔奇D600片剂”的文字说明，你认为该片剂的名称应该叫“钙尔奇D_片剂”。,解析：(1)由于CaCO3中Ca的质量分数为 40%， 所以1.5 g CaCO3中Ca的含量为1.5 g40%0.6 g600 mg。 n(H2C2O4)0.0500molL10.012L 0.0015 mol n(Ca2)0.075 mol m(Ca2)0.07540 g3 g,14,1片中Ca的含量为 0.3 g，即300 mg，每片含0.75 g CaCO3，所以应该叫“钙尔奇D300片剂”。 答案：(1)见

10、解析(2)0.75g300 点评：以物质的量为中心的化学计算是化学计算中的重点，本题结合有关化学反应中各物质量的关系进行计算，有一定的综合性。,15,【变式练习】生态溶液涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为CH44CuO CO22H2O4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，生成沉淀8.5 g。 (1)原混合气体中甲烷的物质的量是0.075 mol。 (2)原混合气体中氮气的体积分数为多少？(写出计算过

11、程),16,解析：由于硬质玻璃管减少的质量为CuO中的氧的质量，所以n(CuO) 0.3 mol，由方程式可知反应的CH4的物质的量为0.075 mol。生成的CO2也为0.075 mol，将气体通过澄清的石灰水生成8.5 g沉淀，所以n(CO2)0.085 mol，原混合气体中的n(CO2)0.01 mol，而气体的总物质的量为 0.09 mol，所以n(N2)0.005 mol，N2的体积分数为 100%5.56%。,17,1.铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这些物质按照不同的比例加以混合、压制，就可以制成铅笔芯。如果铅笔芯质量的一半成分是石墨，且用铅笔写一个字消耗笔芯的质量约为1 mg。那

12、么一个铅笔字含有的碳原子数约为( ) A2.51019 B2.51022 C51019 D51022 解析：一个字消耗的石墨的质量为0.5 mg，碳原子数约为0.51036.021023/122.51019。,A,18,2.(2010浙江金华调研)有5.1 g Mg、Al合金，投入500 mL 2molL1HCl溶液中，金属全部溶解后，再加入4molL1NaOH溶液，若要求达到沉淀最大值，则加入NaOH溶液的体积为( ) A0.2 L B0.3 L C0.25 L D0.4 L,C,19,解析： 此题涉及到的化学反应较多。Mg、Al先分别与HCl反应，生成Mg2与Al3，反应后再加入NaOH溶

13、液时，如果HCl过量的话，NaOH要先中和过量的HCl，再与Mg2与Al3反应，使之形成沉淀。根据题意，要得到最大沉淀量，酸碱都应恰好完全反应，此时可设二元一次方程组求解，显然可以得到答案，但要耗费很多的时间。如果分析一下得到最大沉淀量时溶液中最终的产物NaCl，不难得出NaCl中的Cl全部来自于原盐酸中的Cl，即n(NaOH)n(NaCl)n(HCl)，所以VNaOH(aq)0.5 L2molL14molL10.25 L。,20,3.(2010浙江温州质检)含n g HNO3的稀溶液与m g Fe粉充分反应，Fe全部溶解，生成NO气体，已知有n/4 g HNO3被还原，则nm可能是( ) A

14、11 B21 C41 D51,C,21,解析：由题意可知，Fe粉与稀HNO3反应的氧化产物有三种情况：氧化产物只有Fe(NO3)2；氧化产物只有Fe(NO3)3；氧化产物既有Fe(NO3)2，又有Fe(NO3)3。因此本题可采用分段讨论的方法进行求解，但这要花费大量的时间。如果采用极限法进行分析，可化繁为简：未被还原的HNO3的质量为nn/43n/4 g。,假设反应的氧化产物只有Fe(NO3)2，则n(Fe2)n(NO )12，即(m/56)(3n/463)12，得nm31； 假设反应的氧化产物只有Fe(NO3)3，则n(Fe3)n(NO )13，即(m/56)(3n/463)13，得nm92

15、； 当反应的氧化产物为Fe(NO)2和Fe(NO3)3的混合物时，则31nm92，由题意可知，符合31nm92的选项只有C。,23,4.在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol 的BaCl2，恰好使溶液中的SO 完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中的Al3的浓度(molL1)为( ) A. B. C. D.,C,解析：由于NH3的物质的量为c mol，由原子守恒和电荷守恒得：(NH4)2SO4的物质的量为 mol，反应时用去的BaCl2的物质的量也为 mol，剩余的BaCl2为(b ) mol，则Al2(SO4)3中的SO 的物质

16、的量也为(b ) mol，由电荷守恒得：n(Al3)3(b )2，所以c(Al3) molL1。,25,5.A、B、C三种物质各15 g，发生如下反应：ABCD，反应后生成D的质量为30 g。然后在残留物中加入10 gA，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余C，则下列说法正确的是( ) A第一次反应停止时，剩余B 9 g B第一次反应停止时，剩余C 6 g C反应中A和C的质量比是53 D第二次反应后，C剩余5 g,D,26,6.用惰性电极电解2 L 1 molL1的CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol 电子后，调换电源的正负电极，电路中又通过0.1 mol 电子，此时溶液中的

17、c(H)是(假设通电后溶液的体积不变)( ) A0.2 molL1 B0.25 molL1 C0.5 molL1 D0.6 molL1,A,27,7.一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)Y(g) Z(g)，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z，下列说法正确的是( ) A以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol L1s1 B将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2 C若增大压强，则物质Y的转化率减小 D若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的H0,A,28,8.Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)1.81010，

18、Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO )1.11012 (1)求此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小。 (2)求此温度下，在0.010 mol L1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。,答案： (1)c(AgCl)1.3105 mol L1， c(Ag2CrO4)6.5105 mol L1， c(AgCl)c(Ag2CrO4) (2)c(AgCl)1.8108 molL1， c(Ag2CrO4)1.1108 molL1， c(AgCl)c(Ag2CrO4)。,9.为了预防碘缺乏病，国家

19、规定每千克食盐中应含有4050 mg的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐，某同学取食盐样品428 g，设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液，溶液呈蓝色，再用0.030 molL1 的硫代硫酸钠溶液滴定，用去18 mL 时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下： _ 解析：每千克食盐含KIO3为45 mg，是合格产品。,IO 5I6H=3I23H2O，I22S2O =2IS4O 。,31,10.将3.2 g Cu溶于a mol L1过量的硝酸30 mL 中，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，反应结束后，将所得溶液加水稀释至1000 mL，测得c( )为0.2 mol L1。求： (1)