第四章 学科素养微专题(五)　化学计算中常用的三种方法-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一化学必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

化学 必修第一册（人教） 第三章 铁 金属材料 学科素养微专题（五）　化学计算中常用的三种方法 1．关系式法 当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式 写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 例如把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的量： 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。 (2)根据原子守恒确定关系式 上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 [典例1] 将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质的质量分数为(　　) A． eq \f(118a,46a＋m)% B． eq \f(11800a,46a＋2m)% C． eq \f(11800a,46a＋m)% D． eq \f(11800a,69a＋m)% 解析：选C。本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH溶液的反应，应注意用关系式法来进行计算。 2Na　～　2NaOH　～　H2↑ a mol　　　a mol　　　eq \f(a,2) mol 2Al ～ 2NaOH ～ 2Na[Al(OH)4] ～ 3H2↑ a mol　 a mol　　　a mol　　 　eq \f(3a,2) mol 所得溶液的质量为23a g＋27a g＋m g－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)mol＋\f(3,2)a mol))×2 g·mol－1＝(46a＋m)g，溶液中的溶质为Na[Al(OH)4]，质量为a mol×118 g·mol－1＝118a g，所以ω(Na[Al(OH)4])＝ eq \f(118a g,（46a＋m）g)×100%＝ eq \f(11800a,46a＋m)%。 2．守恒法 守恒关系 特征 质量守恒 宏观：反应前后物质的质量守恒 微观：反应前后元素的种类和原子个数守恒 电子守恒 氧化还原反应中，得、失电子守恒 电荷守恒 电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数 离子方程式中，反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数，且电性相同 [典例2] 把3.9 g Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是(　　) A．参加反应的Mg的质量为2.4 g B．参加反应的HCl的物质的量为0.4 mol C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D．若与足量的氢氧化钠溶液反应，能产生0.15 mol H2 解析：选A。反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑和2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，n(H2)＝eq \f(4.48 L,22.4 L/mol)＝0.2 mol，设混合物中Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，由质量守恒得24x＋27y＝3.9，由电荷守恒得2x＋3y＝0.2×2＝0.4，解得x＝0.05 mol，y＝0.1 mol，所以参加反应的Mg的质量为1.2 g，A项错误；n(H2)＝0.2 mol，由氢元素守恒可得，参加反应的HCl的物质的量为0.4 mol，B项正确；由电子转移守恒可得，反应中共转移电子0.4 mol，C项正确；若与足量的氢氧化钠溶液反应，则只有铝反应，由电子转移守恒求得，能生成0.15 mol H2，D项正确。 差量法 不考虑变化过程，利用最终态(生成物)与最初态(反应物)的量的变化来求解的方法。只有当差值与始态量或终态量存在比例关系且是同一物理量时，才能用差量法。差量可以是Δm、Δn、ΔV等。 例如，把一铁棒插入CuSO4溶液后，过一段时间取出，铁棒质量增加了4 g，据此可求出参加反应的Fe的质量。 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　Δm(增加) 56 g　　　　　　　　64 g　　 8 g m(Fe)　　　　　　　　 　 　 4 g eq \f(56 g,m（Fe）)＝eq \f(8 g,4 g)，m(Fe)＝28 g。 [典例3] 将一定质量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净后称量，发现锌片比原来减轻了0.5 g，则该CuSO4溶液的物质的量浓度为(　　) A．0.5 mol·L－1 B．1 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．2 mol·L－1 解析：选B。根据差量法进行计算： Zn ＋