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教师用书（人教版）

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．% B．% C．% D．% 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　　　 mol 2Al ～ 2NaOH ～ 2Na[Al(OH)4]～ 3H2↑ a mol　 a mol　　　a mol　　　　 mol 所得溶液的质量为23a g＋27a g＋m g－×2 g·mol－1＝（46a＋m）g，溶液中的溶质为NaAlO2，质量为a mol×118 g·mol－1＝118a g，所以ω（Na[Al(OH)4]）＝×100%＝%。 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）＝＝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。 3．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 ＝，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 ＋ CuSO4===Cu＋ZnSO4　固体质量减轻Δm 65 g　1 mol　 　64 g　　　　　　1 g 　 　n（CuSO4）　　 　 　　　　　0.5 g n（CuSO4）＝＝0.5 mol， c（CuSO4）＝＝＝1 mol·L－1，B正确。 【专题集训】 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．在同温同压下，50 mL气体A2跟 100 mL气体B2化合生成 50 mL气体C，则C的化学式是（　　） A．AB2 B．A2B2 C．AB3 D．A2B4 解析：选D。利用化学方程式中物质的量之比等于相同条件下气体的体积之比等于化学计量数之比，写出该反应的化学方程式为A2＋2B2=