专题突破(二) 常用的化学计算方法——关系式法和差量法（教参）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第一册化学同步课件及教参（人教版）

专题突破(二)　常用的化学计算方法——关系式法和差量法 一、关系式法在化学计算中的应用 化学定量研究离不开计算，定性判断往往也要经过化学计算才能得出结论。因而化学计算是化学体系中不可或缺的重要组成部分。在化学生产过程中，由于生产程序复杂，要经过很多化学反应才能实现由原料生成产品，在这些复杂的化学变化过程中进行计算，其中最好的计算方法就是关系式法。关系式法就是在多步变化中，找到各方程式中有关物质的物质的量关系，然后以物质的量关系首尾列式计算。 二、差量法在化学计算中的应用 化学反应一定有新物质的生成，在化学变化的过程中存在质量或者气体体积的变化，利用好这些变化规律，就可以进行计算。这种方法的关键点是找到化学方程式的“差”，找准变化量进行计算可以快速简单地解决问题。差量法的解题步骤通常按照下列几个环节进行：首先分析化学反应各物质之间的数量关系，引起差值的原因；其次确定是否能用差量法，分析差值与始态量或终态量是否存在比例关系，以确定是否能用差量法；然后根据方程式以及题意确定“理论差量”与题中提供的“实际差量”，列出比例关系，求出答案。 差量法用到了数学当中的等比定律，即： aA ＋ cC===eE a　　　c e b　　　d f ＝＝⇒－＝…… ＝＝⇒－＝…… 只要找到方程式的变化量与方程式系数的关系，就可以进行计算，解此类题的关键是找到变化量与方程式的系数关系，其中，这个变化量可以是质量变化也可以是气体体积变化。 【例1】 在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转化为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol/L的氢氧化钠溶液完全中和，则原化合物中硫的质量分数为(　C　) A．72% B．40% C．36% D．18% 【解析】 通过各步化学方程式可得出：S→H2SO4→2NaOH 设化合物中硫的质量为x g S～H2SO4～2NaOH 32 g　　∶　2 mol x ∶　0.5×10×10－3 mol 得x＝32×＝0.08 g，所以原化合物中硫的含量为： ×100%＝36%，C正确。 【例2】 加热10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量为8.45 g，则混合物中碳酸钠的质量分数为(　A　) A．58% B．42% C．36% D．64% 【解析】 加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，则固体质量减少的原因是由于碳酸氢钠分解，设混合物中碳酸氢钠的质量为m，利用差量法计算，则 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm 2×84　　　　　　　　　　　　　　　62 m　　　　　　 10.0 g－8.45 g＝1.55 g m＝＝4.2 g，所以混合物中碳酸钠的质量为10.0 g－4.2 g＝5.8 g，混合物中碳酸钠的质量分数为×100%＝58%，A正确。 【例3】 工业上常用漂白粉和酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的百分比(x%)来表示漂白粉的优劣。漂白粉与酸的反应为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4===2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，现为了测定一瓶漂白粉的x%进行下列实验：称取漂白粉样品2.00 g，加水研磨后转入250 mL容量瓶内用水稀释至刻度线，摇匀后取出25.0 mL加入过量的碘化钾溶液和过量的稀硫酸静置，待漂白粉放出的氯气与碘化钾完全反应后，用0.100 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液与生成的碘反应：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，这些生成的碘消耗硫代硫酸钠溶液20 mL，试由上述数据计算该漂白粉的x%。 【解析】 设2.00 g漂白粉样品生成m g氯气，由反应Cl2＋2KI===I2＋2KCl和2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI，可得关系式：Cl2―→2Na2S2O3，则有71∶2＝m∶，得m＝0.71 g，故x%＝×100%＝35.5%。 1．一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9 g水，则加入的铁粉质量为(　D　) A．14 g B．42 g C．56 g D．28 g 【解析】 因为题目中没有指明铁粉的量，所以铁粉可能是过量，也可能是不足，则与硫粉反应后，加入过量盐酸时生成的气体就有多种可能：或者只有H2S(铁全部变为FeS)，或者是既有H2S又有H2(铁除了生成FeS外还有剩余)，故只凭硫粉质量和生成的水的质量，不易建立方程求解。根据各步反应的定量关系，可列出关系式： Fe→FeS(铁守恒)→H2S(硫守恒)→H2O(氢守恒