内容正文:
第03讲 化学计算的常用方法
01 进一步理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。
02 了解化学计算的常用方法。
03 初步建立化学计算的思维模型。
考点一 利用差量法计算
重点·夯基易错
1.差量法应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的某种差量进行计算的方法。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积、反应过程中的热量等在反应中产生的差量,该差量的大小与参加反应的各物质的有关量成正比。解题的关键就是利用相关差量与物质有关量的正比关系列出比例式,然后求解。
2.差量法的解题关键是找准研究对象。
通常有:①固体的质量差,研究对象是固体。②气体的质量差,研究对象是气体。③液体的质量差,研究对象是液体。
3.解题的一般步骤
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意,有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等,且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比;
(3)根据化学方程式,列出“理论差量”“实际差量”与物质相关量的比例关系,然后列比例式求解。
点拨·能力培养
1.将12 g CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后,得到气体的总质量为18 g,求原混合气体中CO的质量分数。2.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。
考点二 利用关系式法计算
重点·夯基易错
1.关系式法含义
是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法,一般适用于多步进行的连续反应,因前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可以根据中间物质的传递关系,找出原料和最终产物的相应关系式。
2.应用关系式法的思维模型
方法·规律总结
常见的关系式法有三种:
(1)叠加法(如利用空气、木炭、水蒸气制取氨气)
⇒
⇒
由空气、木炭、水蒸气制取NH3过程中,C和NH3的关系式为3C~4NH3。
(2)元素守恒法
4NH3+5O24NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO经多次氧化和吸收,最终氮元素可完全转化到硝酸中,由氮元素守恒知:NH3~HNO3。
(3)电子转移守恒法
NH3HNO3,O22
由得失电子总数相等知,NH3经氧化等一系列反应生成HNO3,NH3和O2的关系式为NH3~2O2。
点拨·能力培养
1.黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.020 00 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知:SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+
Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________(保留1位小数)。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L,制得98%的硫酸质量为________t。
2.由NH3氧化制NO的转化率为96%,NO转化为HNO3的转化率为92%,现有10 t NH3,总共可以制得63%的HNO3多少吨?
考点三 利用守恒法计算
重点·夯基易错
1.应用原理
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循某些守恒定律,在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子数目守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。
2.解题步骤
方法·规律总结
1.质量守恒(原子守恒)
依据化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。
2.电荷守恒
在离子方程式中,反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。
3.得失电子守恒
氧化还原反应中,元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数,即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
点拨·能力培养
1.将镁铝合金溶于100 mL稀硝酸中,产生1.12 L NO气体(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液,产生沉淀的情况如图所示。下列说法不正确的是( A )
A.不能求出硝酸的物质的量浓度
B.氢氧化钠溶液的浓度为3 mol·L-1
C.可以求出合金中镁的质量
D.可以求出沉淀的最大质量
2.在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,Al3+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,SO为