专题:化学计算常用方法和技巧
一、关系式法
【例1】在O2中燃烧0.22g硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转化为SO2,将这些SO2全部转化为SO3,生成的SO3完全被水吸收,所得的H2SO4可用10.0ml 0.5mol/L的NaOH溶液完全中和,则原化合物中硫元素的质量分数为()
A.45%
B.36%
C.20%
D.40%
【练习】一定量的铁粉和9g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9g水,则加入的铁粉质量为()
A.14g
B.42g
C.56g
D.28g
二、差量法
【例2】把氯气通入浓氨水中,会立即发生下列反应:
3Cl2+8NH3·H2O=6NH4Cl+N2+8H20
在标准状况下,把1.12L Cl2、N2的混合气体通入浓氨水中,实验测得逸出气体的体积为0.672L,此反应中被氧化的NH3的质量为()
A.3.4g
B.0.34g
C.1.36g
D.4.48g
【练习】将19g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物加热至质量不再减少为止,称得剩余固体质量为
15.9g,则原混合物中碳酸氢钠的质量分数是?
三、守恒法
【例3】为了测定某铜银合金的成分,将30.0g合金溶于80mL 13.5mol/L的浓硝酸中,待合金完全溶解后,收集到6.72L(标准状况)气体,并测得溶液中H+浓度为1mol/L。
假设反应后溶液的体积仍为80mL,试计算:被还原硝酸的物质的量。
求合金中银的质量分数。
【练习】足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L(标准
状况),这些气体与一定体积O2(标准状况)混合后通入水中,完全被吸收生成了硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的体积是60ml。
下列说法不正确的是()
A.参加反应的硝酸是0.5mol
B.消耗氧气的体积为1.68L
C.此反应过程中转移的电子为0.6mol
D.混合气体中含NO2 3.36L
四、极值法
“极值法”即“极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用。
可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
【例4】现有浓度各为1mol·L-1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100mL,加入一定量的铁粉,对下列各情况填空:
(1)反应完毕,铁粉有剩余。
反应后的溶液中一定含阳离子。
(2)反应完毕,有铜生成,铁粉无剩余。
反应后的溶液中一定含阳离子,该阳离子在溶液中物质的量的范围是;反应后的溶液中可能含阳离子。
(3)反应完毕后,无固体沉积物存在,反应后的溶液中一定含和阳离子。
【练习】.由两种金属组成的合金10g投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气11.2L(标准状况下),此合金可能是()
A. 镁铝合金
B. 镁铁合金
C. 铝铁合金
D. 镁锌合金
课后作业:
1.700℃时,向容积为1 L的密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生反应:CO2+H2(g) CO(g)+H2O(g) 反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
...
A.反应在t1 min内的平均速率为v(H2O)=0.60 /t1 mol·L-1·min-1
B.温度升至800℃,上述反应平衡常数为1.56,则正反应为放热反应
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入1.00 molH2,与原平衡相比,达到新平衡时CO2转化率增大,H2的体积分数增大
D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00 molCO和1.50 molH2O,到达平衡时,c(CO2)=0.90 mol/L
2.酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2 + Na2CO3→ NaNO3 + NaNO3 + CO2↑①
NO + NO2 + Na2CO3→ 2NaNO2 + CO2↑②
(1)根据反应①,每产生22.4L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加g。
(2)配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O多少克?
(3)现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44g。
①计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
② 1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
3.(12 分)某硫酸盐在纺织、鞣革等工业上有广泛用途。
它的组成可表达为K x Cr y(SO4)z·n H2O (其中Cr为+3价)。
为测定它的组成可通过下列实验:
①准确称取9. 9800 g 样品,配制成100. 00 mL 溶液A。
②准确量取25. 00 mL 溶液A,加入足量的四苯硼酸钠{Na[B(C6H5)4]}溶液至沉淀完
全,……,得到白色固体四苯硼酸钾1. 7900 g。
该反应的离子方程式为:K++ [B(C6H5)4]-=K[B(C6H5)4]↓。
③准确量取25. 00 mL 溶液A,用足量BaCl2溶液处理,最后得硫酸钡质量为2.3300g。
(1)已知室温下K[B(C6H5)4] 的K sp=2.5×10-13,欲使溶液中c(K+)降至1.0×10-6 mol·L—1,此时溶液中c{[B(C6H5)4]-}=▲mol·L—1。
(2)上述实验步骤②中“……”代表的实验操作名称依次为▲。
(3)通过计算确定样品的化学式(写出计算过程)。
4.钴(Co)化合物对化学键的研究有重要的作用。
为测定某钴化合物[Co(NH3)x Cl y]
Cl z的组成,进行了如下实验:
(1)称取样品0.5010 g ,加入过量NaOH溶液,煮沸,蒸出所有的NH 3,冷却,得到A。
产生的NH3用50.00 mL 0.5000 mol·L-1盐酸完全吸收并用蒸馏水定容到100 mL,得溶液B。
取B溶液20.00 mL,用0.1000 mol·L-1 NaOH滴定,消耗NaOH溶液30.00 mL。
由此可知蒸出的NH3的物质的量为 mol,[Co(NH3)x Cl y]Cl z中氮元素的质量分数为:。
(用小数表示,保留两位小数)(2)向A中加入过量的KI固体,振荡,盐酸酸化后置于暗处,发生反应:
Co m+ + I- → Co2++ I2(未配平)
反应完成后,稀释,用Na2S2O3溶液滴定析出的I2,消耗0.1000 mol·L-1 Na2S2O3溶液20.00 mL 。
反应方程式为:I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6。
Co m+ 的物质的量为: mol(用含m的代数式表示)。
(3)另称取样品0.2505 g,溶于水,以0.1000 mol·L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL。
反应方程式为:
[Co(NH3)x Cl y]Cl z + zAgNO3→[Co(NH3)x Cl y](NO3)z+ zAgCl↓
计算:① 化合物中钴元素的化合价。
②该钴化合物的化学式。
5(10分)利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。
某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。
反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供,反应体系中I2和Fe3+等可循环使用。
⑴写出电解池A、电解池B和光催
化反应池中反应的离子方程式。
⑵若电解池A中生成3.36 L H2(标
准状况),试计算电解池B中生成
Fe2+的物质的量。
⑶若循环系统处于稳定工作状态
时,电解池A中流入和流出的HI
浓度分别为a mol·L-1和b mol·L
-1,光催化反应生成Fe3+的速率为
c mol·L-1,循环系统中溶液的流
量为Q(流量为单位时间内流过的
溶液体积)。
试用含所给字母的代
数式表示溶液的流量Q。