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1、专题讲解:有关化学方程式的计算一、【做题步骤】设未知量 写正确的化学方程式(一定要注意方程式配平) 找已知与未知之间的质量比;并在相应的化学式下面写出已知量和待求量 列比例式 解比例式,求出未知量 答二、【注意事项】 代入化学方程式计算的已知物、待求物必须是纯物质,若是气体体积需换算成质量,若为不纯物质或者溶液,应先换算成纯物质的质量或溶液中溶质的质量。气体质量:mV纯度指纯物质占不纯物质总质量的质量分数。 单位转换:1L=1000mL 1mL=1cm3容易发生的错误:把不纯物质的量当作纯净物的量代入。三、【典型例题】 (一)已知反应物(或生成物)的质量,求生成物(或反应物)的质量;例1. 甲
2、醇(CH3OH)是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应:8nO22COmCO216H2O.若反应生成3.6克水,请计算:(1)m值是 (2)参加反应的氧气质量是多少克? 分析与解:(1)根据反应前后原子数目不变可得:m6(2)解:82n62216 n11设参加反应的氧气质量为x。811O22CO 6CO2 16H2O 1132 1618 x 3.6g x4.4g答:略 【练习】1、下列根据化学方程式的计算题有错误,简述发生错误的原因,并加以改正 加热12.25克KClO3,充分反应后可制得氧气多少克? 解 设生成氧气的质量为 lO3 l + O2 112.5
3、3212.25g x= x=3.2g 答:加热lO3,可制得O2.2 ()错误原因 ;()改正 【练习】2、 把干燥纯净的lO3和nO2的混合物13.32克,加热至不再产生气体为止,称量剩余物质量为.克,求生成氧气的质量;剩余物质各是什么?质量分别是多少克? (二)有关不纯反应物或生成物的计算:例2. 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料之一,某课外探究小组的同学要进行小实验,需获得标准状况下的CO4升(标况下,),他们用含杂质10的大理石与足量稀盐酸反应则需这种大理石多少克?分析:化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系,因此不纯物质的质量必须换算成纯物质的质量才能进行计算,纯净物与不纯物质量
4、换算关系如下:纯物质的质量不纯物质的质量解:设含杂质10的大理石x g。mV1.98 CaCO100 44(110)x 7.92 x20g答:略【练习】3现有20的硫酸铜溶液80g,跟一定量的氢氧化钠溶液恰好完全反应,则可得到氢氧化铜多少克?(该反应的化学方程式为:CuSO) 【练习】4 含锌的锌粒200,与足量的稀2SO4反应,可制得2多少升?(标况下0.09g) 【练习】5 把7克含杂质的锌片(杂质不与硫酸反应)放在100克足量的稀硫酸里,反应停止后所得混合物总质量为106.8克.求:(1)根据 定律,反应后生成H2质量是 克.(2)计算不纯的锌的质量分数.(计算结果精确到0.1%)【练习
5、】6、某钢铁厂用580吨含Fe3O480%的磁铁矿(其余为不含铁的杂质),可炼得含杂质为4%的生铁多少吨?(三)有关多步反应的计算:例3. 高炉中炼铁主要是利用一氧化碳与赤铁矿(主要成分是反应为Fe2O3)反应来得到铁,其化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,现用足量的一氧化碳与1.25克不纯的氧化铁发生反应,将反应中生成的CO2通入澄清石灰水中,得到白色沉淀1.64克。求氧化铁粉末的纯度。分析:本题属于多步反应的计算。所谓多步反应的计算是指根据一个反应中已知的质量,再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算,求出最后一个化学反应的量。本题的常规解法是:先根据第二个反应中生成的白色
6、沉淀的质量求出反应物CO2的质量,然后由CO2质量求出第一个反应中纯净的氧化铁的质量,最后求出氧化铁粉末的纯度。解法一:设二氧化碳的质量为x,纯净氧化铁的质量为yCa(OH)2+CO2CaCO3+H2O 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 44 100 160 132x 1.64克 y 0.7216克 x=0.7216克 y0.875克则氧化铁粉末纯度为解法二:从上述解题过程中可以看出CO2是一种中间产物,起到联系已知量白色沉淀CaCO3与未知量氧化铁的作用,故我们可以通过CO2这中间量直接把已知物与未知物连接起来,建立关系式,从而使计算过程大大简化,这种方法叫关系式法,一般用于解多步反应的计
7、算。其步骤是:首先写出连续反应的各步化学反应方程式,然后找出已知物和待求物间的质量关系。应注意的是:关系式中各物质的系数比应与化学方程中他们的系数比相同。因此应先配平化学方程式,然后才能列出正确的关系式,具体解法如下:设:参加反应的氧化铁的质量为x。根据:Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O和3CO+Fe2O32Fe+3CO2 可得关系式:Fe2O33CO3CaCO3 160 300 x 1.64克 x0.875g;则氧化铁粉末纯度为答:略(四)有关过量的计算:例4. 某研究学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数,取来了一些矿石样品,并取稀盐酸200克,平均分成4份,进行实验,结
8、果如下:实验1234加入样品的质量5101520生成CO2的质量1.763.524.4m求:(1)哪几次反应中矿石有剩余? (2)上表中m的数值是 (3)试计算这种样品中碳酸钙的质量分数。解析:将200克稀盐酸平均分成4份,每一份为50克,再在50克稀盐酸中分别加入5克、10克、15克、20克石灰石样品。分析1、2、3次实验可以看出随着样品加入量的增加,生成物中二氧化碳的质量也在增加,从而说明至少1、2次中盐酸过量、样品不足;仔细分析1、2、3次实验,我们还可以发现第2次中样品的质量是第一次的2倍,产物二氧化碳的质量也恰好是两倍,而第三次中虽然样品的质量是第一次的3倍,产物二氧化碳的质量却不是
9、3倍,这就说明此时石灰石样品已过量,盐酸消耗完。所以第4次中二氧化碳的值也是4.4,要计算样品中碳酸钙的质量,必须选择碳酸钙不足的那几次反应,因为此时样品中碳酸钙已完全反应。解:(1)3和4 两次 (2)4.4 (3)设5克样品中碳酸钙的质量为xCaCO3 2HClCaCl2H2OCO2100 44 x 1.76g xCaCO3%答:这种样品中碳酸钙的质量分数为80%。【练习】7、. 某同学为了测定实验中氯酸钾样品的纯度,取2.5克样品和0.5克二氧化锰混合加热,加热该混合物t1时间后(假设杂质不参加反应),冷却,称量剩余固体质量,重复以上操作,依次称得加热t2 、t3 、t4时间后剩余固体的
10、质量,记录数据。表格如下:加热时间t1t2t3T4剩余固体质量(克)2.122.082.042.04(1)写出发生反应的化学方程式。(2)加热t3时间后氯酸钾是否已经完全反应? (填“是”或“否”)(3)求完全反应后产生氧气的质量。(4)求该样品中氯酸钾的纯度。【练习】8、某样品为铜和氧化铜的混合物,为测定该样品中氧化铜的含量,取用20克此样品,分四次向其中加入稀盐酸与之充分反应。每次所用盐酸的体积与反应后剩余固体的质量见下表:加入稀盐酸的体积/ml剩余固体的/g140162401234084408求:20g此样品中铜的质量;样品中氧化铜的质量分数;用氢气充分还原5g此样品可得固体多少克?【练
11、习】9、为了对海水的氯化物(假设NaCl以计算)进行成分分析。甲、乙、丙三位同学分别进行实验他们的实验数据如下,请仔细观察分析,回答下列问题。甲乙丙所取海水样品的质量(g)1005050加入AgNO3溶液的质量(g)505075反应后所得沉淀物的质量(g)1.4351.4351.435两溶液恰好完全反应的是 的实验。请计算海水中的氯化物(以氯化钠计算)的质量分数是多少?(结果保留3位有效数字)(五)差量计算:例5. 实验室中,把干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰混合物15.5g放入大试管加热,充分反应后称量,得10.7克固体物质,问:(1)制得氧气多少克?(2)10.7g固体物质里含有哪些物质?各多少
12、克?分析:本题要从化学反应的角度弄清以下两个问题:固体物质加热后质量为什么会减少? 减少的是哪种物质的质量?10.7g固体里到底是什么物质?根据该反应2KClO以及质量守恒定律可知:因产物中有氧气,所以反应前后减少的固体质量恰恰就是反应中放出的氧气的质量。MnO2在反应中是催化剂,其本身的化学性质和质量在反应前后是不改变的,因此10.7g固体中含有KCl和MnO2两种物质。解:(1)制得氧气的质量为15.510.74.8g(2)设生成KCl固体x g。2KClO 149 96 x 4.8149:x96:4.8 x则MnO2的质量为10.77.453.25g答:略例6. 100克稀盐酸恰好与适量
13、的大理石(主要成分是CaCO3)完全反应,所得溶液的质量变为105.6克,问:有多少克CaCO3参加了反应?分析:本题给出的两个已知数都不是纯物质的质量,不能直接代入进行计算。仔细观察我们可以发现反应前后物质质量发生了变化,即溶液增重了,故可运用差量法来解题。差量法解题的关键是分析物质变化的原因及规律,再建立差量(理论差量和实际差量)与所求量之间的对应关系差量,再列对应比例解题。如在本题中我们看到:稀盐酸与固体CaCO3反应后,固体质量减少,溶液质量增加,其增加值等于参加反应的CaCO3的质量减去生成的二氧化碳质量。从稀盐酸与CaCO3反应的质量关系可知,每消耗100克碳酸钙,生成44克二氧化碳气体,液体的质量就增加1004456克,现液体的质量增加5.6克,则两者有如下关系:设有质量为xg的CaCO3参加了反应,则:CaCO32HClCaCl2H2OCO2 增重100 1004456x 105.6100 x10克答:略。【练习】10、将一铁片投入CuSO4溶液中,过一会儿取出,洗净干燥后称量,发现增重63克,析出铜( a)g A、50.4B、6.4C、2D、6.3