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1、.化学计算中的数学思想化学计算中的数学思想1.1.关系式法关系式法原理及应用多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生,起始物与目标物之间存在确定的量的关系。在求已知量和待求量之间的关系式时,一定要找出中间量,并通过改变相关化学方程式的化学计量数使中间量的计量数变成同一个数值,从而建立已知量和待求量之间的化学计量数之比,即关系式。建立关系式的几种方法:利用微粒守恒关系建立关系式。利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式。利用方程式的加和建立关系式。思维建模答题三步骤2.2.差量法差量法差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出理论差量。这种差量可以是质量、物质
2、的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量跟差量列成比例,然后求解。如:.使用差量法的注意事项所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即上下一致,左右相当。典例硫代硫酸钠晶体可用作定影剂、还原剂。利用 K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:溶液配制:称取 1.200 0 g 某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在_中溶解,完全溶解后,全部转移至 100 mL 的_中,加蒸馏水至_。滴定:取 0.009 50 molL 的 K2Cr2O7标准溶液 20.00 mL,硫酸
3、酸化后加入过量 KI,发生反应:Cr2+6I+14H-+-1-13I2+2Cr+7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生S4+2I。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液_,-3+反应:I2+2S2即为终点。平行滴定 3 次,样品溶液的平均用量为 24.80 mL,则样品纯度为_%。解析配制溶液时,先将固体在烧杯中溶解,冷却后转移至容量瓶中,最后加水定容至刻度线。淀粉遇 I2变成蓝色,当 Na2S2O3将 I2消耗完后,溶液中的蓝色会褪去,即为反应终点。由反应关系:Cr23I26Na2S2O3,24.80 mL 样品溶液中,硫代硫酸钠晶体的质量-1-3-1m=0.009 5 m
4、ol L 2010 L6248 g mol=0.282 72 g,由比例关系知,100.mL 样品溶液中的 Na2S2O35H2O 质量为 0.282 72 g=1.14 g,则样品中 Na2S2O35H2O的纯度为100%=95.0%。答案:烧杯容量瓶刻度线 蓝色褪去95.01.a g Na2CO3和 NaHCO3混合物加热至质量减少到b g,则混合物中 NaHCO3的质量分数为_。解析设 NaHCO3的质量为x得 NaHCO3的质量分数为100%答案:100%2.氯化亚铜是重要的化工原料。国家标准规定合格CuCl 产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于 96.50%。工业上常通过下列反
5、应制备CuCl:2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO32CuCl+3Na2SO4+CO2CuCl 制备过程中需要质量分数为20.0%的 CuSO4溶液,试计算配制该溶液所需的CuSO4 5H2O与 H2O 的质量之比。.准确称取所制备的 0.2500 g CuCl样品置于一定量的 0.5 molL FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水 20 mL,用 0.100 0 molL 的 Ce2溶液滴定到终点,消耗 24.60 mL Ce2溶液。有关化学反应为Fe+CuClCe+Fe4+2+3+-1-1Fe+Cu+ClFe+Ce 通过计算说明上述样品中CuCl 的质量分数是否符合标准
6、。3+3+2+2+-解析设需要 CuSO45H2O 的质量为x,H2O 的质量为y。CuSO45H2O 的相对分子质量为250,CuSO4的相对分子质量为 160,依题意有设样品中 CuCl 的质量为z。由化学反应方程式可知:CuClFe Ce2+4+=,xy=511=z=0.244 8 gCuCl 的质量分数为100%=97.92%97.92%96.50%,所以样品中的 CuCl 符合标准。答案:511符合加固训练黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取 0.1000 g 样品在空气中充分燃烧,将生成的 SO2气体与足量 Fe23溶液完全反应后,用浓度为 0.0200
7、0 molL 的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗 K2Cr2O7溶液 25.00 mL。已知:SO2+2Fe+2H2OCr2+6Fe+14H2+3+-1S3+2Fe+4H3+2+2Cr+6Fe+7H2O 样品中 FeS2的质量分数是_。若燃烧 6 g FeS2产生的 SO2全部转化为 SO3气体时放出 9.83 kJ 热量,产生的 SO3与水全部化合生成 H2SO4,放出 13.03 kJ 热量,写出 SO3气体转化为 H2SO4的热化学方程式_。.煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积为_L,制得98%的硫酸质量为_t,SO2全部转化为 H2SO4时放出的热量是_kJ。解析3F
8、eS2 6SO212Fe 2Cr2360 g0.1000w2+2 mol 0.025 L0.0200 0 molL-1-1360 g0.1000w=2 molw=90.00%n=mol=0.05 mol,n=n=0.1 mol,则 SO3生成 1 mol H2SO4放出热量为H2SO4H=-130.3 kJmol-1130.3 kJ,则热化学方程式可得,SO3+H2OFeS22SO22H2SO40.12 t222.4 L 0.196 t90%10 tVm98%0.12 t=0.196 tm98%V=3.36106 L;m=15 t;n=n=为 1.510 mol kJmol=3.4310 kJ。答案:90.00%。SO3+H2O65-17=1.510 mol,放出热量5H2SO4H=-130.3 kJmol7-13.3610153.4310。.