1、化学计算中的数学思想1.关系式法(1)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”(该“中间量”在前一个化学反应中作生成物，而在下一个化学反应中作反应物)，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。(2)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。(3)思维建模答题三步骤2.差量法(1)差量法的应用原理差量法是
2、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(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如： (2)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】(2018全国卷节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O，M=248 gmol-1)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：(1)溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠
3、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_。 (2)滴定：取0.009 50 molL-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2+6I-+14H+3I2+2Cr3+7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应： I2+2S2S4+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液_，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_%(保留1位小数)。 【解析】(1)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。(2)淀粉遇I
4、2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m(Na2S2O35H2O)=0.009 5 molL-12010-3 L6248 gmol-1=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：(1)烧杯容量瓶刻度线 (2)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
5、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(CuCl)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应制备CuCl：2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO32CuCl+3Na2SO4+CO2(1)CuCl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CuSO45H2O与H2O的质量之比。(2)准确称取所制备的0.2500 g CuCl样品置于一定量的0.5 molL-1 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20 mL，用0
6、.100 0 molL-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有关化学反应为Fe3+CuClFe2+Cu2+Cl-Ce4+Fe2+Fe3+Ce3+通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。【解析】(1)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=，xy=511(2)设样品中CuCl的质量为z。由化学反应方程式可知：CuClFe2+Ce4+=z=0.244 8 gCuCl的质量分数为100%=97.92%97.92%96.50%，所以样品中的CuC
7、l符合标准。答案：(1)511(计算过程见解析)(2)符合(计算过程见解析)【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Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.0200 0 molL-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。已知：SO2+2Fe3+2H2OS+2Fe2+4H+Cr2+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)_。(2) 若燃烧6 g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83
8、 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_ 。(3)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，SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是_kJ。【解析】(1)3FeS2 6SO212Fe2+ 2Cr2360 g 2 mol 0.1000 w 0.025 L0.0200 0 molL-1360 g0.1000 w=2 mol(0.025 L0.0200 0 molL-1)w=90.00%(2)n(FeS2)= mol=0.05 mol，n(SO2)=n(SO3)=0
9、.1 mol，则SO3生成1 mol H2SO4放出热量为130.3 kJ，则热化学方程式可得，SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)H =-130.3 kJmol-1(3)FeS2 2SO2 2H2SO40.12 t 222.4 L 0.196 t90%10 tV(SO2) m(溶液)98%0.12 t(90%10 t)=0.196 tm(溶液)98%V(SO2)=3.36106 L；m(溶液)=15 t；n(SO2)=n(SO3)=1.5105 mol，放出热量为1.5105 mol(98.3+130.3) kJmol-1=3.43107 kJ。答案：(1)90.00%。 (2)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)H=-130.3 kJmol-1(3)3.36106153.43107。