1、专题突破2化学计算的常用方法方法一守恒法1方法解读所谓“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保持“不变”。在化学变化中存在各种各样的守恒,如质量守恒、元素守恒、原子守恒、电子转移守恒、电荷守恒等。2解题步骤1(原子守恒)(2021石家庄调研)28 g铁粉完全溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体的质量为()A36 gB40 gC80 gD160 g解析:选B。28 g铁粉完全溶于稀盐酸中生成氯化亚铁,然后加入足量的Na2O2固体,由于Na2O2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气,且Na2O2本身也具有强氧化性,所
2、以充分反应后生成氢氧化铁沉淀,过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体为Fe2O3,根据铁原子守恒,n(Fe2O3)n(Fe)0.25 mol,所得Fe2O3固体的质量为0.25 mol160 gmol140 g。2(电荷守恒)将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3、Al3刚好沉淀完全,用去NaOH溶液100 mL,则NaOH溶液的浓度为_。解析:当Fe3、Al3刚好沉淀完全时,溶液中溶质只有硫酸钠,而Na全部来源于NaOH,且反应过程中Na的量不变。根据电荷守恒可知,所以n(NaOH)n(Na)2n(SO)n(H)0.
3、1 molL10.2 L0.02 mol,c(NaOH)0.2 molL1。答案:0.2 molL13(电荷守恒)(2021阜阳质检)某硫酸铝和硫酸镁的混合液中,c(Mg2)2 molL1,c(SO)6.5 molL1,若将200 mL此混合液中的Mg2和Al3完全分离,至少应加入1.6 molL1的氢氧化钠溶液()A0.5 L B1.625 L C1.8 L D2 L解析:选D。根据电荷守恒得2c(Mg2)3c(Al3)2c(SO),则c(Al3)3 molL1,加入氢氧化钠溶液使Mg2、Al3完全分离,此时NaOH转化为Na2SO4和NaAlO2,由电荷守恒得c(Na)2c(SO)c(Al
4、O),即n(Na)2n(SO)n(AlO),则V(NaOH)2 L。4(电子转移守恒)某强氧化剂XO(OH)可被Na2SO3还原。如果还原1.2103 mol XO(OH)需用30 mL 0.1 molL1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是()AXO BX2O3 CX2O DX解析:选D。由题意可知,S元素由4价6价,假设反应后X元素的化合价为x价,根据氧化还原反应中得失电子数目相等可得,1.2103mol(5x)0.03 L0.1 molL1(64),解得x0,所以X元素被还原后的物质可能是X,D项正确。方法二差量法1方法解读差量法指根据化学反应前后有关物理量发生的变化,找出
5、“理论差量”。这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例,然后求解。2解题步骤5(质量差)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,则该样品的纯度(质量分数)是()A BC D解析:选A。由题意可知,(w1w2) g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,设样品中NaHCO3的质量为x g,由此可得如下关系:则x,故样品纯度为。6(气体体积差)16 mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 左右可发生反应:6NO4N
6、H35N26H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL,则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比可能有四种情况:53;32;43;97。其中正确的是()A BC D解析:选C。根据反应前后气体体积的变化,可用差量法直接求解。6NO4NH35N26H2O(g)V(气体的体积差)6 mL 4 mL 5 mL 6 mL 1 mL(理论差量)9 mL 6 mL 17.5161.5 mL(实际差量)由此可知共消耗15 mL NO与NH3的混合气体,还剩余1 mL气体,假设剩余的气体全部是NO,则V(NO)V(NH3)(9 mL1 mL)6 mL53,假设剩余的气体全部是NH3,则V(
7、NO)V(NH3)9 mL(6 mL1 mL)97,但因该反应是可逆反应,剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体,故V(NO)V(NH3)介于97与53之间,对照所给的数据可知,32与43在此区间内。方法三关系式法1方法解读关系式法是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。2解题步骤7(依据原子守恒建立关系式)在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物,使其中的硫全部转化为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸,这些硫酸可
8、用10 mL 0.5 molL1氢氧化钠溶液完全中和,则原混合物中硫的百分含量为()A72%B40%C36% D18%解析:选C。由S原子守恒和有关反应可得出:SH2SO42NaOH32 g 2 molm(S) 0.510103 mol得m(S)0.08 g。则原混合物中w(S)100%36%。8(依据相关反应原理建立关系式)黄铁矿的主要成分是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 molL1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00
9、mL。已知:SO22Fe32H2O=SO2Fe24H;Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)_(保留一位小数)。(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%的硫酸的质量为_t。解析:(1)据方程式:4FeS211O22Fe2O38SO2;SO22Fe32H2O=SO2Fe24H;Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O;可得关系式:Cr2O6Fe23SO2FeS210.020 000.025 mol 得m(FeS2)0.090 00 g。则样品中FeS2的质量分数为100%90.0%。(2)4FeS211O22Fe2O38SO24 mol 8 mol moln(SO2)则n(SO2)1.5105 mol,标准状况下V(SO2)3.36106 L。设制得98%的硫酸的质量为m,由SO2SO3H2SO41 mol 98 g1.5105 mol m98%得m1.5107 g15 t。答案:(1)90.0%(2)3.3610615