1、化学计算中的快捷解题方法常见的守恒关系1质量守恒：m(反应物)m(生成物)2元素守恒：反应过程中，同一元素原子的物质的量不变3电荷守恒：在电解质溶液中，N(正电荷)N(负电荷)，例如在KCl和Na2SO4的混合溶液中，存在关系：c(K)c(Na)c(Cl)2c(SO42-)4电子守恒：在氧化还原反应中，n(失电子)n(得电子) 例1密胺是重要的工业原料，结构简式如图所示。工业上以液氨和二氧化碳为原料，以硅胶为催化剂，在一定条件下通过系列反应生成密胺。若原料完全反应生成密胺，则NH3和CO2的质量之比应为()A1744 B2217C1722 D21练1碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜
2、。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物，消耗1 molL1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是()A35 gB30 gC20 g D15 g练2某溶液中仅含有Na、Mg2、SO42-、Cl四种离子，其物质的量浓度比为c(Na)c(Mg2)c(Cl)355，若Na浓度为3 molL1，则SO42-的浓度为()A2 molL1 B3 molL1C4 molL1 D8 molL1练3有14 g Na2O2、Na2O、NaOH的混合物与100 g质量分数为15%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为()A20.40 g B28.60 gC24.0
3、4 g D无法计算“守恒法”计算思维模型使用差量法的三点注意1所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。2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”。3对于固体、液体，差量可以是质量差、微粒个数之差；对于气体，差量还可以是同温、同压下的体积差。例23 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4 g，则原硫酸的物质的量浓度为()A1 molL1 B1.5 molL1C2 molL1 D2.5 molL1练4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(
4、质量分数)是()A B C D练5将11.5 g Na投入到过量的m1 g水中得到a溶液，将12 g Mg投入到过量的m2 g盐酸中得到b溶液。若m1m2，则a、b溶液的质量关系是()Aab BabCab D无法确定“差量法”的解题模型关系式法的思维模式解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列出计算式求解，从而简化运算过程。例3Ba2是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2的物质的量浓度。请回答下列问题：
5、(1)现需配制250 mL 0.100 molL1的标准Na2S2O3溶液，所需要的玻璃仪器除量筒、250 mL容量瓶、玻璃棒外，还需要_。(2)需准确称取Na2S2O3固体的质量为_g。(3)另取废水50.00 mL，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量稀硫酸处理，此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加入过量KI溶液进行反应，然后在反应液中滴加上述标准Na2S2O3溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液36.00 mL，已知有关反应的离子方程式为Cr2O72-6I14H=2Cr33I27H2O；2S2O32-I2=2IS4O
6、62-。则该工厂废水中Ba2的物质的量浓度为_。练6金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn2HCl=SnCl2H2，再加入过量的FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl22FeCl3=SnCl42FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2，反应的化学方程式为6FeCl2K2Cr2O714HCl=6FeCl32KCl2CrCl37H2O。现有金属锡试样0.613 g，经上述反应后，共用去0.100 molL1 K2Cr2O7溶液16.0 mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应)。练7取KI溶液25 mL，向其中滴加0.4 molL1的F
7、eCl3溶液135 mL，I完全反应生成I2：2I2Fe3=I22Fe2。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025 mol时，Fe2恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。“关系式法”解题思维模型极限假设法的思维模式极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造成为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果，也称为极端假设法。例416 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：6NO4NH35N26H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL，则原
8、混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：53324397。其中正确的是()A BC D练8将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是()AxV/(11.2n) B0x0.5CV33.6n(1x) D11.2nV22.4n专题总结以上四种常用计算方法，各有特点，适合不同题型的化学计算题。灵活使用深刻的方法内涵是提高计算速度的关键。“关系式法”和“守恒法”异曲同工，“差量法”和“极限假设法”殊途同归。在这几种计算方法中，充分体现了物质的量在化学计算中的核心作用和纽带作用，依
9、据化学方程式的计算又是各种计算方法的基础，其解题步骤如下：根据题意写出并配平化学方程式。依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。微专题大素养例1解析：根据密胺的结构简式和元素守恒可知，一个密胺分子中有三个碳原子和六个氮原子，所以合成1 mol密胺需要3 mol CO2和6 mol NH3，NH3和CO2的质量之比应为（617）（344）1722。答案：C练1解析：碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐
10、酸，转化为氯化铜，溶解28.4 g混合物，消耗1 molL1盐酸500 mL，HCl的物质的量为0.5 mol，根据氯元素守恒则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据Cu元素守恒可知，原混合物中含有Cu元素的物质的量为0.25 mol，灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的物质的量为0.25 mol，则m（CuO）0.25 mol80 gmol120 g。答案：C练2解析：根据电荷守恒可知3 mol/L15 mol/L25 mol/L1c（SO42-）2，c（SO42-）4 mol/L。答案：C练3解析：混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液，蒸干后所得NaCl，由Cl质量守恒关系可得10
11、0 g15%35.536.5m（NaCl）35.558.5，解得m（NaCl）24.04 g。答案：C例2解析：由MgAlMgSO4Al2(SO4)3知合金与无水硫酸盐的质量差为SO42-的质量。nH2SO4nSO42-17.4 g-3g96gmol10.15 mol。c（H2SO4） 0.15mol0.1L1.5 molL1。答案：B练4解析：样品加热发生的反应为2NaHCO3Na2CO3H2OCO2m16810662m（NaHCO3）（w1w2） g故样品中NaHCO3质量为168(1-2）62 g，样品中Na2CO3质量为w1 g168(1-2）62 g，其质量分数为m（Na2CO3）m
12、（样品）1 g168(1-2）62 g1g842-531311。答案：A练5解析：由于m1m2，所以只需比较反应后溶液质量的增加量即可。对于a溶液，m111.5 g11.5g24611 g（即加入Na的质量减去生成氢气的质量）；对于b溶液，m212 g12g22411 g，两溶液质量的增加量相等，所以反应后溶液的质量关系是ab。答案：C例3解析：（2）Na2S2O3固体的质量为0.100 molL10.25 L158 g/mol3.95 g，但实验室所用的托盘天平只能准确称量到0.1 g，故需准确称取Na2S2O3固体的质量为4.0 g。（3）设Ba2的物质的量为x，则根据相关反应可得以下关系
13、式：Ba2BaCrO412 Cr2O72-Cr332I23S2O32-1 mol 3 molx 0.036 L 0.100 molL1解得x1.2103 mol，则c（Ba2）1.210-3mol0.050L0.024 molL1。答案：（1）胶头滴管、烧杯（2）4.0（3）0.024 molL1练6解析：Sn与K2Cr2O7的物质的量的关系：3Sn3SnCl26FeCl2K2Cr2O73119 g 1 molx 0.10.016 molx3119g0.10.016mol1mol0.571 2 gSn%0.57120.613100%93.2%。答案：93.2%练7解析：依题意，有：本题可用关系
14、式法求解。由上述两个反应及电子转移守恒理论，得I与Cl2之间的关系式：2ICl2。设KI的物质的量是x。2ICl22 1x 0.025 molx0.025mol，x0.05 mol。c（KI）0.05mol0.025L2 molL1。答案：2 molL1例4解析：根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。6NO4NH35N26H2O（g）V（气体的体积差）6 mL4 mL5mL6 mL （56）（46） 1 mL（理论差量）9 mL6 mL 17.516 1.5 mL（实际差量）由此可知共消耗15 mL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（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53与97之间，对照所给的数据知32与43在此区间内。答案：C练8解析：发生的反应为：2Na2H2O=2NaOHH22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得总反应为：NaAl2H2O=NaAlO22H2若全是Na时，V11.2n；若Na、Al恰好反应时，V22.4n；故11.2nV22.4n。答案：D
