如何做化学计算题目
化学计算题没有一成不变的解题模式,重要的是要建立 H2S03),则原溶液中HBr和H2S03的浓度都等于()。解决化学问题的基本思维模式。在复习的过程中,若能熟练地选用正确的解题方法和技巧,就能节约答题时间,提高计算的准确率,达到事半功倍的效果。守恒法:原子守恒法原子守恒是指在化学反应前后,元素种类不变,原子个数相等。对于复杂的化学变化过程,确定恒量后,常常省略中间过程的探究,直接利用原子守恒关系进行求解。
如何做化学计算题目:守恒法
一、守恒法
利用电荷守恒和原子守恒为基础,就是巧妙地选择化学式中某两数(如化合价数、正负电荷总数)始终保持相等,或几个连续的化学方程式前后某微粒(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变,作为解题的依据,这样不用计算中间产物的数量,从而提高解题速度和准确性。
(一)原子个数守恒
【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁组成,测知该混合物中的硫的质量分数为a,求混合物中铁的质量分数。
【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出,在这两种物质中S、O原子个数比为1:4,即无论这两种物质以何种比例混合,S、O的原子个数比始终为1:4。设含O的质量分数x,则32/64=a/x,x=2a。所以ω(Fe)=1-3a
【例题2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23-和HCO3=的物质的量之比为
【分析】依题意,反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物,根据Na原子和C原子数守恒来解答。设溶液中Na2CO3为xmol,为NaHCO3ymol,则有方程式①2x+y=1mol/L×1L②x+y=0.8mol,解得x=0.2,y=0.6,所以[CO32-]:[HCO3-]=1:3
(二)电荷守恒——即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。
【例题3】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果[Na+]=0.2摩/升,[SO42-]=x摩/升 ,[K+]=y摩/升,则x和y的关系是
(A)x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1
【分析】可假设溶液体积为1升,那么Na+物质的量为0.2摩,SO42-物质的量为x摩,K+物质的量为y摩,根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案为BC
【例题4】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23-和HCO3=的物质的量之比为
【分析】根据电荷守恒:溶液中[Na+]+[H+]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-],因为[H+]和[OH-]均相对较少,可忽略不计。∴[Na+]=[HCO3-]+2[CO32-],已知[Na+]=1mol/L,根据C原子守恒:[HCO3-]+[CO32-]=0.8mol/L,所以1=0.8+[CO32-],所以[CO32-]=0.2mol/L,[HCO3-]=0.6mol/L,所以[CO32-]:[HCO3-]=1:3
(三)电子守恒——是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。
【例题5】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子,待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。
【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+,根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,那么KNO3被还原的产物是什么呢?根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO,所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为:KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O
【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L(标况)氯气,反应完全后,溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。
(四)质量守恒——质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。
【例题6】1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的( )
(A)96倍 (B)48倍 (C)12倍 (D)32倍
【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量,从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24 ,混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2=12 ,所以答案为C
(五)原子的物质的量守恒——即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。
【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体,经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25毫升2摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用1.0摩/升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体( )
(A)1克 (B)3.725克 (C)0.797克 (D)2.836克
【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl,最后得到的固体物质是KCl,根据元素守恒,盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等,所以答案为B
(六)化合价数值守恒
【例题8】某元素X的氧化物含氧44.0%,已知该元素的相对原子质量为51,则该氧化物的化学式为( )
(A)XO (B)X3O5 (C)XO3 (D)X2O5
【分析】设X元素的化合价为+n,根据氧元素化合价总数等于X元素化合价总数的原则得:56n/51=44×2/16,解得n=5,则氧化物的化学式为D。