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201高考化学计算的解题方法与技巧
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2014年高考化学计算的解题方法与技巧
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(
【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
【练习】0.1mol某烃与1mol过量的氧气混合,充分燃烧后,通过足量的Na2O2固体,固体增重15g,从Na2O2中逸出的全部气体在标准状况下为16.8L,求该烃的化学式。
(五)原子的物质的量守恒——即反应前后各元素种类不变,
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