第一篇:2014屆高考化學總復習 智能考點歸類總結(教材精講+典型例題+跟蹤訓練)復合材料(含方法提示和解析)
智能考點復合材料
I.課標要求:
1.了解復合材料的形成和組成部分;
2.了解幾種常見的復合材料及其在生產、生活中的重要應用。
II.考綱要求:
1.了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子合成材料、復合材料和其它新材料的特點,2.了解有關的生產原理
Ⅲ.教材精講:
1.常見材料的分類:
單傳統無機非金屬材料:玻璃、水泥
材一陶瓷、磚瓦等。
組屬材料新型無機非金屬材料:高溫結構陶瓷、成生物陶瓷、壓電陶瓷。
材料、橡膠、纖維等
料料金屬材料:鋁合金、鋼鐵、金、銀、銅、鈦等
復合材料:玻璃鋼、碳纖維增強復合材料、隔熱陶瓷瓦等。
能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。
2.認識復合材料
a)常見單一材料的優缺點
(2)認識復合材料
概念:將兩種或兩種以上性質不同的材料經特殊加工而制成的材料稱為復合材料。組成:復合材料由兩部分組成,一部分稱為基體,在復合材料中起黏結作用;另一部分稱為增強體,在復合材料中起骨架作用。
特點: 既保持原材料的特點,使各組分之間協調作用,形成了優于原材料的特性。分類:
按基體分為:樹脂基復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料。
按增強體形狀分:顆粒增強復合材料、夾層增強復合材料和纖維增強復合材料。
按性能要求分:①用以代替金屬的復合材料,如由合成樹脂與玻璃纖維制成的玻璃鋼。
②高性能復合材料,如碳纖維增強復合材料。
③對強度要求不高的非結構復合材料,如鈣塑塑料,用于制造包裝箱、塑料桶、儀器外殼、門窗、天花板等,有“合成木材”、“合成紙”之稱。
3.形形色色的復合材料
b)玻璃鋼
① 玻璃鋼中的基體:合成樹脂增強體:玻璃纖維
② 玻璃鋼的性能:強度高、密度小、耐化學腐蝕,電絕緣性好,機械加工性能好。③ 玻璃鋼的用途:用于車船制造、儀器儀表、電子電氣、排水管道等
c)碳纖維增強復合材料 ①碳纖維增強復合材料的增強體:碳纖維基體:合成樹脂 ②碳纖維增強復合材料性能:韌性好、強度高而質輕
③碳纖維增強復合材料用途:用于紡織機械和化工機械的制造,以及醫學上人體組織中韌帶的制作等。
d)航空、航天領域中的復合材料
飛機、火箭的機翼和機身、導彈的殼體,大多數是以纖維為增強體,金屬為基體的復合材料,航天飛機機身上的隔熱陶瓷片是由纖維和陶瓷制成的復合材料。
IV.典型例題
例
1、材料按其化學組成通常可分為三類,如陶瓷屬于________________;合金屬于________________;塑料屬于________________;光導纖維屬于____________;
隔熱陶瓷瓦屬于____________;生物陶瓷屬于_______________。
【解析】理清概念是解答此題的關鍵。材料分成無機非金屬材料、金屬材料和有機高分子材料。該題要求從化學組成的角度去分析歸納。其中塑料是有機物,其余為無機物。
【答案】傳統無機非金屬材料金屬材料有機高分子材料新型無機非金屬材料
復合材料新型無機非金屬材料
例
2、下列說法錯誤的是()
A、玻璃鋼是以玻璃纖維作增強體,合成樹脂作基體的復合材料
B、飛機機身的復合材料大多是以金屬為增強體、纖維為基體的復合材料
C、制造網球拍用的復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維任增強體
D、航天飛機機身使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的【解析】飛機機身的復合材料大多是以纖維為增強體、金屬為基體的復合材料,而B項中將基體與增強體顛倒了。
【答案】B
例
3、下列材料中屬于復合材料的是()
A、不銹鋼B、玻璃鋼C、鋼筋混凝土建材D、鋼化玻璃
【解析】復合材料在組成上有一個特征,就是包括基體和增強體。不銹鋼是含鎳、鉻的合金,鋼化玻璃是由普通玻璃經過熱處理而形成的玻璃,它們都不是復合材料。玻璃鋼是一種以玻璃纖維作增強體、合成樹脂作基體的復合材料。鋼筋混凝土建材是以鋼筋作增強體、水泥砂漿的凝固體作基體的復合材料
【答案】BC
例
4、以下說法正確的是()
A、納米材料是指一種稱為“納米”的新物質制成的材料
B、綠色食品是指不含任何化學物質的食品
C、生物固氮是指植物通過葉面直接吸收空氣中的氮氣
D、光導纖維是以二氧化硅為主要原料制成的【解析】A、“納米”不是物質的名稱,而是一種長度單位,其符號是nm,1nm=10m。納米材料是指物體分散的粒子直徑為1nm ~100nm的材料
B、任何食品、物品都是由化學物質組成的。綠色食品是指食用絕對安全的食品,它的主要特征是,不利于人體健康的化學成分(如化肥、農藥)殘留量符合嚴格的標準規定,縐對食用安全。
C、生物固氮,即自然界中的一些微生物群(如豆科植物的根瘤菌)將空氣中的氮氣通過生物化學過程轉化為含氮化合物,生物固氮并非植物通過葉面直接吸收空氣中的氮氣。
D、光導纖維,簡稱“光導”,是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的細絲。工業上可以用石英玻璃、紅外玻璃、多組分玻璃等為原料制造光導纖維,這些纖維的主要成份都是二氧化硅。
【答案】D
V.跟蹤訓練
一、選擇題(下列每題都只有一個答案,)
1、下列物質中屬于復合材料的是()
A、玻璃B、生物陶瓷C、塑料D、玻璃鋼
2、復合材料的優點是()
①強度高②質量輕③耐高溫④耐腐蝕
A、僅①④B、僅②③C、除③外D、①②③④
3、隨著社會的發展,復合材料是一類新型的有前途的發展材料,目前,復合材料最主要的應用領域是()
A、高分子分離膜B、人類的人工器官C、宇宙航空工業D、新型藥-9
物
4、下列關于復合材料的說法不正確的是()
A、金屬材料不能制成復合材料
B、玻璃鋼是日常生活中常用的復合材料,其強度可超過合金鋼
C、跳高運動員用的撐桿為復合材料制作
D、復合材料具有不可估量的應用前景,人類已從合成材料時代進入復合材料時代。
5、復合材料中往往有一種材料作為基體,另一種材料作為()
A、增塑劑B、發泡劑C、防老化劑D、增強體
二、選擇題(下列各題可能有1~2個答案。多填多效)
6、我國科學家前不久成功合成了3 nm長的管狀定向碳納米管,長度居世界首位。這種碳纖維具有強度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼的四分之一)、熔點高、化學穩定性好的特點,因而被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法中不正確的是()
A、它是制造飛機的理想材料B、它的主要組成元素是碳
C、它的結構與石墨相似D、碳纖維復合材料不容易導電
7、我國及美、日等國家都已研制出了一種陶瓷柴油機。這種柴油機的發動機部件的受熱面
是用一種耐高溫且不易傳熱的材料來制造的。這種材料是()
A、氧化鋁陶瓷B、氮化硅陶瓷C、光導纖維D、玻璃鋼
8、下列具有特殊性能的材料中,全部由主族元素形成的化合物是()
A、半導體材料砷化鎵B、吸氫材料鑭鎳合金
C、透明陶瓷材料硒化鋅D、超導材料K3C609、復合材料的使用使導彈的射程有了很大的提高,其主要原因在于()
A、復合材料的使用可以使導彈能經受超高溫的變化B、復合材料的使用可以使導彈的質量減輕
C、復合材料的使用可以使導彈承受超高強度的改變D、復合材料的使用可以使導彈承受溫度的劇烈變化
10、新型無機材料碳化鈦(TiC)碳化硼(B4C)氮化硅(Si3N4)等稱為非氧化物陶瓷,合成這些物質需在高溫條件下進行,在合成時可采取以下措施()
A、通入充足的氧氣B、避免與氧氣接觸C、在氮氣氣氛中合成D、通入少量的氧氣
11、微型音像磁帶中磁性材料的化學組成相當于CoxFe3-xO4+x,若x的值為0。5,則下列說法中正確的是()
A、只含Co、Fe
3+3+3+B、含有Co、Fe、Fe3+3+2+3+ C、其中Co與Fe的物質的量之比為1:1D、其中Co與Fe的物質的量之比
為1:4 2+3+
12、對下列材料的特性及用途的說法不正確的是()
A、玻璃纖維柔軟如絲,可像棉紗一樣紡織,但拉伸強度低
B、光導纖維傳導光的能力很強,是非常好的通訊材料
C、玻璃鋼強度高,密度小、但不耐腐蝕,所以不能用于制造廢水處理系統的管道
D、氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱,可用于制造柴油機
三、填空題:
13、下面列出了復合材料與復合材料的用途。請你填上對應的字母將它們聯系起來:
(1)金屬和碳纖維復合材料(2)陶瓷和玻璃纖維復合材料
(3)合成樹脂和玻璃纖維復合材料(4)合成樹脂和碳纖維復合材料
A、球拍、釣魚竿、賽車、沖浪板等體育用品
水管道等
C、飛機、火箭的機翼和機身以及導彈外殼D、航天飛機機身上的隔熱瓦 B、水上滑梯、運輸罐、餐桌椅、排
(1)__________(2)____________(3)_____________(4)___________
14、普通玻璃、普通鋼和玻璃鋼是三種不同的材料,它們在性質方面差別很大。請根據學過的知識,完成下面的表格:
“復合材料”參考答案
1、D2、D3、C4、A5、D6、D7、B8、A D9、B10、B C11、A12、A C13、(1)C(2)D(3)A(4)B14、
第二篇:最新高考化學計算解題方法與技巧總復習知識點考點總結歸納
2014年高考化學計算的解題方法與技巧 一、守恒法 利用電荷守恒和原子守恒為基礎,就是巧妙地選擇化學式中某兩數(如化合價數、正負電荷總數)始終保持相等,或幾個連續的化學方程式前后某微粒(如原子、電子、離子)的物質的量保持不變,作為解題的依據,這樣不用計算中間產物的數量,從而提高解題速度和準確性。
(一)原子個數守恒 【例題1】某無水混合物由硫酸亞鐵和硫酸鐵組成,測知該混合物中的硫的質量分數為a,求混合物中鐵的質量分數。
【分析】根據化學式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出,在這兩種物質中S、O原子個數比為1:4,即無論這兩種物質以何種比例混合,S、O的原子個數比始終為1:4。設含O的質量分數x,則32/64=a/x,x=2a。所以ω(Fe)=1-3a 【例題2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23-和HCO3=的物質的量之比為 【分析】依題意,反應產物為Na2CO3和NaHCO3的混合物,根據Na原子和C原子數守恒來解答。設溶液中Na2CO3為xmol,為NaHCO3ymol,則有方程式①2x+y=1mol/L×1L②x+y=0.8mol,解得x=0.2,y=0.6,所以[CO32-]:[HCO3-]=1:3(二)電荷守恒——即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液等,電荷的代數和為零,即正電荷總數和負電荷總數相等。
【例題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,則x和y的關系是(A)x=0.5y(B)x=0.1+0.5y(C)y=2(x-0.1)(D)y=2x-0.1 【分析】可假設溶液體積為1升,那么Na+物質的量為0.2摩,SO42-物質的量為x摩,K+物質的量為y摩,根據電荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案為BC 【例題4】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23-和HCO3=的物質的量之比為 【分析】根據電荷守恒:溶液中[Na+]+[H+]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-],因為[H+]和[OH-]均相對較少,可忽略不計。∴[Na+]=[HCO3-]+2[CO32-],已知[Na+]=1mol/L,根據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)電子守恒——是指在發生氧化—還原反應時,氧化劑得到的電子數一定等于還原劑失去的電子數,無論是自發進行的氧化—還原反應還是原電池或電解池中均如此。
【例題5】將純鐵絲5.21克溶于過量稀鹽酸中,在加熱條件下,用2.53克KNO3去氧化溶液中亞鐵離子,待反應后剩余的Fe2+離子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,寫出硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應的方程式。
【分析】鐵跟鹽酸完全反應生成Fe2+,根據題意可知Fe2+分別跟KMnO4溶液和KNO3溶液發生氧化還原反應,KMnO4被還原為Mn2+,那么KNO3被還原的產物是什么呢?根據電子得失守恒進行計算可得KNO3被還原的產物是NO,所以硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應的化學方程式為:KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O 【練習】往150mLFeBr2溶液中緩緩通入2.24L(標況)氯氣,反應完全后,溶液中有1/3的溴離子被氧化成溴單質。求原溶液FeBr2的物質的量濃度。
(四)質量守恒——質量守恒就是化學反應前后各物質的質量總和不變,在配制或稀釋溶液的過程中,溶質的質量不變。
【例題6】1500C時,碳酸銨完全分解產生氣態混合物,其密度是相同條件下氫氣密度的()(A)96倍(B)48倍(C)12倍(D)32倍 【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根據質量守恒定律可知混和氣體的質量等于碳酸銨的質量,從而可確定混和氣體的平均分子量為96/4=24,混和氣體密度與相同條件下氫氣密度的比為24/2 =12,所以答案為C 【練習】0.1mol某烴與1mol過量的氧氣混合,充分燃燒后,通過足量的Na2O2固體,固體增重15g,從Na2O2中逸出的全部氣體在標準狀況下為16.8L,求該烴的化學式。
(五)原子的物質的量守恒——即反應前后各元素種類不變,各元素原子個數不變,其物質的量、質量也不變。
【例題7】有一在空氣中放置了一段時間的KOH固體,經分析測知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克該樣品投入25毫升2摩/升的鹽酸中后,多余的鹽酸用1.0摩/升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸發中和后的溶液可得到固體()(A)1克(B)3.725克(C)0.797克(D)2.836克 【分析】KOH、K2CO3跟鹽酸反應的主要產物都是KCl,最后得到的固體物質是KCl,根據元素守恒,鹽酸中含氯的量和氯化鉀中含氯的量相等,所以答案為B(六)化合價數值守恒 【例題8】某元素X的氧化物含氧44.0%,已知該元素的相對原子質量為51,則該氧化物的化學式為()(A)XO(B)X3O5(C)XO3(D)X2O5 【分析】設X元素的化合價為+n,根據氧元素化合價總數等于X元素化合價總數的原則得:56n/51=44×2/16,解得n=5,則氧化物的化學式為D。
【練習】某酸式鹽的組成可用Ca3(PO4)2·nH3PO4·mH2O表示。現取該磷酸鹽7.56g加熱到失去全部結晶水后殘余物質量為7.02g。同質量的該鹽溶于水并加入4.44g消石灰剛好使之全部轉化為正鹽,則該鹽的組成為()(A)Ca3(PO4)2·5H3PO4·2H2O(B)Ca3(PO4)2·4H3PO4·3H2O(C)Ca3(PO4)2·5H3PO4·3H2O(D)Ca3(PO4)2·2H3PO4·5H2O(七)體積守恒 【練習】有一真空瓶的質量為M1g,該瓶充入空氣總質量為M2g,在相同狀況下,若該充某氣體A后,總質量為M3g。則A的相對分子質量為(八)守恒的綜合利用 1.硝酸工業中用NaOH處處理廢氣,現對廢氣中的NO和NO2的含量作如下分析:將一定量的廢氣通人100mL 1mol/LNaOH溶液中,反應后NO和NO2均無剩余,且溶液質量增加3.2g,再向此溶液中通人O2,使溶液中的NaNO2完全轉化為NaNO3,再用0.2mol/L鹽酸中和過量的NaOH,消耗鹽酸100mL,求廢氣中NO和NO2物質的量之比。
2.已知Cl-和Ag+反應生成AgCl,每次新生成的AgCl中又有10%見光分解成單質銀和氯氣,氯氣又可在水溶液中歧化HClO和HCl,生成的Cl-又可與Ag+繼續反應。現有1.1molNaCl溶液,向其中加人足量AgNO3溶液,求最終生成多少克難溶物(Ag和AgCl)?若最后溶液體積為IL,求[H+]為多少? 二、差量法 差量法是依據化學反應前后的某些“差量”(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等)與反應或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。此法將“差量”看作化學方程式右端的一項,將已知差量(實際差量)與化學方程式中的對應差量(理論差量)列成比例,其他解題步驟與按化學方程式列比例或解題完全一樣。
(一)質量差法 【例題9】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的銅粉,充分反應后溶液的質量增加了13.2克,問:(1)加入的銅粉是多少克?(2)理論上可產生NO氣體多少升?(標準狀況)【分析】硝酸是過量的,不能用硝酸的量來求解。銅跟硝酸反應后溶液增重,原因是生成了硝酸銅,所以可利用這個變化進行求解。
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 增重 192 44.8 636-504=132 X克 Y升 13.2 可得X=19.2克,Y=4.48升 【練習】1.在天平兩盤內各放有等質量等體積的燒杯,分別盛有同物質的量同體積的鹽酸,天平平衡。再分別加人一定量的鎂、鋁,充分反應后,若使天平仍然保持平衡,則加人鎂、鋁的物質的量之比為()(A)9:8(B)11:12(C)12:11(D)3:4 2.將4.6g鈉和4.8g鎂分別投入盛有等物質的量濃度、等體積的稀硫酸的兩個燒杯中,充分反應后,所得溶液總質量分別為mg和ng,則不可能的關系為()(A)m=n(B)m>n(C)m 【分析】原混和氣體總體積為90毫升,反應后為70毫升,體積減少了20毫升。剩余氣體應該是生成的二氧化碳和過量的氧氣,下面可以利用烴的燃燒通式進行有關計算。 CxHy +(x+y/4)O2 → xCO2 + y/2 H2O 體積減少 1? ??????? 1+y/4 10 20 計算可得y=4,烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4 【練習】某體積可變的密閉容器,盛適量A和B的混合氣體,在一定條件下發生反應; A+3B≒2C,若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時,容器的體積為VL,其中C氣體的體積占10%,下列推斷正確的是()①原混和氣體的為l.2L ②原混合氣體的體積為1.1L ③反應達平衡時氣體A消耗掉0.05VL ④反應達平衡時氣體B消耗掉0.05VL(A)②③(B)②④(C)①③(D)①④(三)物質的量差法 【例題11】白色固體PCl5受熱即揮發并發生分解:PCl5(氣)= PCl3(氣)+ Cl2 現將5.84克PCl5裝入2.05升真空密閉容器中,在2770C達到平衡時,容器內的壓強為1.01×105Pa,經計算可知平衡時容器內混和氣體物質的量為0.05摩,求平衡時PCl5的分解百分率。 【分析】原PCl5的物質的量為0.028摩,反應達到平衡時物質的量增加了0.022摩,根據化學方程式進行計算。 PCl5(氣)= PCl3(氣)+ Cl2 物質的量增加 1 1?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? X 0.022 計算可得有0.022摩PCl5分解,所以結果為78.6% 【練習】可逆反應C(s)+H2O(g)≒CO(g)+H2(g),達平衡時,測得氣體的總質量為mg,混合氣體的物質的量為n mol。當改變條件使平衡向左移動達到新的平衡時,混合氣體物質的量變化值為△n=x,且m>12x,n>x。請回答下列問題: (1)達新平衡時,混合氣體的平均相對分子質量為(2)達新平衡時,混合氣體平均相對分子質量的變化值△M=(3)若混合氣體的平均相對分子質量呈下列變化趨勢,請確定m和n的關系: ①若混合氣體的平均相對分子質量增大,則有 ②若混合氣體的平均相對分子質量不變,則有 ③若混合氣體的平均相對分子質量減小,則有 M1 M2 n2=(-M1)n1=(M2-)三、十字交叉法 十字交叉法是進行二組分混和物平均量與組分量計算的一種簡便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = M(--)(n1 + n2)計算的問題,均可用十字交叉法計算的問題,均可按十字交叉法計算,算式如右圖為: 式中,M(--)表示混和物的某平均量,M1、M2則表示兩組分對應的量。如M(--)表示平均分子量,M1、M2則表示兩組分各自的分子量,n1、n2表示兩組分在混和物中所占的份額,n1:n2在大多數情況下表示兩組分物質的量之比,有時也可以是兩組分的質量比,如在進行有關溶液質量百分比濃度的計算。十字交叉法常用于求算:混和氣體平均分子量及組成、混和烴平均分子式及組成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反應等。 (一)混和氣體計算中的十字交叉法 【例題12】在常溫下,將1體積乙烯和一定量的某氣態未知烴混和,測得混和氣體對氫氣的相對密度為12,求這種烴所占的體積。 【分析】根據相對密度計算可得混和氣體的平均式量為24,乙烯的式量是28,那么未知烴的式量肯定小于24,式量小于24的烴只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5體積 【練習】在相同的條件下,將H2(密度為0.0899g/L)與CO2(密度為1.977g/L)以何體積比混合,才能使混合氣體的密度為1.429g/L?(二)同位素原子百分含量計算的十字叉法 【例題13】溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各占一半,已知溴的原子序數是35,原子量是80,則溴的兩種同位素的中子數分別等于。 (A)79、81(B)45、46(C)44、45(D)44、46 【分析】兩種同位素大約各占一半,根據十字交叉法可知,兩種同位素原子量與溴原子量的差值相等,那么它們的中子數應相差2,所以答案為D(三)溶液配制計算中的十字交叉法 【例題14】某同學欲配制40%的NaOH溶液100克,實驗室中現有10%的NaOH溶液和NaOH固體,問此同學應各取上述物質多少克? 【分析】10%NaOH溶液溶質為10,NaOH固體溶質為100,40%NaOH溶液溶質為40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液為 60/90 ×100=66.7克,需NaOH固體為30/90 ×100=33.3克 【練習】1.有Ag質量分數為15%的NaNO3溶液,若將其質量分數變為30%,可采取的方法的是()(A)蒸發掉溶劑的1/2(B)蒸發掉A/2g溶劑(C)加入3A/14g NaNO3(D)加入3A/20g NaNO3 2.配制20%的硫酸溶液460g,需要98%的硫酸(密度為1.84g/mL)多少毫升?(四)混和物反應計算中的十字交叉法 【例題15】現有100克碳酸鋰和碳酸鋇的混和物,它們和一定濃度的鹽酸反應時所消耗鹽酸跟100克碳酸鈣和該濃度鹽酸反應時消耗鹽酸量相同。計算混和物中碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比。 【分析】可將碳酸鈣的式量理解為碳酸鋰和碳酸鋇的混和物的平均式量,利用十字交叉法計算可得碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比97:26 Na2CO3 1.6 NaHCO3 0.8 0.6 0.2 1 【例題16】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23-和HCO3=的物質的量之比為 【分析】依題意,反應產物為Na2CO3和NaHCO3的混合物,若只生成為Na2CO3,需NaOH 1.6mol,若只生成為NaHCO3,需NaOH 0.8mol。現共消耗NaOH 1mol,于是由十字交叉法得(右圖): ∴n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:3 【練習】常溫下,0.01mol/L的鹽酸溶液與pH=11的KOH溶液混合后,pH=9,求混合前鹽酸和KOH溶液的體積比 四、關系式法 實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反應:從原料到產品可能要經過若干步反應; 測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對于多步反應體系,依據若干化學反應方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,并據此列比例式進行計算求解方法,稱為“關系式”法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟,避免計算錯誤,并能迅速準確地獲得結果。 (一)物質制備中的關系式法 【例題17】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克,在O2中充分灼燒后殘余固體為0.76克,用這種黃鐵礦100噸可制得98%的濃硫酸多少噸?(設反應過程有2%的硫損失)【分析】根據差量法計算黃鐵礦中含FeS2的量為72%,而反應過程損失2%的硫即損失2%的FeS2,根據有關化學方程式找出關系式:FeS2 — 2H2SO4 利用關系式計算可得結果為:制得98%的濃硫酸117.6噸。 (二)物質分析中的關系式法 測定漂白粉中氯元素的含量,測定鋼中的含硫量,測定硬水中的硬度或測定某物質組成等物質分析過程,也通常由幾步反應來實現,有關計算也需要用關系式法。 【例題18】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反應,把生成的氯化氫溶于適量的水中,加入二氧化錳使鹽酸完全氧化,將反應生成的氯氣通入KI溶液中,得到11.6克碘,試計算混和物中NaCl的百分含量。 【分析】根據有關化學方程式可得:4HCl — I2,利用關系式計算可得生成氯化氫的質量是6.7克,再利用已知條件計算得出混和物中NaCl的百分含量為65%。 五、估算法 (一)估算法適用于帶一定計算因素的選擇題,是通過對數據進行粗略的、近似的估算確定正確答案的一種解題方法,用估算法可以明顯提高解題速度。 【例題19】有一種不純的鐵,已知它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種,將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反應生成0.2克氫氣,則此樣品中一定含有(A)Cu(B)Al(C)Ca(D)Mg 【分析】計算可知,28克金屬反應失去1摩電子就能符合題目的要求。能跟稀H2SO4反應,失1摩電子的金屬和用量分別為:28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg,所以答案為A(二)用估算法確定答案是否合理,也是我們檢查所做題目時的常用方法,用此法往往可以發現因疏忽而造成的計算錯誤。 【例題20】24毫升H2S在30毫升O2中燃燒,在同溫同壓下得到SO2的體積為(A)24毫升(B)30毫升(C)20毫升(D)18毫升 【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根據方程式系數的比例關系估算可得答案為D 六、平均值法 混合物的計算是化學計算中常見的比較復雜的題型。有些混合物的計算若用平均值法,則可化難為易,化繁為簡,進而提高解這類題的能力。 兩個數進行算術平均所得的平均值,一定介于兩個數之間。若已知平均值,則可推斷原 來兩個數一定比平均值大,另一個數比平均值小。這種應用平均值去判斷兩個數的取值范圍 的方法稱為平均值法。 可利用分子量或原子量的平均值,體積平均值,組成平均值來確定混合物的組成。 【例題21】0.1mol由兩種氣態烴組成的混合氣體完全燃燒后,得到0.16molCO2和3.6g水,混合氣體中()A.可能有甲烷 B.一定是甲烷和乙烯 C.一定沒有乙烷 D.一定有乙炔 【分析】設混合氣態烴的平均化學式為CxHy,因0.1molCxHy和O2反應生成0.16molCO2和0.2molH2O,則x=1.6,y=4,即混合烴的平均化學式為C1.6H4,由此可得:(1)混合氣態烴中一定有CH4,(2)另一種氣態烴為CnH4,可能是C2H4或C3H4等,但一定沒有C2H6,故正確答案為C 七、始終態法 始終態法是以體系的開始狀態與最終狀態為解題依據的一種解題方法。有些變化過程中間環節很多,甚至某些中間環節不太清楚,但始態和終態卻交待得很清楚,此時用“始終態法”往往能獨辟蹊徑,出奇制勝。 【例題22】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中,反應完畢后,向溶液中通入少量Cl2,再加入過量燒堿溶液,這時有沉淀析出,充分攪拌后過濾出沉淀物,將沉淀加強熱,最終得到固體殘留物4.8克。求鐵粉與鹽酸反應時放出H2的體積(標準狀況)。 【分析】固體殘留物可肯定是Fe2O3,它是由鐵經一系列反應生成,氫氣是鐵跟鹽酸反應生成的,根據2Fe — Fe2O3、Fe — H2 這兩個關系式計算可得:H2的體積為1.344升 八、等效思維法 對于一些用常規方法不易解決的問題,通過變換思維角度,作適當假設,進行適當代換等使問題得以解決的方法,稱為等效思維法。等效思維法的關鍵在于其思維的等效性,即你的假設、代換都必須符合原題意。等效思維法是一種解題技巧,有些題只有此法可解決,有些題用此法可解得更巧更快。 【例題23】在320C時,某+1價金屬的硫酸鹽飽和溶液的濃度為36.3%,向此溶液中投入2.6克該無水硫酸鹽,結果析出組成為R2SO4·10H2O的晶體21.3克。求此金屬的原子量。 【分析】21.3克R2SO4·10H2O晶體比2.6克無水硫酸鹽質量多18.7克,這18.7克是從硫酸鹽飽和溶液得的,所以它應該是硫酸鹽飽和溶液,從而可知21.3克R2SO4·10H2O中含有11.9克結晶水、9.4克R2SO4,最后結果是:此金屬的原子量為23 九、討論法(一)不定方程討論法 當一個方程式中含有兩個未知數時,即為不定方程。不定方程一般有無數組解,有些化學題根據題設條件最終只能得到不定方程,必須利用化學原理加以討論才可以得出合理的有限組解。使問題得到圓滿解決。 【例題24】22.4克某金屬M能與42.6克氯氣完全反應,取等質量的該金屬與稀鹽酸反應,可產生氫氣8.96升(標準狀況),試通過計算確定該金屬的原子量。 【解】金屬M跟氯氣反應生成物為MClx,跟稀鹽酸反應生成物為MCly,分別寫出化學方程式進行計算。 2M + xCl2 = 2MClx 2M 71x 列式整理可得:M=18.7x(1)式 2M + 2yHCl = 2MCly + yH2 2M 22.4y 列式整理可得:M=28y(2)式 對(1)式和(2)式進行討論可得,當x=3、y=2時,原子量M=56(二)過量問題討論法 所謂過量問題討論法是指題目沒有明確指出何種反應物過量,且反應物相對量不同時,反應過程可能不同,需要通過討論來解題的方法。 【例題25】寫出H2S燃燒反應的化學方程式。1升H2S氣體和a升空氣混和后點燃,若反應前后氣體的溫度和壓強都相同(200C,101.3千帕),試討論當a的取值范圍不同時,燃燒后氣體的總體積V(用含a的表達式表示,假設空氣中氮氣和氧氣的體積比為4∶1,其它成分可忽略不計)。 【解】反應式為: 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2H2S+O2=2S+2H2O a升空氣中含氧氣0.2a升、含氮氣0.8a 升。氮氣不參加反應,體積保持不變。根據 2H2S+O2=2S+2H2O 若1升H2S氣體和a升空氣完全反應,則a=2.5升,下列進行討論: (1)若a<2.5升,硫化氫過量 2H2S+O2=2S+2H2O 2 1 所以V=1-0.4a+o.8a=1+0.4a(L)(2)若a>2.5升,氧氣過量 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2 1 2 3 2 可得V=0.2a-0.5+0.8a=a-0.5(L)(三)分析推理討論法 在分析推理討論法中,突出分析推理對不定因素的討論,用較少的計算過程肯定可能的情況,否定不可能的假設,從而較快地進入實質性問題的解決過程。 【例題26】在28.4克CaCO3和MgCO3組成的混和物中加入足量稀鹽酸,生成氣體全部被250毫升2摩/升NaOH溶液吸收,將此溶液在減壓,低溫條件下蒸干得到29.6克不含結晶水的固體物質。求原混和物中各種物質各多少克? 【解】NaOH物質的量為0.5摩,所以固體物質也應含有0.5摩的鈉離子,下面進行討論: (1)NaOH過量,0.5摩NaOH質量為20克,而0.25摩Na2CO3質量為26.5克,NaOH和Na2CO3混合不可能得到29.6克固體物質。這個假設不成立。 (2)CO2過量,固體物質可能為Na2CO3和NaHCO3,0.25摩Na2CO3質量為26.5克,0.5摩NaHCO3質量為42克,這個假設成立。 通過上述討論可知29.6克固體物質是Na2CO3和NaHCO3的混和物,有關反應為: CO2 + 2NaOH =Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH = NaHCO3 利用方程式計算CO2的物質的量為0.3摩,生成二氧化碳的有關反應為: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2 利用方程式計算可得:原混和物中CaCO3為20克、MgCO3為8.4克。 【作業練習】 一、守恒法 1.把aL(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液分成兩等份,一份加入b mol燒堿并加熱,剛好把NH3全部趕出。另一份需消耗c mol BaCl2沉淀反應剛好完全,原溶液中硝酸根離子物質的量濃度為(B)A.(b-2c)/ a mol/L B.(2b-4c)/ a mol/L C.(2b-c)/ a mol/L D.(b-22a)/ a mol/L 2.用鉑電極電解500ml的KNO3和Cu(NO3)2混合液一段時間后,在兩極均生成11.2L氣體(標況下),則原溶液中Cu2+濃度為(B)A.0.5 mol/L B.1mol/L C.2 mol/L D.無法確定 二、差量法 3.在標況下,6.72 L NO2通過水后,收集到5.04L氣體,則被氧化的NO2體積是(A)A.1.68 L B.2.52 L C.0.56 L D.1.12 L 4.溴化鉀和氯化鉀的混合物3.87g,溶于水并加入足量AgNO3溶液后,產生6.63g沉淀,則混合物中含K+為(BD)A.0.02 mol B.0.04 mol C.0.78g D.1.56g 三、十字交叉法 5.由CO2、H2和CO組成的混合氣體在同溫同壓下與氮氣的密度相同,則該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比不可能為(A)A.29:8:13 B.39:24:5 C.13:8:29 D.26:16:57 6.銅有兩種天然同位素 63Cu和 65Cu , 參考銅的原子量為63.5 , 估算 63Cu 的平均原子百分含量約是()A.20%???? B.25%???? C.66.7%?????? D.75% 7.物質的量分別為6摩/升, 1摩/升的硫酸溶液,按怎樣的體積比才能配成4摩/升的 溶液? 四、關系式法 8.用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3g,可得到1.6g硫。原混合物中FeS質量可能是(BD)A.10.7g B.4.4g C.23.9g D.17.6g 9.鎂帶在空氣中完全燃燒后,將其產物溶于50mL1.8mol/L稀鹽酸中, 再加入20mL0.9moL/LNaOH溶液以中和多余的酸, 然后加入足量NaOH溶液使氨全部逸出, 經測定氨的質量為0.102g。求鎂帶的質量。(0.792g。運用質量守恒法和整體思維技巧)加熱 10.工業生產電石是用生石灰與焦炭在電爐內加熱進行的(3C+CaO===CaC2+CO),假設原料利用率為100%,則36t焦炭可生產多少t乙炔?(26t)五、估算法 11.下列化合物中氯元素的含量為47.65%的是(D)A.HCl B.NaCl C.AlCl3 D.KCl 12.2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g)+196.6KJ,就此反應測知4 molSO2參加反應時,放出的熱量為314.3KJ,則SO2的轉化率為(C)A.40% B.50% C.80% D.100% 六、平均值法 13.電解普通水(H2O)和重水(D2O)的混合物,通電一段時間后,兩極共生成氣體18.5g,其體積為33.6L(標況下),在所生成的氣體中重氫和普通氫的原子個數比為(D)A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:3 14.有銣與另一種堿金屬的合金4.4g,與足量水反應產生2.24L(標況下)氫氣,則另一種堿金屬可能是(A)A.Li B.Na C.K D.Cs 15.兩種氣態烴混合物1體積充分燃燒時,需消耗相同條件下的氧氣3.75體積,則這兩種烴可能是(D)A.甲烷、乙烯 B.丙烯、丁烯 C.丙烷、丁烯 D.乙烯、丙烯 16.K2CO3樣品中含有Na2CO3、KNO3、Ba(NO3)2三種雜質中的一種或兩種,現將13.8g樣品加入足量水,樣品全部溶解,再加入過量的CaCl2溶液,得9g沉淀,原樣品所含雜質的正確判斷是(A B)A.肯定有KNO3 B.肯定有KNO3,可能有Na2CO3 C.肯定沒有Ba(NO3)2,可能有KNO3 D.肯定沒有Na2CO3和Ba(NO3)2 七、等效思維法 17.300C時一定量的硫酸銅溶液,若溫度保持不變,加入25g膽礬或蒸發掉55g水均可得到飽和溶液。則300C時CuSO4飽和溶液的質量分數為(A)A.20% B.40% C.60% D.80% 八、討論法 18.18.4g NaOH和NaHCO3混合固體,在密閉容器中加熱至2500C,經充分反應后,排出氣體,冷卻,稱得剩余固體為16.6g。試計算混合固體中NaOH的質量分數。(54.3%)19.某單質銀硝酸反應,若參加反應的單質與硝酸的物質的量之比為,則酸元素在反應中所顯示的化合價是(BD)A.B.C.D.20.標準狀況下,將盛滿、、混合氣的集氣瓶倒置于水中,完全溶解,無氣體剩余,其產物不擴散,則所得溶液的物質的量濃度(M)數值大小范圍為(B)A.B.C.D.21.由氣態烴和氣態炔烴組成的混合氣體,(標況)質量為,該混合氣體中與的體積比不可能是(D)A.B.C.D.22.有、混合溶液400mL,經測定其中濃度為,投入過量的鋅粉,充分反應后過濾,所得固體殘渣經洗滌干燥后,質量為。則: (1)原混合溶液中、的物質的量濃度為:= =。 (2)的數值。 (3)的數值越大,說明混合溶液中含量 越大。 (4)的最大值應為,最小值(以,表示)應為。 23.電子工業常用一定濃度的溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板,制成印刷線路板。有關反應為現將一塊敷有銅箔的絕緣板浸入某溶液A中,一段時間后,將該線路板取出,向所得溶液B中加入鐵粉,充分反應得固體; 將固體濾出并從濾液C(忽略反應前后溶液體積的變化)中取出,向其中滴入溶液時,溶液中的恰好完全沉淀。請計算: (1)溶液A中的物質的量濃度為 ; (2)假若鐵粉不再溶解,向溶液B中加的鐵粉質量至少應大于 ; (3)討論當剩余固體的組成不同時和可能的取值范圍,并填入下表: 剩余固體的組成 的取值范圍 的取值范圍(用含的代數式表示)只有銅 有鐵且有銅 23.往的溶液中,通入標準狀況下的氣體,然后在低溫和減壓下蒸干水份得白色固體A求: (1)固體A的質量與通入的氣體的關系,并指明固體的組成。 (2)當白色固體A的質量為,求通入硫化氫的體積(標準狀況)情況1時,情況2時,九、極值法 19.由某堿金屬M用其氧化物M2O組成的混合物4.0g與水充分反應后,蒸發、結晶得到干燥的固體5.0g,問該金屬是何種金屬?(K)20.PCl5在密閉容器中有反應:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。t1°C時PCl5的分解率為48.567%,t2°C時分解率為97.034%。則t2°C時反應體系的物質的量是t1°C時反應體系的多少倍()(A)0.4(B)1.3(C)1.6(D)1.9 21.在一定條件下,氣體A可發生如下反應:2 A(g)≒B(g)+ 3 C(g)。若已知所得混合氣體對H2的相對密度為4.25。則A的式量可能是(C)(A)8.5(B)16(C)17(D)34 22.Mg、Al、Fe三種金屬的混合物與足量稀硫酸反應,生成氫氣2.8L(標況),則金屬混合物中三金屬的物質的量之和不可能是()(A)0.120mol(B)0.15 mol(C)0.08 mol(D)0.10 mol 23.將一定質量的Mg、Zn、Al的混合物與足量稀硫酸反應,生成H2 2.8 L(標準狀況),則原混合物的質量可能是(BC)A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g 24.第IIA元素R的單質及其RO的混合物12 g,加足量水經完全反應后蒸干得固體16 g,試推測該元素可能是(BC)A.Mg B.Ca C.Sr D.Ba 25.C8H18經多步裂化,最后完全轉化為C4H8、C3H6、H2H4、C2H6、CH4五種氣體的混合物的平均分子質量可能是(BC)A.28 B.30 C.38 D.40 23.40g鐵粉放入600g稀硝酸中,若二者恰好完全反應,且稀硝酸被還原為NO,求(1)稀硝酸的質量分數(2)被還原的硝酸的物質的量 十、始終態法 1.取一根鎂條置于坩蝸內點燃,得到氧化鎂和氮化鎂混合物的總質量為0.47Og,冷卻后加入足量水,將反應產物加熱蒸干并灼燒,得到的氧化鎂質量為0.486 g。 (1)寫出氮化鎂與水反應生成氫氧化鎂和氨的化學方程式。 (2)計算燃燒所得混合物中氮化鎂的質量分數。 反應條件不同,產物有別 化學方程式的書寫,要重視反應條件,因為即使反應物相同,當反應條件不同時,產物往往不相同,現就各種情況舉例說明。 一.反應物濃度不同,產物不同 例1.銅與濃反應,產物為,與稀硝酸反應,產物為NO。 例2.鋅與稀硫酸反應可生成,與濃硫酸反應只能生成。 二.反應溫度不高,產物不同 例3.濃與微熱或不加熱時生成,強熱時生成。 例5.乙醇在濃硫酸的催化下,時產物是乙烯,時產物則為乙醚。 例6.與溶液反應,在常溫下得到,加熱時則得到。 例7.鈉在氧氣中,常溫被氧化成白色的,加熱或點燃則生成淡黃色的,例8.將通入冷的濃硫酸,只能被氧化成零價的S,而將與濃硫酸混合加熱,則可將其氧化成+4價的。 例9.室溫下濃硫酸、濃硝酸可使鐵、鋁鈍化,加熱時則可發生反應。 三.催化劑不同,產物不同 例10.鹵代烴與水溶液共熱生成醇,與NaOH醇溶液共熱生成烯烴。 例11.乙醇在氧氣中燃燒產物是和,而催化氧化的產物卻是乙醛。 四.反應物用量不同,產物不同。 例12.磷在中燃燒,充分燃燒生成,不充分燃燒生成。 例13.硫化氫氣體在氧氣中燃燒,氧氣不足時產物是單質硫,氧氣充足時產物則為。 例14.強氧化性酸與少量鐵反應生成鐵鹽,與過量的鐵反應生成亞鐵鹽。 例15.多元弱酸的正鹽與少量強酸反應生成酸式鹽,與足量強酸反應生成弱酸。 例16.多元弱酸與堿反應,酸多生成酸式鹽、酸少生成正鹽。 例17.鋁鹽與適量的強堿溶液反應生成氫氧化鋁,與過量的強堿溶液反應生成偏鋁酸鹽。 例18.偏鋁酸鹽與適量的強酸溶液反應生成氫氧化鋁,與過量的強酸溶液反應生成鋁鹽。 五.操作順序不同,產物不同 例19.向鋁鹽溶液中滴加強堿生成氫氧化鋁沉淀,向強堿溶液中滴加鋁鹽則生成偏鋁酸鹽。 例20.向硝酸銀中逐滴滴加氨水生成氫氧化銀沉淀,向氨水中逐滴滴加硝酸銀生成銀氨溶液。 六.時間不同,產物不同 例22.新制的氯水中有七種微粒:,而久置的氯水由于發生的反應,其成分相當于稀鹽酸。 方法總論 守恒法 守恒存在于整個自然界的千變萬化之中。化學反應是原子之間的重新組合,反應前后組成物質的原子個數保持不變,即物質的質量始終保持不變,此即質量守恒。運用守恒定律,不糾纏過程細節,不考慮途徑變化,只考慮反應體系中某些組分相互作用前后某些物理量或化學量的始態和終態,從而達到速解、巧解化學試題的目的。一切化學反應都遵循守恒定律,在化學變化中有各種各樣的守恒,如質量守恒、元素守恒、原子守恒、電子守恒、電荷守恒、化合價守恒、能量守恒等等。這就是打開化學之門的鑰匙。 一.質量守恒 質量守恒,就是指化學反應前后各物質的質量總和不變。 1.已知Q與R的摩爾質量之比為9:22,在反應X+2Y??2Q+R中,當1.6 g X與Y完全反應,生成4.4 g R,則參與反應的Y和生成物Q的質量之比為 A.46:9 B.32:9 C.23:9 D.16:9 2.在臭氧發生器中裝入氧氣100 mL。經反應3O2??2O3,最后氣體體積變為95 mL(均在標準狀況下測定),則混合氣體的密度是 A.1.3 g/L B.1.5 g/L C.1.7 g/L D.2.0 g/L 二.元素守恒 元素守恒,就是指參加化學反應前后組成物質的元素種類不變,原子個數不變。 3.30 mL一定濃度的硝酸溶液與5.12 g銅片反應,當銅片全部反應完畢后,共收集到氣體2.24 L(標準狀況下),則該硝酸溶液的物質的量濃度至少為 A.9 mol/L B.8 mol/L C.5 mol/L D.10 mol/L 4.在CO和CO2的混合氣體中,氧元素的質量分數為64%。將該混合氣體5 g通過足量的灼熱的氧化銅,充分反應后,氣體再全部通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀的質量是 A.5 g B.10 g C.15 g D.20 g 三.電子守恒 電子守恒,是指在氧化還原反應中,氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數。 5.某強氧化劑[XO(OH)2]+被亞硫酸鈉還原到較低價態。若還原2.4×10-3 mol [XO(OH)2]+到較低價態,需要20 mL 0.3 mol/L Na2SO3溶液,則X元素的最終價態為 A.+2 B.+1 C.0 D.-1 6.3.84 g銅和一定量濃硝酸反應,當銅反應完畢時,共產生氣體2.24 L(標況)。 (1)反應中消耗HNO3的總物質的量是__________mol。0.22 mol。 (2)欲使2.24 L氣體恰好全部被水吸收,需通入__________mL標準狀況下的氧氣(氧氣也恰好全部被吸收)。672 mL。 四.電荷守恒 電荷守恒,就是指在物理化學變化中,電荷既不能被創造,也不會被消滅。 換言之,在化學反應中反應物的電荷總數應等于產物的電荷總數; 在電解質溶液中陰離子所帶的負電荷總量應等于陽離子所帶的正電荷總量。 7.鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產物溶解在60 mL 2.0 mol/L的鹽酸中,再用20 mL 0.5 mol/L NaOH溶液中和多余的鹽酸,然后在此溶液中加入過量的堿,把氨全部蒸出來,用稀鹽酸吸收,稀鹽酸增重0.17 g。則鎂帶的質量為____g。1.2 五.化合價守恒 化合價守恒,是指化合物或混合物中正負化合價絕對值相等。 在電解過程中各電極上析出物質的總價數也是守恒的。 8.用0.1 mol/L的Na2SO3溶液300 mL,恰好將2×10-2 mol的離子還原,則元素X在還原產物中的化合價是 A.+1 B.+2 C.+3 D.+4 9.一種含MgO、Mg3N2的混合物,若其中Mg的質量分數為62.4%,則氮的質量分數為_____。5.6%。 六.能量守恒 在任何一個反應體系中,體系的能量一定是守恒的。 在解答與能量有關的試題時,考慮能量守恒,能使解題的程序簡化。 10.已知硝酸鉀晶體溶于水時要吸收熱量,從溶液中析出晶體會放出熱量,若有室溫下硝酸鉀飽和溶液20 mL,向其中加入1 g硝酸鉀晶體,充分攪拌,這時 A.溶液的質量會減少 B.溶液的溫度會降低 C.溶液的溫度無變化 D.溶液的溫度先降低后升高 七.巧練 11.往100 mL FeBr2溶液中緩慢通入2.24 L Cl2(標準狀況),結果溶液中有1/3的溴離子被氧化成溴單質,則原FeBr2溶液的物質的量濃度為_____mol/L。1.2 mol/L。 12.為了配制一種培養液,需用含有NaH2PO4和Na2HPO4(它們的物質的量之比為3:1)的混合液,每升混合液中含磷原子0.1 mol。現用4.0 mol/L的H3PO4溶液和固體NaOH配制2.0 L混合液,問需該H3PO4溶液_____mL和NaOH固體_____g。50 mL/10 g 13.在鐵和氧化鐵的混合物15 g中加入稀硫酸150 mL,標準狀況下放出氫氣1.68 L,同時鐵和氧化鐵均無剩余。向溶液中滴入KSCN未見顏色變化。為了中和過量的硫酸,且使Fe2+完全轉化為氫氧化亞鐵,共消耗3 mol/L的氫氧化鈉溶液200 mL,則原硫酸的物質的量濃度為_____mol/L。2 mo/L。 14.某金屬硝酸鹽溶液,用鉑做電極電解,電解時陽極產生的氣體為560 mL(標準狀況),在陰極析出m g金屬,若金屬在硝酸鹽中為+n價,則金屬的相對原子質量為 A.mn B.20m/n C.20mn D.10mn 守恒法巧解 一.質量守恒 1.已知:MQ/MR=9/22,nQ/nR=2/1。 mQ/mR=nQMQ/nRMR=2/1×9/22=9/11; mQ=mR×9/11=4.4×9/11=3.6 g。 根據質量守恒得到:mY=mQ+mR-mX=3.6+4.4-1.6=6.4 g。則:mY/mQ=6.4/3.6=16/9。 2.由質量守恒定律得知,反應前后容器內的氣體質量不變,為100 mL氧氣質量。 則混合氣體的密度為:r=(32×0.1/22.4)/0.095=1.5 g/L。 二.元素守恒 3.HNO3作氧化劑生成NO2與NO混合物(NOx):n氧化劑=2.24/22.4=0.1 mol; HNO3作酸生成Cu(NO3)2:n酸=2×5.12/64=0.16 mol; N元素守恒,則HNO3的最低濃度為:c(HNO3)=(0.1+0.16)/0.03=8.67 mol/L。 4.5 g混合氣體中含C元素的質量為:m(C)=5×(1-64%)=1.8 g; C元素守恒:m(CaCO3)=100×1.8/12=15 g。 三.電子守恒 5.根據電子守恒,反應中[XO(OH)2]+得到電子的物質的量等于Na2SO3失去電子的物質的量。 設X元素的最終價態為x:2.4×10-3×(5-x)=0.02×0.3×(6-4),解得x=0。 6.(1)HNO3的作用是氧化性和酸性,n(HNO3)=2.24/22.4+2×3.84/64=0.22 mol。 (2)根據得失電子守恒有:V(O2)=3.84/64×22400/2=672 mL。 四.電荷守恒 7.根據電荷守恒有:2n(Mg2+)+n(NH4+)+n(Na+)=n(Cl-); 代入數據:2n(Mg2+)+0.17/17+0.5×0.02=2.0×0.06,解得:n(Mg2+)=0.05 mol,m(Mg2+)=1.2 g 五.化合價守恒 8.根據化合價守恒有:2×10-2×(7-x)=0.1×0.3×(6-4),解得x=4。 9.若取100 g混合物,則m(Mg2+)=62.4 g,設N元素為x g,則O元素為100-62.4-x g; 根據化合價守恒有:2×62.4/24=3x/14+2×(37.6-x)/16,解得x=5.6 g,則N%=5.6%。 六.能量守恒 10.由于溶解與結晶所吸收和放出的熱量守恒,故答案為C。 七.巧練 11.設原溶液有x mol FeBr2,則生成x mol Fe3+,2x/3 mol Br-被氧化,0.1 mol Cl2被還原; 由得失電子守恒有:x+2x/3=0.1×2,x=0.12 mol,則c(FeBr2)=1.2 mol/L。 12.由P元素守恒可得:V(H3PO4)=0.1×2/4.0=0.05 L=50 mL; 其中:n(NaH2PO4)=0.2×3/4=0.15 mol,n(Na2HPO4)=0.2×1/4=0.05 mol; 由Na元素守恒可得:m(NaOH)=(0.15+0.05×2)×40=10 g。 13.溶液中的溶質最終以Na2SO4形式存在,設溶液中硫酸根的物質的量為x mol。 則由化合價守恒可得:3×0.2=2x,解得:x=0.3 mol; 由于硫酸根來自于稀硫酸,所以c(H2SO4)=0.3/0.15=2 mol/L。 14.陽極產生O2,陰極析出金屬單質。 由得失電子守恒可得:4×560/22400=mn/M,M=10mn。 方法總論 十字交叉法 十字交叉法是進行二組分混合物平均量與組分計算的一種簡便方法。凡可按M1n1+M2n2=M(n2+n2)計算的問題,均可按十字交叉法計算。 式中,M表示混合物的某平均量,M1、M2則表示兩組分對應的量。如M表示平均相對分子質量,M1、M2則表示兩組分各自的相對分子質量,n1、n2表示兩組分在混合物中所占的份額,n1:n2在大多數情況下表示兩組分的物質的量之比,有時也可以是兩組分的質量之比,判斷時關鍵看n1、n2表示混合物中什么物理量的份額,如物質的量、物質的量分數、體積分數,則n1:n2表示兩組分的物質的量之比; 如質量、質量分數、元素質量百分含量,則n1:n2表示兩組分的質量之比。十字交叉法常用于求算: (1)有關質量分數的計算; (2)有關平均相對分子質量的計算; 十字交叉法計算的式子如下: (3)有關平均相對原子質量的計算; n1:M1 M2-M(4)有關平均分子式的計算; M(5)有關反應熱的計算; n2:M2 M-M1(6)有關混合物反應的計算。 n1/n2=(M2-M)/(M-M1)一.有關質量分數的計算 1.實驗室用密度為1.84 g/cm3 98%的濃硫酸與密度為1.1 g/cm3 15%的稀硫酸混合配制密度為1.4 g/cm3 59%的硫酸溶液,取濃、稀硫酸的體積比最接近的值是 A.1:2 B.2:1 C.3:2 D.2:3 2.在苯和苯酚組成的混合物中,碳元素的質量分數為90%,則該混合物中氧元素的質量分數是 A.2.5% B.5% C.6.5% D.7.5% 二.有關平均相對分子質量的計算 3.標準狀況下,在容積為1 L的干燥燒瓶中用向下排空氣法充入NH3后,測得燒瓶中的氣體對H2的相對密度為9.7,若將此氣體進行噴泉實驗,當噴泉停止后所得溶液體積為_____L。4/5 L。 4.Li2CO3和BaCO3的混合物與鹽酸反應所消耗鹽酸的量同等質量的CaCO3和同濃度的鹽酸反應所消耗鹽酸的量相等,則混合物中Li2CO3和BaCO3的質量之比為 A.3:5 B.5:3 C.7:5 D.5:7 三.有關平均相等原子質量的計算 5.晶體硼由10B和11B兩種同位素構成,已知5.4 g晶體硼與H2反應全部轉化為乙硼烷(B2H6)氣體,可得標準狀況下5.6 L,則晶體硼中10B和11B兩種同位素原子個數比為 A.1:1 B.1:3 C.1:4 D.1:2 6.已知Cl的平均相對原子質量為35.5。則由23Na和35Cl、37Cl微粒組成的NaCl晶體29.25 g中含37Cl的質量是_____g。4.625 g。 四.有關平均分子式的計算 7.在1.01×105 Pa和120℃下,1 L A、B兩種烷烴組成的混合氣體在足量的O2充分燃燒后得到同溫同壓下2.5 L CO2和3.5 L H2O,且A分子中比B分子中少2個碳原子,試確定A和B的分子式和體積比(A、B兩種烷烴在常溫下為氣態)。1:3,3:1。 8.常溫下,一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體,A或B分子最多只含4個碳原子,且B分子的碳原子數比A分子多。 (1)將1 L該混合氣體充分燃燒,在同溫同壓下得到2.5 L CO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比。1:3,1:1,1:1,3:1。 (2)120℃時取1 L該混合氣體跟9 L氧氣混合,充分燃燒后,當恢復到120℃和燃燒前的壓強時,體積增大6.25%,試通過計算確定A和B的分子式。C2H6和C4H8。 五.有關反應熱的計算 9.已知下列兩個熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)??2H2O(l)+571.6 kJ/mol,C3H8(g)+5O2(g)??3CO2(g)+4H2O(l)+2220 kJ/mol,實驗測得氫氣和丙烷的混合氣體共5 mol,完全燃燒時放熱3847 kJ,則混合氣體中氫氣和丙烷的體積之比是 A.1:3 B.3:1 C.1:4 D.1:1 六.有關混合物反應的計算 10.把NaCl和NaBr的混合物0.5 g溶于水后加入足量的AgNO3溶液,把所得沉淀過濾、洗滌、干燥,最后得到鹵化銀1.10 g,則原混合物中NaCl的質量分數是_____%。60 11.已知白磷和氧氣可發生如下反應:P4+3O2??P4O6,P4+5O2??P4O10。在某一密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標況),使之恰好完全反應,所得到的P4O10與P4O6的物質的量之比為 A.1:3 B.3:1 C.3:2 D.1:1 七.巧練 12.把100 g Na2CO3與NaHCO3的混合物跟足量的HCl作用,放出22.4 L(標況)CO2,則原混合物中Na2CO3的質量分數是_____%。77.1%。 13.電解水和重水的混合物18.5 g,放出氣體33.6 L(標況),所生成的氣體中D和H原子數之比是_____。1:3。 14.乙烯和乙炔混合氣體共x mL,使其在空氣中燃燒,共用去O2 y mL(相同條件下),則混合氣體中乙烯與乙炔的體積比是 A.(2x-y)/(3x-y)B.(2x-y)/(y-x)C.(2y-5x)/(6x-2y)D.(y-2x)/(x-2y)15.某烯烴和烷烴組成的混合氣體對H2的相對密度為12,則該混合氣體中烯烴的體積百分含量x與烯烴分子碳原子數n的關系是 A.n=4(1+2x)/7x B.n=4(1-2x)/7x C.x=4/(7n-8)D.無法確定 十字交叉法巧解 一.有關質量分數的計算 1.設取用98%的濃硫酸X g,取用15%的稀硫酸Y g。 根據溶質質量守恒可得:98%X+15%Y=59%(X+Y),X和Y之比是溶液質量之比。 由十字交叉法可得:X/Y=44/39; 再換算成體積比為:44/1.84:39/1.1=2/3。 2.M(C6H6)=78,其中碳質量分數為:C%=72/78=92.3%; M(C6H6O)=94,其中碳的質量分數為:C%=72/94=76.6%。 依據碳元素質量守恒和十字交叉法可得混合物中苯酚的質量分數,再進一步求出氧的質量分數。 m(C6H6O)/m(C6H6)=2.3/13.4; O%=(2.3×16/92)/(2.3+13.4)=2.5%。(O%=1-90%×13/12)二.有關平均相對分子質量的計算 3.M=2×9.7=19.4 > 17,說明混有空氣; 根據質量守恒和十字交叉法可得:n(NH3)/n(空氣)=9.6/2.4=4/1; 所以燒瓶內含NH3體積為4/5 L; 空氣不溶于水,當噴泉停止后,則燒瓶內的溶液為4/5 L。 4.74x+197y=100(x+y),由十字交叉法可得:x/y=97/26; 所以質量比為:m(Li2CO3)/m(BaCO3)=(97×74)/(26×197)=7/5。 三.有關平均相對原子質量的計算 5.n(B2H6)=5.6/22.4=0.25 mol,n(B)=0.25×2=0.5 mol; M(B)=5.4/0.5=10.8 g/mol,n(10B)/n(11B)=0.2/0.8=1/4。 6.n(NaCl)=29.25/58.5=0.5 mol,n(37Cl)/n(35Cl)=0.5/1.5=1/3; m(37Cl)=0.5×1/4×37=4.625 g。 四.有關平均分子式的計算 7.由C和H的原子守恒以及十字交叉法可得平均分子式為M=C2.5H7; V(CH4)/V(C3H8)=1/3,V(C2H6)/V(C4H10)=3/1。 8.(1)由C原子守恒和十字交叉法可得平均分子式為M=C2.5Hy; 依據題意有如下結果: V(CH4)/V(C3H6)=1/3,V(CH4)/V(C4H8)=1/1,V(C2H6)/V(C3H6)=1/1,V(C2H6)/V(C4H8)=3/1。 (2)y=6.5,得平均分子式為M=C2.5H6.5; 依據題意有如下結果:A是C2H6,B是C4H8。 五.有關反應熱的計算 9.已知:Q氫氣=571.6/2=285.8 kJ/mol,Q混合=3847/5=769.4 kJ/mol,Q丙烷=2220 kJ/mol; 由十字交叉法可得:V氫氣/V丙烷=Q氫氣/Q丙烷=1450.6/483.6=3/1。 六.有關混合物反應的計算 10.若皆為NaCl可得沉淀1.227 g,若皆為NaBr可得沉淀0.913 g; 由十字交叉法可得:mNaCl/mNaBr=0.187/0.127,故NaCl%=0.187/(0.187+0.127)=60%。 11.生成1 mol P4O10耗氧5 mol,生成1 mol P4O6耗氧3 mol,n(O2)=50.4/22.4=2.25 mol; 5x+3y=4.5(x+y),由十字交叉法可得:x/y=1.5/0.5=3/1。 七.巧練 12.n(CO2)=22.4/22.4=1 mol,由十字交叉法可得:n(Na2CO3)/n(NaHCO3)=16/6=8/3; Na2CO3%=8×106/(8×106+3×84)=77.1%。 13.M=18.5,由十字交叉法可得:n(H2O)/n(D2O)=1.5/0.5=3/1,則n(D)/n(H)=3/1。 14.混合氣體每mL耗O2 y/x mL,乙烯每mL耗O2 3 mL,乙炔每mL耗O2 2.5 mL; 由十字交叉法可得:n(C2H4)/n(C2H2)=V(C2H4)/V(C2H2)=(y/x-2.5)/(3-y/x)=(2y-5x)/(6x-2y).15.M=24,則必有CH4,由十字交叉法可得:n(CH4)/n(C2nH2n)=(14n-24)/8; x=8/(14n-24+8)=4/(7n-8),則n=(4/x+8)/7=4(1+2x)/7x。 方法總論 關系式法 關系式是表示兩種或多種物質之間的量在變化時成正比關系的一種簡化的式子,根據關系式確定的數量關系進行化學計算的方法叫關系式法。關系式法廣泛用于兩個或多個互相聯系的化學式或多步反應計算的一種常用方法,其關鍵是根據有關化學式或反應式及物質間轉化的定量關系,找出關系式和關系量。該法不僅可使計算化繁為簡、化難為易、減少誤差,而且已知數與未知數各有固定的位置,層次清楚,有助于打開解題的思路。建立關系式可以通過化學式、反應方程式、化學基本概念、溶解度、溶質質量分數等多個方面進行。 一.根據題目所給等量關系找關系式 根據不同物質中所含同種元素質量相等找關系式:即若不同物質中某元素的質量相等,則該元素的原子個數必然相等。從而可以建立關系式。 1.264 kg硫銨與_____kg碳銨所含氮元素的質量相當。316。 根據物質的質量、體積、密度或物質的量相等找關系式:即 ① 若不同種物質的質量相等,則每種物質的總式量必相等; ② 若不同種氣態物質在相同條件下體積相等,則每種物質的分子個數或物質的量必相等; ③ 不同種氣態物質在相同條件下密度相等,則每種物質的相對分子質量相等; ④ 若不同種物質的物質的量相等,則每一種物質的分子個數相等,若是相同條件下的氣態物質,則體積也相同。 2.相同條件下,相同質量的二氧化硫氣體與三氧化硫氣體中氧元素質量比是_____及氧原子個數比是_____,兩種物質的體積比是_____和物質的量之比是_____。5/6,5/4.二.根據化學反應實質找關系式 根據不同活潑金屬失電子數相等找關系式。 3.鐵、鎂、鋁三種金屬分別與足量的稀鹽酸反應生成等質量的氫氣時,參加反應的鐵、鎂、鋁的質量比為__________。12:28:9。 根據反應前后質量相等找關系式。 4.有一塊鐵鋁合金,溶于足量鹽酸中,再用足量KOH溶液處理,將產生的沉淀過濾、洗滌、干燥、灼燒,使之完全變成紅色粉末,經稱量發現該紅色粉末和原合金質量恰好相等,則合金中鋁的質量分數為 A.70% B.52.4% C.47.6% D.30% 根據并列多步反應找元素對應關系式。 5.一定量的鐵粉和9 g硫粉混合加熱,待其反應后再加入過量鹽酸,將生成的氣體完全燃燒,共收集得9 g水,則加入的鐵粉質量為 A.14 g B.42 g C.56 g D.28 g 6.23.04 g Ca(OH)2、CaCO3、CaO、CaSO3固體混合物恰好和189.8 g 10%的鹽酸溶液反應,反應后溶液重206.16 g,則所得溶液溶質的質量分數是_____%。14%。 7.某氣態有機物在標準狀況下密度為1.34 g/L,取1.50 g該有機物在足量的氧氣中燃燒。將所得氣體通過裝有濃硫酸的洗氣瓶后再通過堿石灰干燥管,結果洗氣瓶和干燥管分別增重0.9 g和2.2 g,測得尾氣中除氧氣外無其它物質,求該有機物分子式。CH2O 8.準確稱取6 g鋁土礦(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)樣品,放入盛有100 mL硫酸溶液的燒杯中,充分反應后,過濾,向濾液中加入10 mol/L的NaOH溶液,產生沉淀的量與所加NaOH溶液的體積關系如圖所示。 m/g 85%,12%,3%。1.625~5(1)硫酸溶液的物質的量濃度是_____mol/L。 b 1.75(2)若a=2.3,Fe(OH)3消耗堿液的體積是_____mL。 2.7 鋁土礦中各成分的質量分數依次是_______________。 0 a 35 45 V/mL(3)a值的范圍在__________之間,在該范圍內,a值越大,_____含量越少。Fe2O3 根據縱向多步反應中心元素守恒找對應關系式。 9.含SiO2的黃鐵礦試樣1 g,在O2中充分灼燒后殘余固體為0.76 g,用這種黃鐵礦100 t可制得98%的濃硫酸多少噸?(設反應過程有2%的硫損失)117.6 t。 10.工業上用NH3、空氣和水作原料,合成化肥硝酸銨100 t。 (1)需要NH3多少噸?空氣中的氧氣多少噸?水多少噸?42.5 t,80 t,0 t。 (2)若NH3制NO轉化率為96%,NO制HNO3轉化率為92%,需要NH3多少噸? 根據多步反應中各物質化學反應中化學計量系數進行遞推找對應關系式。 45.3 t。 11.讓足量濃硫酸與10 g 氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反應,把生成的氯化氫溶于適量水中,加入二氧化錳使鹽酸完全氧化,將反應生成的氯氣通入KI溶液中,得到11.6 g碘,試計算混合物中氯的質量分數。65.2%。 12.金屬錫(Sn)的純度可以通過下述方法分析:將試樣溶于鹽酸(Sn+2HCl ?? SnCl2+H2-),再加入過量FeCl3溶液(SnCl2+2FeCl3??SnCl4+2FeCl2),最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+離子(6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl??6FeCl3+2CrCl3+2KCl+7H2O)。現有金屬錫試樣0.613 g,經上式各步反應后,共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液16.0 mL,試求試樣中錫的質量分數(假定雜質不參加反應)。93.1%。 根據變化的物質的量之間的關系寫出物質之間發生反應的關系式。 13.甲烷和氫氣的混合氣體5 g,充分燃燒后將生成的CO2通入澄清的石灰水中,石灰水增重11 g。求燃燒生成水的質量。18 g。 三.巧練 14.在O2中燃燒0.22 g由Fe和S元素組成的化合物,使其中的S全部轉化為SO2,把這些SO2全部氧化生成SO3并轉化為H2SO4,這些硫酸可被10 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液完全中和,則原化合物中硫元素的質量分數為 A.72% B.40% C.36% D.18% 15.環境監測測定水中溶解O2的方法是:量取a mL水樣,迅速加入MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液,立即塞好塞子,振蕩混合搖勻。開塞,迅速加入適量的硫酸,此時有I2生成。用Na2S2O3溶液(b mol/L)和I2反應消耗V mL(以淀粉為指示劑),有關反應的離子方程式為:2Mn2++O2+4OH-??2MnO(OH)2(快),MnO(OH)2+2I-+2H+ ??Mn2++I2+3H2O,I2+??2I-+,則水中溶解氧量(單位是mg/L)為 A.8000Vb/a B.16000Vb/a C.8000ab/V D.16000ab/V 16.0.3 mol Cu2S跟HNO3溶液恰好完全反應,生成Cu(NO3)2、H2SO4和H2O,則未被還原的硝酸的物質的量是 A.1.0 mol B.1.2 mol C.0.6 mol D.2.2 mol 關系式法巧解 一.根據題目所給等量關系找關系式 1.硫銨是硫酸銨,碳銨是碳酸氫銨。(NH4)2SO4~2NH4HCO3。 132/264=2×79/m(NH4HCO3),m(NH4HCO3)=316 kg。 2.若使質量相等,則應使總式量相等。即5SO2~4SO3。 氧元素質量比=氧原子個數比=5/6; 體積比=物質的量比=5/4。 二.根據化學反應實質找關系式 3.失去電子數目相等。3Mg~3Fe~2Al。3×24:3×56:2×27=12:28:9。 或:Mg/2~Fe/2~Al/3。24/2:56/2:27/3=12:28:9。 4.2Fe~2FeCl2~2Fe(OH)2~2Fe(OH)3~Fe2O3。由質量相等得知,鋁的含量相當于氧的含量。 所以鋁的質量分數為:48/(48+112)=30%。 5.Fe~FeS(鐵守恒)~H2S(硫守恒)~H2O(氫守恒); 或:Fe~H2(化學方程式)~H2O(氫守恒)。 即:1 mol Fe生成1 mol H2,n(Fe)=n(H2))=9/18=0.5 mol,m(Fe)=28 g。 6.CaCl2~2HCl,111/206.16x=(2×36.5)/(189.8×0.1),x=14%。 7.m(C)=12×2.2/44=0.6 g,m(H)=2×0.9/18=0.1 g,m(O)=1.50-0.6-0.1=0.8 g; n(C)/n(H)/n(O)=0.05/0.1/0.05=1/2/1,即最簡式為:CH2O; M=1.34×22.4=30 g/mol,分子量/式量=1,故分子式為:CH2O。 8.(1)在35 mL時,沉淀量達到最大,H2SO4~Na2SO4~2NaOH,n(NaOH)=10×0.035=0.35 mol,c(H2SO4)=0.175/0.1=1.75 mol/L。 (2)溶解Al(OH)3用了10 mL NaOH溶液,Al2O3/2~Al3+~3OH-~Al(OH)3~OH-~AlO2-,n(NaOH)=10×(0.045-0.035)=0.1 mol,Al2O3%=(0.1/2×102)/6=85%; 生成Fe(OH)3沉淀需要NaOH溶液的體積為:V(NaOH)=35-10×3-2.3=2.7 mL; 沉淀Fe3+耗NaOH:n(NaOH)=10×(35-a)×10-3-0.3=0.05-0.01a mol,Fe2O3/2~Fe3+~3OH-,Fe2O3%=((0.05-0.01a)/6×160)/6=40(5-a)/9%=12%; SiO2%=1-85%-40(5-a)/9%=(40a-65)/9%=3%; (3)0 <(40a-65)/9% < 15%,得1.625 < a < 5; a值越大,Fe2O3%越小。 9.由差量法計算FeS2含量:FeS2~Fe2O3/2,Dm=64-24=40 g,120/x=40/(1-0.76),x=0.72 g FeS2~2H2SO4,100×0.72×(1-2%)/120=98%y/196,y=117.6 t。 10.(1)2NH3+2O2~NH4NO3+H2O,x/34=y/64=100/80,x=42.5 t,y=80 t,不耗水。 (2)留下與HNO3反應的NH3沒有損失,由(1)可知為42.5/2=21.25 t; 則另21.25 t NH3應理解為損失兩次后的剩余量,即消耗NH3為:21.25/(96%×92%)=24.06 t; 共消耗NH3的質量為:24.06+21.25=45.31 t。 11.4HCl~Cl2~I2,11.6/254=x/146,x=6.7 g,Cl%=(6.7×35.5/36.5)/10=65.2%。 12.Sn~SnCl2~2FeCl2~K2Cr2O7/3,x/119=0.1×0.016×3,x=0.571 g,Sn%=0.571/0.613=93% 13.CH4+H2~CHx~CO2+(x/2)H2O,(12+x)/5=44/11=9x/y,x=8 g,y=18 g。 三.巧練 14.S~H2SO4~2NaOH,x/32=0.5×0.01/2,x=0.08 g,S%=0.08/0.22=36%。 15.O2~4Na2S2O3,ax×10-3/32000=Vb×10-3/4,x=8000Vb/a。 16.Cu2S~CuSO4+Cu(NO3)2,0.3 mol Cu(NO3)2中含N原子的物質的量是0.6 mol。 方法總論 差量法 差量法是依據化學反應前后的某些變化找出所謂的理論差量(固體質量差、液體質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等),與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。此法將“差量”看作化學方程式右端的一項,將已知差量(實際差量)與化學方程式中的對應差量(理論差量)列成比例,其他解題步驟與按化學方程式列比例解題完全一樣。在根據化學方程式的計算中,有時題目給的條件不是某種反應物或生成物的質量,而是反應前后物質的質量的差值,解決此類問題用差量法十分簡便。此法的關鍵是根據化學方程式分析反應前后形成差量的原因(即影響質量變化的因素),找出差量與已知量、未知量間的關系,然后再列比例式求解。 一.固體差量 1.將19 g Na2CO3和NaHCO3的混合物加熱至質量不再減少為止,稱得剩余固體質量為15.9 g,則原混合物中NaHCO3的質量分數是_____%。44.2%。 二.液體差量 2.用含雜質(雜質不與酸作用,也不溶于水)的鐵10 g與50 g稀硫酸完全反應,濾去雜質,所得液體質量為55.4 g,則該鐵的純度是_____%。56%。 三.氣體差量 3.將12 g CO和CO2的混合氣體通過灼熱的氧化銅后,得到氣體的總質量為18 g,則原混合氣體中CO的質量分數是_____%。87.5%。 四.增減差量 4.在天平左右兩邊的托盤天平上,各放一個盛有等質量、等溶質質量分數的足量稀硫酸的燒杯,待天平平衡后,向兩燒杯中分別加入鐵和鎂,若要使天平仍保持平衡,則所加鐵和鎂的質量比是_____。77/81。 五.體積差量 5.在一個6 L的密閉容器中,放入3 L X和2 L Y,在一定條件下發生下列反應:4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g),達到平衡后,容器內溫度不變,混合氣體的壓強比原來增加5%,X的濃度減小1/3,則該反應的n值是 A.4 B.5 C.6 D.7 6.同溫同壓下,40 mL CO、CO2和O2的混合氣體點燃后,恢復到原來的狀況,剩余氣體36 mL,則原混合氣體中O2不少于 A.4 mL B.8 mL C.10 mL D.12 mL 六.壓強差量 7.標準狀況下,一容積不變的的密閉容器里充滿3 L H2和O2的混合氣體,點燃完全反應后,恢復至原狀態,壓強變為原來的1/2,則原混合氣體中H2和O2的體積分別是__________。2.5,0.5; 1,2。 七.巧練 8.有KCl、KBr和KI混合物3.87 g,溶于水配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到的沉淀干燥后是6.63 g,則原混合物中鉀元素的質量分數是 A.51% B.40.3% C.32% D.24% 9.將足量的鐵粉投入到CuCl2和FeCl3組成的混合液中,充分反應后,過濾洗滌并干燥不溶物,所得質量與最初加入鐵粉的質量相同,則原混合物中兩種溶質的物質的量之比是_____。7:2。 和量法 為解決問題方便,有時需要將多個反應物(或生成物)合在一起進行計算的方法稱為和量法。和量法的原理是:若A1/A2=B1/B2,則有A1/A2=B1/B2=(A1+B1)/(A2+B2),一般遇到以下情形,可嘗試用和量法解題:(1)已知混合物反應前后質量,求混合物所含成分質量分數時; (2)已知反應前后混合氣體的體積,求混合物所含成分體積分數時; (3)求反應前后氣體的壓強比、物質的量比或體積比時。 1.18.4 g NaOH和NaHCO3固體混合物,在密閉容器中加熱到約250℃,經充分反應后排出氣體,冷卻,稱得剩余固體質量為16.6 g。則原混合物中NaOH的質量分數是_____%。54.3%。 2.碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉。現加熱5.00 g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,使碳酸氫鈉完全分解,混合物減少了0.31 g,則原混合物中碳酸鈉的質量為 A.3.38 g B.4.58 g C.4.16 g D.4.41 g 3.取標準狀況下CH4和過量O2的混合氣體840 mL點燃,將燃燒后的氣體用過量的堿石灰吸收,堿石灰增重0.600 g。則堿石灰吸收后所剩氣體的體積是_____(標準狀況下)。336 mL。 逆推法 逆推法,即由最后的問題出發,一步一步倒著推理,直到找出解題的思路。 1.在標準狀況下,氫氣和氯氣的混合氣體為a L,經光照反應后混合氣體恰好能與b mol的NaOH完全作用生成鹽,則氫氣的體積為__________。(a-11.2b)L。 2.將NO2、NH3、O2的混合氣體1 mol,通過稀硫酸后,溶液的質量增加26.7 g,氣體縮小為4.48 L(標況),剩余氣體能使帶火星的木條復燃,則混合氣體的平均分子量為 A.28.1 B.30.2 C.33.1 D.34.1 3.已知A、B、C、D為氣體,E、F為固體,G是CaCl2,它們之間的轉換關系如下所示: D(1)D的化學式(分子式)是__________NH3。 A ? E D E的化學式(分子式)是__________NH4Cl。 ? C ? H(2)A和B反應生成C的化學方程式是_____________ B F G(3)E和F反應的化學方程式是___________________ 差量法巧解 一.固體差量 1.Dm=44+18=62,x/168=(19-15.9)/62,x=8.4 g,NaHCO3%=8.4/19=44.2%。 二.液體差量 2.Dm=56-2=54,10x/56=(55.4-50)/5.4,x=56%。 三.氣體差量 3.Dm=44-28=16,12x/28=(18-12)/16,x=87.5%。 四.增減差量 4.Fe:Dm=56-2=54,x/56=a/54,x=56a/54=28a/27; Mg:Dm=24-2=22,y/24=a/22,y=24a/22=12a/11。 x/y=28/27×11/12=77/81。 五.體積差量 5.DV=2+n-7=n-5,4/1=(n-5)/(5×5%),n=6。 6.DV=3-2=1,V/1=4/1,V=4 mL。 六.壓強差量 7.壓強減少量為3。因而:H2反應掉1 L,O2反應掉0.5 L; 過量氣體1.5 L。2.5,0.5; 1,2。 七.巧練 8.Dm=108-39=69,x/39=(6.63-3.87)/69,x=1.56; K%=1.56/3.87=40.3%。 9.x mol FeCl3,y mol CuCl2。Dm減=56/2=28,Dm增=64-56=8。 xDm減=yDm增,x/y=Dm增/Dm減=8/28=2/7。 和量法巧解 1.Dm=18.4-16.6=1.8 g,恰好完全反應時:NaHCO3+NaOH??Na2CO3+H2O,x/124=1.8/18,x=12.4 < 18.4,即NaOH過量。m(NaOH)過量=18.4-12.4=6.0 g; m(NaOH)反應=40×1.8/18=4.0 g; 故NaOH%=(4+6)/18.4=54.3%。 2.Dm=44+18=62 g,m(NaHCO3)/168=0.31/62,m(NaHCO3)=0.84 g,m(Na2CO3)=5.00-0.84=4.16 g。 3.Dm=44+2×18=80 g,3×22.4/V反應=80/0.600,V反應=0.504 L,V剩余=840-504=336 mL。 逆推法巧解 1.最終:NaCl+NaClO,Na與Cl是1:1的關系,即V(Cl2)=11.2b L,故V(H2)=a-11.2b L。 2.剩余:m(O2)=32×4.48/22.4=6.4 mol; M=26.7+6.4=33.1 g/mol。 3.D是氣體,G是CaCl2,即實驗室制NH3的反應。 E、F分別是NH4Cl和Ca(OH)2; C、D分別是HCl和NH3; A、B分別是H2和Cl2。