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30道化学方程式计算题（含过程）_百度作业帮
http://zuoye.baidu.com/question/a0cb5d9c7d5e88b543234578c1adc432.html化学计算的基本方法
1.守恒法
所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据,寻找化学式中正负化合价总数绝对值相等、复分解反应中阴阳离子所带正负电荷总量相等、氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失电子总数相等、几个连续或平行反应前后某种微粒的物质的量相等这些等量关系作为解题的基本思路,运用守恒法既可避免书写烦琐的化学方程式,提高了解题的速度,又可避免在纷繁芜杂的解题背景中寻找关系式,提高了解题的准确度.
【例1】把NaHCO3和Na2CO3·10H2O的混合物7.4g溶于水,配成100mL溶液,其中Na+离子浓度为0.6 mol·L-1,如果将7.4 g这种混合物加热到恒重,质量会减轻多少克?
〔分析〕用常规方法,首先得到方程组求出7.4 g混合物中NaHCO3和Na2CO3·10H2O各占多少克,然后再分别求出加热后NaHCO3和Na2CO3·10H2O减轻的质量,最后相加即为所求,整个过程很烦琐.若以“物质的量守恒”列式计算就较简单,
解法如下：
混合物在加热的过程中,Na+始终未发生变化,最后转入到Na2CO3中,Na+的物质的量＝0.6 mol·L-1×0.1 L＝0.06 mol.
Na2CO3的物质的量＝×0.06 mol＝0.03 mol.
所以减轻的质量：7.4 g-0.03 mol×106 g·mol-1＝4.22 g.
答案：4.22 g
【变式训练1】将3.64gFe2O3和Al2O3样品溶解在过量的200ml 0.1mol/L的盐酸中,然后向其中加入NaOH溶液使刚好完全沉淀,用去NaOH溶液100ml则NaOH溶液的浓度为( )
A.0.1mol/L B.0.2mol/L C.0.4mol/L D.0.8mol/L
【例2】镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁.将燃烧后的产物溶解在60mL浓度为2.0 mol·L-1的盐酸中(Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl),再用20mL0.5 mol,L-1NaOH溶液中和多余的盐酸,然后在此溶液中加入过量的碱,把氨全部蒸发出来,用稀盐酸吸收；稀盐酸增重0.17g.求镁带的质量.
[分析]
根据电荷守恒,得如下关系
n(Mg2+)×2+n(NH+4)+n(Na+)＝n(Cl-),
n(Mg2+)× 2++0.5 mol·L-1×0.020 L＝2.0 mol·L-1× 0.060 L,
解得n(Mg)＝n(Mg2+)＝0.050mol.
m(Mg)＝0.050 mol×24 g·mol-1＝1.2 g,
答案：镁带的质量为1.2 g.
【变式训练2】和X四种离子以物质的量之比2:4:1:1大量共存于同一溶液中,X可能是( )
A. B. C. D.
【例3】有一在空气中暴露过的KOH固体,经分析知其含水7.62％、K2CO3 2.38％、KOH 90％,若此样品1 g加到1 mol·L-1的盐酸46.00mL里,过量的酸再用1.07 mol·L-1的KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体______g.
〔分析〕 本题化学反应相当复杂,数据处理较烦琐.根据Cl-守恒,蒸发溶液所得KCl固体中的Cl-全部来自于盐酸中的Cl-,即生成的KCl的物质的量等于HCl的物质的量.故KCl的质量为3.427 g.
答案：3.427 g
【变式训练3】足量铜与一定量的浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和、、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况下)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸.若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液至恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60ml B.45ml C.30ml D.15ml
【例4】有一铁的氧化物样品,用140mL 5mol·L-1的盐酸可恰好使其完全溶解.所得溶液可吸收标准状况下0.56 L氯气,其中的Fe2+全部转化为Fe3+.该样品可能的化学式为( )
A.Fe4O5 B.Fe5O7 C.Fe2O3 D.Fe3O4
〔分析〕 本题运用“守恒法”解题,因为最后所得溶液为FeCl3溶液,则由电荷守恒可得：n(Fe)＝n(Cl)＝ (0.14L×5mol·L-1+2×0.56L/22.4L·mol-1)＝0.25mol；同样,由电荷守恒,氧原子的物质的量为：n(O)＝n(H)＝ (0.14 L×5 mol·L-1)=0.35 mol.可求得.
答案：B
【变式训练4】已知：.一定条件下磷与干燥氯气反应,若0.25g磷消耗掉314ml氯气(标准状况下),则产物中与的物质的量之比接近于( )
A.1:2 B.2:3 C.3:1 D.5:3
2.关系式法
关系式是表示两种或两种以上物质之间数量关系的一种简式.正确书写关系式是用比例式解化学计算题的前提,正确提取关系式是用关系式法解题的关键.提取关系式的常用方法有：①从化学方程式中提取；②从化学式和电极反应式等中提取；③从物质和对应的差量之间提取.
【例5】3.195g某白色晶体,在试管中受强热后分解,得到NaCl 1.755g和氧气若干升,求原白色晶体的化学式.
〔分析〕 首先可确定该化合物中含Na、Cl、O三种元素.确定其化学式还需要知道三种元素的原子个数比,设此晶体的化学式为NaClOx,由化学式提取得到如下的关系式：
NaCl ～ xO
58.5 16x
1.755 g (3.195-1.755)g
由此解得x＝3,原化学式为NaClO3.
答案：NaClO3
【变式训练5】Wg金属钠表面被氧化(产物为Na2O)后质量变为1.566g,将其完全溶于水,放出标准状况下的气体V L,再向反应后的溶液中加入足量MgCl2溶液,得到白色沉淀1.914g,则W值为( )
A.1.16 g B.1.38 g C.1.518 g D. 1.553 g
3.极限(极端假设)法
在解决复杂化学问题时,根据解题的需要,采取极端假设法,把问题或过程推向极限,使复杂的问题变为单一化、极端化和简单化,通过对极端问题的讨论,使思路清晰,过程简明,从而迅速准确地得到正确答案.常用于混合物的计算、化学平衡、平行反应等.
【例6】Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量的稀H2SO4反应,生成H2 2.8L (标准状况下),则金属混合物中三种金属的物质的量之和不可能是( )
A.0.120 mol B.0.15 mol C.0.08 mol D.0.10 mol
〔分析〕 此题可用极端假设法：由于Mg、Fe与H2SO4反应,均生成+2价离子,而Al与H2SO4反应,则生成+3价离子.若全为+2价,则生成2.8L(0.125mol)H2的同时,消耗金属应为0.125mol；若全为Al,则消耗金属应为0.125mol×＝0.083 mol.所以金属的物质的量应介于0.125 mol和0.083 mol之间.
答案：BC
【变式训练6】将某碱金属M及其氧化物M2O的混合物4g投入足量的水中,待反应后蒸干得5 g碱,则该碱金属为( )
Li B.Na C.K D.Rb
【例7】某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种,现将6.9g样品溶于足量的水中,得到澄清溶液.若再加入过量的CaCl2溶液,得到4.5g沉淀.对样品所含杂质的正确判断是( )
A.肯定有KNO3和Na2CO3,没有Ba(NO3)2
B.肯定有KNO3,没有Ba(NO3)2,可能还有Na2CO3
C.肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2,可能有KNO3
D.无法判断
〔分析〕 本题考查的是碳酸盐间的复分解反应,因样品溶于水后得到澄清溶液.因此,一定没有Ba(NO3)2,对量的关系,运用“极限法”可快速解答.
设6.9 g全为K2CO3,则加入过量的CaCl2溶液可得沉淀的质量为5 g,大于4.5 g,显然,如果只含有KNO3,由于KNO3不和CaCl2反应,沉淀质量将小于5 g,可能等于4.5 g.综合分析,样品中肯定含有KNO3,肯定没有Ba(NO3)2,可能含有Na2CO3.
答案：B
【变式训练7】(多选)0.03mol Cu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、、)混合气体共0.05mol,该混合气体的平均相对分子质量可能( )
A.30 B.46 C.50 D.66
4.差量法
差量法是根据化学变化前后物质的量发生的变化,找出所谓“理论差量”.这个差量可以是质量、气体物质的体积、压强、物质的量、反应过程中热量的变化等.该差量的大小与参与反应的物质有关量成正比.差量法就是借助于这种比例关系,解决一定量变的计算题.解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”,再根据题目提供的“实际差量”,列出比例式,求出答案.
【例8】KCl和KBr组成的混合物3.87g溶于水配成溶液,向溶液中加入足量的AgNO3,得到干燥的沉淀6.63g,则原混合物中K元素的质量分数是多少?
〔分析〕 本题若用常规解法需列方程组,比较烦琐,用差量法简化很多.
K ~ Ag △m
39 108 69
x 6.63 g-3.87 g
x＝1.56 g.
×100％=40.3％.
答案：40.3％
【变式训练8】向容器里通入V L CO2气体,并加入少量Na2O2固体,在同温同压下测得反应后气体的体积为WL；被吸收的CO2体积为( )
A.(V-W)L B.2W L C.2(V-W)L D.V L
【例9】将10gNaCl和NaI的混合物溶于水后,通入足量的Cl2,将溶液蒸干后灼烧得固体 6.34g,求混合物中NaCl的质量.
〔分析〕 2NaI+Cl2===2NaCl+I2 △m
2×150 2×58.5 183
x (10-6.34)g
x＝6 g.
m(NaCl)＝10 g-6 g＝4 g.
答案：4 g
【变式训练9】将一块锌片插入足量的溶液中,锌片质量减轻了0.1g.求：
(1)参加反应的锌的物质的量； (2)析出铜的物质的量
(3)生成的质量； (4)溶液的质量是增加了还是减小了.
课后训练
把500ml含有氯化钡和氯化钾的混合溶液分成5等分,取一份加入a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,另取一份加入b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则该溶液中钾离子的浓度为( )
A.10(b-2a)mol/L B.10(b-a)mol/L C.10(2a-b)mol/L D.0.1(b-2a)mol/L
已知铜常温下能被稀硝酸溶解,其反应方程式如下
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为： .
若反应中转移了0.6mol电子,产生的气体在标准状况下的体积是 .
3.将Cu片放入0.1mol/L FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,此时在溶液中有,则与的物质的量之比为 .
4.金属钠1.15g跟水反应,得到100ml溶液.试计算：
(1)生成的气体在标准状况下是多少升?
反应后所得溶液中的物质的量浓度是多少?
5.将4.6g金属钠投入到足量的95.6g水中,得到的溶液溶质的质量分数为( )
A.4.6% B.7.6% C.8% D.10%
6.向500mlNaOH溶液中投入10.8gAl,二者恰好完全反应后,计算：
(1)Al的物质的量.
NaOH溶液的物质的量浓度.
标况下生成H2的体积.
7.0.2molCaCO与100g质量分数为15%的稀盐酸充分反应,试确定反应生成二氧化碳的质量.
8.实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时,有14.6g氯化氢被氧化,所得Cl2全部用NaOH溶液吸收,生成NaClO的物质的量是( )
A.0.1mol B.0.2mol C.0.3mol D.0.4mol
9.在a LAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b molBaCl2,恰好使溶液中的离子完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c molNH3,则原溶液中的离子浓度(mol/L)为( )
B. C. D.
10将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生NO、NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L.请回答：
NO的体积为 L,NO2的体积为 L.
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中铜离子全部转为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L.
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转为NaNO3,至少需要30%的双氧水 g.
在100mLNaOH溶液中加入NH4 NO3和(NH4)2SO4 的固体混合物,加热,充分反应,下表表示加入的混合物质量与产生气体体积的关系,试计算：
混合物质量/g8.617.225.834.443.0
气体体积/L2.85.68.411.211.2
(1)NaOH溶液的物质的量浓度 .
(2)当NaOH溶液的体积为140mL,固体混合物的质量是51.6g时,充分反应后,生成气体的体积(标况下)为 L.
(3)当NaOH溶液的体积为180mL,固体混合物的质量仍为51.6g时,充分反应后,生成气体的体积(标况下)为 L.
在100mL的混合酸溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5mol/L,硫酸的物质的量浓度为0.15mol/L,向其中加入5.76g铜粉,微热,使其充分反应.
求溶液中铜离子的物质的量浓度
若要使5.76g铜粉恰好完全溶解,且溶液中只存在一种盐,则原溶液中硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是多少.
13.16.4gNaOH和NaHCO3的固体混合物投入150mL 2.0mol/L的盐酸中恰好完全反应,不再产生气泡,则所得溶液中溶质的物质的量为( )
A.2.0mol B.0.41mol C.0.30mol D.无法计算
化学计算的基本方法
参考答案及解析
【变式训练1】用终态法分析,最后生成沉淀和氯化钠,根据守恒,有n(HCl)=n(NaOH)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol,c(NaOH)=0.02mol÷0.1L=0.2mol/L
答案：B
【变式训练2】根据电荷守恒可知,X离子一定是阴离子,而和又不能和大量共存.
答案：D
【变式训练3】分析反应过程可知,通入的氧气将氮氧化物转化为硝酸,则氧气得到电子的物质的量等于硝酸被还原时得到的铜失去的电子的物质的量,等于生成的结合的物质的量,等于消耗NaOH的物质的量.所以消耗NaOH溶液的体积是[(1.68L22.4L/mol)×4]/(5mol/L)=0.06L
答案：A
【变式训练4】运用守恒法能简单解答本题.设n()=X,n()=Y,
根据P元素守恒有……①
根据Cl元素守恒有……②
联立之可解得：X=0.006,Y=0.002
答案：C
【变式训练5】由题意得关系式：
2Na～2NaOH～Mg(OH)2↓
2×23 58
W 1.914 g
W=1.518 g.
答案：C
【变式训练6】这是一道较难的计算题,但是,如果将4 g混合物假设成纯净物(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,再根据碱金属的相对原子质量的范围,确定是哪一种碱金属.
假设4g为碱金属单质,与水反应生成5 g碱,则：
2M+2H2O＝2MOH+H2↑
2×M 2(M+17)
4 g 5 g M＝68；
假设4g为碱金属氧化物,与水反应生成5 g碱,则
M2O+H2O＝2MOH
2M+16 2(M+17)
4 5 M＝28.
所以碱金属的相对原于质量在28与68之间,应为钾.
答案：C
【变式训练7】0.03mol Cu完全溶于硝酸后失0.06mol ,则产生1mol氮的氧化物平均得0.06mol/0.05mol×1mol=1.2mol ,而产生1mol NO、或分别可得到3mol 、1mol 、2mol ,由于1.2介于1~2或1~3之间,从极限的角度考虑,氮的氧化物有两种可能组合：
①NO、.由十字交叉法得到： ②和,同理得：
NO 3 0.2 1 0.8
1.2 = 1.2 =
1 1.8 2 0.2
则 则
由平均值原则可知,原混合气体的相对分子质量介于44.4~55.2之间.
答案：BC
【变式训练8】根据反应前后的差量很容易计算的：
2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2 △V
2 1 2-1
x (V-W)L
x＝2(V-W)L.
答案：C
【变式训练9】根据反应前后的质量差值可采用差量法进行计算.
Zn + CuSO₄===ZnSO₄ + Cu m
1mol 161g 1mol 1g
n(Zn) m(ZnSO₄) n(Cu) 0.1g
答案：(1)参加反应的锌的物质的量为0.1mol(2)析出铜的物质的量为0.1mol
生成ZnSO₄的质量为16.1g(4)溶液的质量增加0.1g
课后训练
1.【解析】a mol硫酸钠使钡离子完全沉淀,则氯化钡a mol,氯离子2a mol；b mol硝酸银使氯离子完全沉淀,则氯离子共b mol,氯化钾中氯离子为(b-2a)mol,钾离子为(b-2a)mol所以钾离子浓度为(b-2a)mol/500ml÷5,即10(b-2a)mol/L.
答案：A
【解析】(1)由电子转移看出N化合价降低,Cu的化合价升高,但只有2molHNO3作氧化剂,Cu全部做还原剂,则氧化剂与还原剂之比为2:3 (2)N转移6个电子,已知转移了0.6mol电子,所以一个N转移0.1mol,共转移了2个N,生成的NO就为0.2mol,在标准状况下为4.48L.
答案：(1)2:3 (2)4.48L
3.【解析】,则,根据方程
Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2可以得出的物质的量为3/2
答案：4:3
4.【解析】 2Na+2H2O==2NaOH+2H2↑
2×23g 2mol 22.4L
1.15g 0.1L×c V
解得c=0.5mol/L,V=0.56L
答案：(1)c=0.5mol/L (2)V=0.56L
5.【解析】2Na + 2H2O==2NaOH + 2H2↑
2×23g 2×40g 2×1g
4.6g x y
解得：x=8g；y=0.2g
溶液中溶质的质量分数为
答案：C
6.【解析】(1)
(2)2Al + 2NaOH + 2H2O==2NaAlO2 + 3H2↑
2 2 3
0.4mol 0.5L×c x
解得：c=0.8mol/L x=0.6mol
由(2)得H2为0.6mol,则V(H2)=22.4L/mol×0.6mol=13.44L
答案：(1)0.4mol (2)0.8mol/L (3)13.44L
【解析】题目给出两种物质的量,需要先进行过量判断,可以用比值法判断.根据题意知：
CaCO3 + 2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
1mol 73g
0.2mol 100g×15%
因为所以盐酸过量,应用CaCO3的量来计算CO2的质量.
CaCO3 + 2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
1mol 44g
0.2mol m(CO2)
则有
答案：反应生成二氧化碳的质量为8.8g.
8.【解析】发生的反应为、
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O,因此,关系式为2HCl(被氧化)~Cl2~2NaOH~
NaClO,则n(NaClO)=1/2×14.6g/36.5g/mol=0.2mol
答案：B
【解析】加入b molBaCl2使离子完全沉淀,则原溶液中共bmol.加入足量强碱并加热可得到c molNH3,原溶液中(NH4)2SO4 c mol,为c/2mol,Al2(SO4)3中为b-c/2,为(b-c/2)×2/3,所以浓度为
答案：C
10.【解析】(1)设生成NO、NO2的物质的量分别为x、y
则有解得x=0.26mol,y=0.24mol
V(NO)=0.26mol×22.4L/mol=5.824L V(NO2)=0.24mol×22.4L/mol=5.376L
由原子守恒得
Cu(NO3)2~2HNO3~2NaNO3~2NaOH
HNO
NO、NO2
n(HNO3)=n(气体)+n(NaOH)
所以
由得失电子守恒得：
NO2
NaNO3 H2O2→H2O
NO
0.24mol×1+0.26mol×3=2n(H2O2)
解之得n(H2O2)=0.51mol,
答案：(1)5.824 5.376 (2) (3)57.8
11.【解析】从表中可以看出34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反应.(2)V(NaOH)=140mL,因固体过量,所以V(NH3)=n(NH3)×22.4L/mol=n(NaOH)×22.4L/mol=5.0mol/L×0.14L×22.4L/mol=15.68L
(3)V(NaOH)=180mL时,51.6g固体完全反应,则有：解得V(NH3)=16.8L
答案：(1)5.0mol/L (2)15.68 (3)16.8
【解析】(1)
(2) 答案：(1)0.3mol/L (2)c(HNO3)=0.6mol/L c(H2SO4)=0.9mol/L
【解析】根据反应方程式知,溶液中溶质为NaCl,根据守恒原则NaCl中的氯离子全部来自盐酸,则NaCl中氯离子的物质的量为0.3mol所以NaCl的物质的为0.3mol
答案：C
【这个答案下面的“其他答案”也挺好的。】