魯教版九年級上定量研究化學反應化學反應中的有關計算全國優(yōu)質課一等獎

用元素質量守恒法解題示例我們都知道，在化學反應前后元素的種類沒有改變，各元素的原子總數也無增減。所以在化學反應前后各元素的質量保持不變，這就是說，在化學反應前后各元素質量守恒。有這樣一些根據化學方程式計算的題，涉及到元素質量或元素質量分數等的計算，如果用常規(guī)方法求解，當然也能求出結果，但頗費時間。有的題需要根據多個化學方程式分別計算，步驟多，耗時多，失誤自然也多。碰到此類題特別是涉及多個反應的題時，如果我們能換一個角度去進行分析，那就有可能使看上去頗為復雜的計算變得極其簡單。抓住反應前后某特征元素質量守恒這一點去進行分析、求解，就是一種行之有效的快捷解法。用元素質量守恒法解題的特點是：分析獨到，解題簡捷，分與之巧妙，解題之快捷，會令你拍案叫絕！套用一句老話，那就是用元素質量守恒法解涉及元素質量及元素質量分數等的題時，往往會收到事半功倍的效果。用元素質量守恒法解題是同學們必須掌握的一種解題技巧，掌握了這種技巧后，在做題時就會得心應手。下面我想就有關題用元素質量守恒法去分析、求解，為了能直觀地看出用元素質量守恒法解題的優(yōu)越性，對每條例題我都先給出用常規(guī)方法來解題的分析過程，再用元素質量守恒法分析、求解。兩類解法誰優(yōu)誰劣，相信你一看自然會明白、相信你通過這篇文章的閱讀和理解，能基本掌握用元素質量守恒法解題的分析方法和解題格式。勿庸置疑，你的解題能力也一定會隨之提高。[例1]將一定質量的碳酸鈣和單質碳的混合物置于坩堝中充分灼燒，假定能將產生的氣體全部收集起來，結果發(fā)現所得氣體質量恰等于原混合物質量，試求原混合物中碳元素的質量分數。1．常規(guī)方法[分析]本題共發(fā)生兩個反應：CaCO3CaO+CO2↑，C+O2CO2(碳燃燒充分)。若設原混合物中CaCO3為xg，單質碳為yg，那么，我們通過兩個化學方程式就可分別求出兩個反應各產生的CO2質量(分別用含x、y的代數式表示)，再根據“所得氣體質量恰等于原混合物質量”這一條件列出等式，從而求出x、y的比。若用含x的代數式表示y，在求出xgCaCO3中C元素質量之后，即可順利求出原混合物中碳元素質量，從而求出原混合物中碳元素的質量分數。2．元素質量守恒法[分析]CaCO3在高溫下分解，有CO2一種氣體生成，無其他含碳物質生成，所以，其CO2中C元素質量就等于CaCO3中C元素質量。單質碳與氧氣反應生成CO2一種氣體，顯然，其CO2中C元素的質量就等于單質碳的質量。兩個反應完成后所得氣體全部為CO2，它的質量應為兩個反應所產生的CO2的質量之和。由上述分析可知，反應后所得CO2中C元素質量即為反應前混合物中C元素質量，而所得CO2質量等于原混合物質量，據此即可很快求出原混合物中C元素的質量分數。[解]發(fā)生的反應是：CaCO3CaO+CO2↑，C+O2CO2(碳燃燒充分)由化學方程式可知，反應后所得氣體全為CO2，且CO2中C元素質量即為原混合物中C元素質量。設原混合物質量為mg，則反應后所得CO2質量亦為mg。所以，原混合物中C元素的質量分數

答：原混合物中C元素的質量分數約為％。[例2]鎂在空氣中燃燒不僅生成氧化鎂，還有部分氮化鎂。(3Mg+N2Mg3N2)(不考慮鎂再與其他物質的反應)由此可以推知18g鎂在空氣中完全燃燒所得產物的質量范圍應是[]

A．大于30g

B．小于25g

C．大于25g小于30g

D．以上情況都有可能1．常規(guī)方法[分析]發(fā)生了兩個反應：2Mg+O22MgO(1)3Mg+N2Mg3N2(2)若Mg全部跟O2反應，由(1)可求出MgO質量；若Mg全部跟N2反應，由(2)可求出Mg3N2質量。因Mg不可能全部跟O2反應，亦不可能全部跟N2反應，所以18g鎂在空氣中完全燃燒所得產物的質量范圍一定是介于求得的MgO和Mg3N2質量之間，從而選出正確答案。2．元素質量守恒法[分析]反應前后Mg元素質量守恒，即在反應后所得產物中Mg元素質量為18g。若鎂全部與O2反應，則生成物為MgO，由18g可直接求出MgO質量；若鎂全部與N2反應，則生成物為Mg3N2，由18g可直接求出Mg3N2質量。則反應所得產物質量就介于求出的MgO和Mg3N2兩者質量之間，正確答案就不難選出了。[解]因Mg反應后轉變成MgO和Mg2N2，所以，所得產物中Mg元素質量即為參加反應的Mg的質量，即為18g。若Mg全部與O2反應，則生成的MgO質量

若Mg全部與N2反應，則生成的Mg3N2質量

所以，所得產物質量范圍是：大于25g，小于30g，正確答案應選C。[例3]在CO和CO2的混合氣體中，含氧64％，將該混合氣體5g通過足量的灼熱的氧化銅，完全反應后，氣體再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀質量是[]

A．5gB．10g

C．15gD．20g1．常規(guī)方法[分析]由5g、64%即可求出5gCO和CO2的混合氣體中CO和CO2各自的質量，再根據CO跟CuO反應的化學方程式，從CO質量求出生成的CO2質量，從而求出通過CuO后CO2的總質量，最后再根據CO2與澄清石灰水反應的化學方程式，從CO2質量即可求出生成的CaCO3白色沉淀質量，從而選出正確答案。2．元素質量守恒法5gCO和CO2的混合氣體通過足量的灼熱的CuO后，CO全部轉變成CO2，顯然，反應生成的CO2中的C元素質量就等于CO中C元素的質量。那么，通過CuO后所得CO2氣體中C元素質量即為5g原混合氣體中C元素質量。將所得CO2氣體全部通入足量澄清石灰水中生成CaCO3白色沉淀和水，顯然，生成的CaCO3中的C元素質量就等于通入的CO2中C元素質量，也就等于5g原混合氣體中C元素的質量。由CO和CO2的混合氣體中含氧64％，可知含碳36％，再由5g、36％求出5g原混合氣體中C元素質量，從而可求出CaCO3質量，正確答案就不難選出了。[解]據題決可知：反應所得的CaCO3白色沉淀中C元素質量一定等于5g原混合氣體中C元素質量。原混合氣體中含氧64％，則含碳36％。所以5g原混合氣體中C元素的質量=5×36％=(g)所以，最后所得CaCO3的質量

因此，正確答案應選C。[例4]在含鈉元素的NaCl和Na2CO3的混合物中加入100g某濃度的稀鹽酸，恰好完全反應，產生，試求反應后所得溶液的溶質的質量分數。1．常規(guī)方法[分析]NaCl和Na2CO3的混合物中唯有Na2CO3跟稀鹽酸起反應。據Na2CO3跟鹽酸反應的化學方程式，從CO2質量即可求出Na2CO3質量及反應生成的NaCl質量。接下來，求出Na2CO3中所含鈉元素質量，從而求出原固體混合物中NaCl里所含鈉元素質量，這樣就可求出原固體混合物里NaCl質量，反應后所得溶液為NaCl溶液，溶液質量=100g＋原固體混合物質量－，溶質NaCl質量＝原有NaCl質量＋反應生成的NaCl質量。到此，反應后所得溶液的溶質的質量分數即可求出。2．元素質量守恒法。[分析]NaCl和Na2CO3的混合物中唯有Na2CO3與鹽酸反應，化學方程式為：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，顯然，反應生成的NaCl中鈉元素質量就等于Na2CO3中鈉元素質量。反應后所得溶液為NaCl溶液，溶質NaCl來自兩個部分，一是原有的NaCl。二是反應生成的NaCl，由上面的分析可知，溶質NaCl中鈉元素質量就等于NaCl和Na2CO3的混合物中鈉元素質量，即為，據此即可求出溶質NaCl的質量。再根據Na2CO3跟鹽酸反應的化學方程式，從CO2質量求出鹽酸中溶質HCl質量及反應生成的水的質量，從而求出反應后所得溶液中水的質量，那么反應后溶液的溶質的質量分數就不難求出了。[解]Na2CO3跟鹽酸反應的化學方程式為：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，反應后所得溶液為NaCl溶液。顯然，反應前NaCl和Na2CO3的混合物中的鈉元素全部留在了的反應后的溶質NaCl中，所以，溶質NaCl中鈉元素質量為。因此，溶質NaCl質量設鹽酸中溶質HCl質量為xg，反應生成水質量為yg，Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑731844xy73∶44=x∶

18∶44=y∶

反應后所得溶液中含水：100-x+y=+=(g)

[練習]將一定量