利用化學(xué)方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算

[知識(shí)要點(diǎn)梳理]

知識(shí)點(diǎn)一：化學(xué)方程式的計(jì)算步驟

實(shí)例：工業(yè)上，高溫煅燒石灰石（主要成分是CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。如果要制取1t氧化鈣，需要碳酸鈣多少噸？

解：①根據(jù)題意設(shè)未知量設(shè)需要碳酸鈣的質(zhì)量為x。

②寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并配平CaCO3CaO＋CO2↑

③寫出相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量10056

和已知量、未知量x1t

④列出比例式，求解＝

x＝＝1.8t

⑤簡(jiǎn)明地寫出答案答：需要碳酸鈣1.8t。

【要點(diǎn)詮釋】

（1）化學(xué)方程式書寫要正確，否則會(huì)一錯(cuò)全錯(cuò)；

（2）化學(xué)方程式中體現(xiàn)的是各純凈物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，故只有純凈物的質(zhì)量才能代入計(jì)算；

（3）質(zhì)量單位要統(tǒng)一，在解題過(guò)程中，已知量后一定要帶單位，未知量求出后也要帶單位；

（4）解題要嚴(yán)格按照格式書寫。

知識(shí)點(diǎn)二：利用化學(xué)方程式計(jì)算的規(guī)范格式及注意事項(xiàng)

知識(shí)點(diǎn)一實(shí)例的規(guī)范解題格式如下：

解：設(shè)需要碳酸鈣的質(zhì)量為x。-------------------------注意：未知數(shù)不能帶單位

CaCO3CaO＋CO2↑-----------------------化學(xué)方程式一定要配平

10056

x1t--------------------------已知量不要忘記帶單位

＝

x＝＝1.8t-------------------------計(jì)算結(jié)果要有單位

答：需要碳酸鈣1.8t。

【要點(diǎn)詮釋】利用一種反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量，計(jì)算出另一種反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量的計(jì)算格式是本課題的重點(diǎn)：

一解二設(shè)最后答，化學(xué)方程（式）不能差；

準(zhǔn)確尋找質(zhì)量比，純量代入不摻假；

所有單位要一致，列式計(jì)算解決它。

知識(shí)點(diǎn)三：幾種常見的計(jì)算類型

1.常規(guī)題：已知反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式求生成物（或反應(yīng)物）的質(zhì)量。并且伴隨著物質(zhì)的體積、密度與質(zhì)量間換算的有關(guān)計(jì)算。(見經(jīng)典例題透析類型一）

2.利用質(zhì)量守恒定律來(lái)計(jì)算（見經(jīng)典例題透析類型二）

3.巧解型：這類題主要是利用所給數(shù)據(jù)，找到已知量和未知量間的數(shù)量關(guān)系，間接解題（見經(jīng)典例題透析類型三、四）

【要點(diǎn)詮釋】由于化學(xué)方程式體現(xiàn)的是各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，若給定物質(zhì)的體積、密度等條件，應(yīng)把物質(zhì)的體積轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的質(zhì)量。有些題目利用常規(guī)化學(xué)方程式不易解決的就要想辦法看能否用差量法或者極值法等。實(shí)際解題沒有固定的模式，還得具體問題具體分析。

[規(guī)律方法指導(dǎo)]

本課題的主要內(nèi)容就是有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，涉及到的題型有選擇、計(jì)算等。

1.對(duì)于常規(guī)題就是根據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系來(lái)計(jì)算。

a．計(jì)算中可能用到的公式有：

（1）質(zhì)量＝密度×體積

（2）分解率＝已分解物質(zhì)的質(zhì)量／未分解物質(zhì)的質(zhì)量×100％

（3）某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝某物質(zhì)的質(zhì)量／含該物質(zhì)的總質(zhì)量×100％

（4）純凈物的質(zhì)量＝混合物的質(zhì)量×純度

ｂ．計(jì)算中易發(fā)生的錯(cuò)誤：

（1）題意理解不清，答非所問。

（2）化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤，使計(jì)算失去真正的依據(jù)。

（3）單位不統(tǒng)一，有時(shí)把體積直接代入計(jì)算。

（4）把不純物質(zhì)的量當(dāng)作純凈物的量代入。

（5）粗心大意，求算物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

解題時(shí)要注意認(rèn)真分析題意然后仔細(xì)計(jì)算；對(duì)計(jì)算中易發(fā)生的錯(cuò)誤要盡量避免。

2.有些題不需要寫出化學(xué)方程式，直接利用質(zhì)量守恒即可解決。

質(zhì)量守恒法是利用變化前后物質(zhì)質(zhì)量保持不變這一原理進(jìn)行求解。運(yùn)用守恒法的解題關(guān)鍵在于找出等量關(guān)系，往往從物質(zhì)質(zhì)量守恒或元素質(zhì)量守恒著手。

[經(jīng)典例題透析]

類型一：基本計(jì)算

題1、20g紅磷完全燃燒可生成多少克五氧化二磷？（精確到0.1g）同時(shí)消耗的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升？（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，O2的密度是1.43g／L）（精確到0.01g／L）

【思路點(diǎn)撥】在初中階段，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的都是質(zhì)量關(guān)系。若要求出待求氣體的體積數(shù)，則要將已求出的氣體質(zhì)量換算成體積；若有一定體積的氣體參加反應(yīng)，則先要換算成氣體的質(zhì)量。

【解析】首先正確寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后求出反應(yīng)物、生成物之間的質(zhì)量比，再解：設(shè)反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為x。

Zn+H2SO4＝＝ZnSO4+H2↑質(zhì)量差

652（65－2）＝63

x（63.2g－50.6g）＝12.6g

＝

x＝＝0.4g

答：反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為0.4g。

【總結(jié)升華】差量法是化學(xué)解題典型方法之一，最大優(yōu)點(diǎn)是：化難為易，化繁為簡(jiǎn)。

差量法計(jì)算只是這一類計(jì)算題的一種解題方法，本題還有其它解法。

舉一反三：

【變式5】將一含雜質(zhì)的鐵粉10g投入足量100g稀鹽酸中（雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng)），反應(yīng)后過(guò)濾得到濾液的質(zhì)量為105.4g，求鐵粉中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【變式6】將一根10g鐵釘放入100g硫酸銅溶液中，過(guò)一段時(shí)間取出鐵釘進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，發(fā)現(xiàn)鐵釘?shù)馁|(zhì)量為10.8g，求參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量。

類型四：利用極值法計(jì)算

題4、3g木炭和5gO2在密閉容器中完全反應(yīng)，下列敘述正確的是（）

A．產(chǎn)物全是COB．產(chǎn)物全是CO2

C．產(chǎn)物是CO、CO2的混合物D．木炭過(guò)量，產(chǎn)物為CO

【思路點(diǎn)撥】極植法解題就是先把思路引向極端狀態(tài)，使問題簡(jiǎn)化從而順利得出結(jié)論，然后再回頭來(lái)認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)問題，將計(jì)算結(jié)果和題意相比較得出結(jié)論。

【解析】考慮兩個(gè)極端，若產(chǎn)物全部是CO，根據(jù)化學(xué)方程式2C+O22CO，反應(yīng)中C與O2的質(zhì)量比為3:4；若產(chǎn)物全部是CO2，根據(jù)化學(xué)方程式C+O2CO2，反應(yīng)中C與O2的質(zhì)量比為3:8；而題中C與O2的質(zhì)量比為3:5，。可見產(chǎn)物既不是純CO也不是純CO2，應(yīng)是二者的混合物。

【答案】C

【總結(jié)升華】極值法解題可培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰拓S富的想象力，解題時(shí)注意思考尋找哪個(gè)量作為極值。

舉一反三：

【變式7】現(xiàn)在有含雜質(zhì)的鐵28g，加入足量的稀硫酸后產(chǎn)生0.9g氫氣，則鐵中所含雜質(zhì)可能是()

A．AlB．ZnC．MgD．Mg和Al

【變式8】?jī)煞N金屬的混合物6g，加入到足量的稀硫酸中，共收集到0.2g氫氣（假設(shè)生成的氫氣全被收集），則這種金屬混合物可能是（）

A．鋅、銅B．鎂、鐵C．鐵、鋅D．鎂、鋁

答案與解析：

【變式1】

【解析】本題主要通過(guò)化學(xué)計(jì)算靈活解決生產(chǎn)、生活和科研中的一些實(shí)際問題。根據(jù)密度=質(zhì)量/體積，求出氧氣的體積；再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算所需高錳酸鉀的質(zhì)量。

【答案】

解：（1）4.8Kg氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：4.8×1000g/1.43g/L=3356.64L

（2）設(shè)需要高錳酸鉀的質(zhì)量為x

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

31632

x4.8kg

316/32=x/4.8Kgx=47.4kg

（3）不行。此法成本太高。經(jīng)濟(jì)上不合算；或在實(shí)驗(yàn)室制如此多氧氣，太浪費(fèi)時(shí)間。

【變式2】

【答案】

（1）設(shè)寫的不準(zhǔn)確，應(yīng)為“可得H2的質(zhì)量為x”

（2）化學(xué)方程式中的化學(xué)式寫錯(cuò)了，應(yīng)為Zn+2HCl＝＝ZnCl2+H2↑

（3）比例式列錯(cuò)

（4）計(jì)算結(jié)果錯(cuò)（答出3條即可）

【變式3】B

【解析】此題沒有明確給出化學(xué)方程式，我們必須通過(guò)題中條件判斷反應(yīng)物和生成物，這是做對(duì)此題的第一個(gè)關(guān)鍵。A由15g變?yōu)?g，質(zhì)量減少，可見是反應(yīng)物。B增加到25g，可見是生成物。C已消耗完屬于反應(yīng)物。氣體D放出，可見D是生成物。因此化學(xué)方程式為：A+C=B+D。找對(duì)各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是第二個(gè)關(guān)鍵，A剩余3g，說(shuō)明實(shí)際參加反應(yīng)的A為15g－3g=12g；B增加到25g，說(shuō)明生成B的質(zhì)量為25g－10g=15g；C反應(yīng)了9g；則D的質(zhì)量為（12+25－15）g

即A+C=B+D

12g9g15g(12+9－15)g

比值為4∶3∶5∶2

故選B。

【變式4】

【解析】根據(jù)題意可知15gA和25gC恰好完全反應(yīng),則A、C反應(yīng)的質(zhì)量比為3：5，由題意知生成30gD時(shí)參加反應(yīng)的C的質(zhì)量是15g，則可求出反應(yīng)的A的質(zhì)量為9g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)的B的質(zhì)量為30g—15g—9g=6g，故AB反應(yīng)的質(zhì)量比為：３：２。

【答案】３：２

【變式5】

【解析】題中三種物質(zhì)的質(zhì)量均為混合物的質(zhì)量，不能直接進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算。認(rèn)真分析題意我們會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液質(zhì)量變化的原因，是因?yàn)槿芤褐宣}酸生成了氯化亞鐵的緣故。根據(jù)相關(guān)反應(yīng)體現(xiàn)的質(zhì)量關(guān)系，其中每有56g鐵參加反應(yīng)，溶液的質(zhì)量增加127-73=54g，溶液增加的質(zhì)量與參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量也必然存在一定的質(zhì)量比例關(guān)系。

【答案】

解：設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x

Fe+2HClFeCl2+H2↑△W

5673127127-73=54

x105.4g–100g=5.4g

答：鐵粉中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%

【變式6】

【答案】

解：設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為X。

Fe+CuSO4＝＝FeSO4+Cu增加量

566464－56＝8

x10.8g－10g＝0.8g

＝