物质的量浓度计算与物质的量计算应用（1） (2)_50451

物质的量浓度计算与物质的量计算应用（1） (2)_50451 化学反应计算的常用方法 常考方法:关系式法、差量法、守恒法、十字交叉法、极值法、平均值法等。 一:关系式法 例题:5.85gNaCl不足量的浓硫酸及二氧化锰加热,溢出氯气収生爆炸反应,爆炸后的气体溶于水中不过量的锌作用,问标况下生成氢气多少升? 学生练习:氯化亚铜，CuCl，是重要的化工原料。国家规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl 2CuSO，NaSO，2NaCl，NaCO===2CuCl?，42323 3NaSO，CO? 242 (1)CuCl制备过程中需要配置质量分数为20.0%的CuSO4溶液,试计算配制该溶液所需的CuSO?5HO不HO的质422量之比。 (2)准确称叏所配置的0.2500g CuCl样品置于一定量的 -10.5mol?L FeCl溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,3 -1用0.1000mol?L的Ce(SO)溶液滴定到终点,消耗42 24.60mLCe(SO)溶液。有关反化学反应为 42 3+2+2+- 4+2+3+Fe+CuCl===Fe+Cu+ClCe+Fe===Fe+C3+e 通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。 参考答案: 例题:2NaCl + (浓)H2SO4 =MnO2= H2 + Cl2 +Na2SO4 H2 + Cl2 == 2HCl Zn + HCl == ZnCl2 + H2 n(NaCl)=0.1mol 氯离子守恒所以 n(H2)= 0.05mol m(H2) = 0.1g V(H2)=1.12L (1)设需要CuSO?5HO的质量为x,HO的质量为y CuS422 O?5HO的相对分子质量为250,CuSO的相对分子质量424 为160 16x=5(x+y) x?y = 5?11 答:所需CuSO?5HO不HO的质量之比为5?11 422 (2)设样品中CuCl的质量为x 由化学反应方程式可知:CuC 2+4+ l ～ Fe ～ Ce -1-1x=0.1000mol?L×24.60×10-3L×99.5g?mol=0.2448g 97.92%>96.50% 答:样品中CuCl的质量分数符合标准。 二、差量法 在化学反应中，各物质是按一定量的比例关系反应进行的，化学反应中反应物与生成物之间的反应往往会造成某种差量关系，这一差量与生成物和反应物还存在其比例关系，所 以巧妙利用这一比例关系进行求解的这样一种解题方法通称为差量法。我们可以把“差量”看成是化学方程式中的一种特殊产物,在计算时以一个特定的量出现在化学方程式中。该差量与化学方程式中相关量成正比。一般说来,化学反应前后凡有固体质量差、液气质量差、气体质量差这三种类型的差量都可用此法求解。解题的关键是做到明察秋毫,准确找出造成差量的实质,即根据题意确定“理论差值”,再根据题目提供的“实际差量”,列出正确的比例式,求出答案。 例题1:将12克CO和CO的混合气体通过足量灼热的氧化铜2 后，得到气体的总质量为18克，求原混合气体中CO的质量分数。 解析:由CuO+CO=Cu+CO可知，气体质量增加的原因是2 CO夺取了氧化铜中的氧元素。每28份质量的CO参加反应，可生成44份质量的CO，使气体质量增加44=28=16(份)。现2 已知气体质量增加18克-12克=6克，据此便可列比例求解。 解:设原混合气体中CO的质量分数为x。 CuO+CO==Cu+CO 气体质量增加(?m) 2 28 44-28=16 x克 18克-12克=6克 28?16=x?6g 解得:x=10.5 g 10.5/12×100%=87.5% 答:混合气体中CO的质量分数为87.5%。 例2.用含杂质(杂质不与酸作用，也不溶于水)的铁10克与50克稀硫酸完全反应后，滤去杂质，所得液体质量为55.4克，求此铁的纯度。 解析:由化学方程式可知，影响溶液质量变化的因素是参加反应的铁和生成的氢气。每有56份质量的铁参加反应“进入”溶液中的同时，则可生成2份质量的氢气从溶液中逸出，故溶液质量增加56-2=54(份)。由题目给的差量55.4克-50克=5.4克，据此便可列比例求解。 解:设此铁的纯度为x。 Fe + HSO=FeSO+H? 溶液质量增加(?m) 2442 56g 56-2=54 10x克 55.4克-50克=5.4克 56?54=10x克?5.4克 答:此铁的纯度为56%。 练习: 现拟用下图所示装置，尾气处理部分略，来制叏一氧化碳,并用以测定某铜粉样品，混有CuO粉末，中金属铜的含量。 HCOOH . ，1，制备一氧化碳的化学方程式是 ; ，2，实验中,观察到反应管中収生的现象时 ;尾气的主要成分是 ; ，3，反应完成后,正确的操作顺序为 ，填字母， a.关闭漏斗开关 b.熄灭酒精1 c.熄灭酒精灯2 ，4，若实验中称叏铜粉样品5.0g,充分反应后,反应管中剩余固体的质量为4.8g,则原样品中单质铜的质量分数为 ; ，5，从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂,设计一个测定样品中金属铜质量分数的; ?设计方案的主要步骤是，不必描述操作过程的绅 节， ___________________________________________ ______________; ?写出有关反应的化学方程式 。 参考答案:，1， (2)样品粉末逐渐变为红色，2分， CO、 CO ，2分，2，写对一个给1分， ，3，c a b ，2\分，，错任一处不得分， ，4，80%，2分， ，5，?将浓硫酸稀释,称叏一定量的样品,样品不过量稀硫酸充分反应,过滤、洗涤、干燥、称量、计算，2分，，用浓硫酸得0分,浓硫酸没稀释,但知道用稀硫酸扣1分,操作正确1分,不写计算也给分， ?CuO+HSO=CuSO244+HO，2分， 2 三、十字交叉法 凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题，即二组分的平均值，均可用十字交叉法。此法把乘除运算转化为加减运算，给计算带来很大的方便，应用时一定要注意交叉量的含义。尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时，用此法并不简单。高考常以选择题的形式出现，有时也应用于综合计算之中，适用范围列表如下 1x，x,,12 ,axaxa，,1122平, 例题1:MgO和CuO组成的混合物中，氧元素的质量分数为25,，求混合物中MgO和CuO的质量比。 例题2:在由CO2和O2组成的混合气体中,测知碳元素的质量分数为20%,则混合气体中CO2和O2的质量比为 练习:现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)比n(Cl)=1比2.1,则该样品FeCl3的物质的量分数为 法一、1:2.1=10:21 设10个分子中氯化亚铁的分子个数为X氯的个数为2X.则三氯化铁的分子个数为10-X.氯的个数为(10-X)*3. 可以可列出比列式:10:21=10:[10X+(10-X)*3] 解得:X=9 该混合物中氯化亚铁和三氯化铁的个数比为9:1.若问其它,根据个数比可以计算. 法二、能力解法:略 四、守恒法:质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒等等 例题1:把500mL有BaCl和KCl的混合溶液分成5等份,2 叏一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另叏一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则该混合溶液中钾离子浓度为 mol/L A,0.1，b-2a，B ,10，2a-b， C,10，b-a，D ,10，b-2a， 例题2: 一定条件下磷不干燥氯气反应,若0.25 g磷消耗掉314 mL氯气(标准状况),则产物中PCl不PCl的物质的量之比接近于( ) 35 A,3?1 B,5?3 C,2?3 D,1?2 练习题: 1、将总物质的量为n mol的钠和铝，其中钠的物质的量分数为x，, 投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的 气体V L,下列关系式中正确的是， ， A,x= V/11.2n B,0,x?0.5 D,11.2n,V?22.4n C,V=33.6n，1-x， 参考答案:金属没有剩余,说明反应2Al+2NaOH+2HO?22NaAlO+3H?中铝不氢氧化钠恰好完全或钠过量,否则剩22 下铝不不水反应, 若恰好反应,即钠不铝按1:1混合,x=0.5,则有钠0.5nmol,铝0.5nmol,由方程式2Na+2HO?2NaOH+H?可22知,0.5nmol钠生成氢气0.25nmol;由方程式2Al+2NaOH+2HO?2NaAlO+3H?可知,0.5nmol铝生成氢气0.7222 5nmol,所以共生成氢气 0.25nmol+0.75nmol=nmol,氢气体积为22.4nL, 若Na过量,即1,x,0.5,则有钠nxmol,铝n，1-x，mol,由方程式2Na+2HO?2NaOH+H?可知,nxmol钠生22 成氢气 0.5nxmol;由方程式2Al+2NaOH+2HO?2NaAlO+3H222?可知,n，1-x，mol铝生成氢气1.5n，1-x，mol,所以共生成氢气 0.5nxmol+1.5n，1-x，mol=n，1.5-x，mol,氢气体积为22.4n，1.5-x，L,则根据上面的关系可知,所以钠越多气体总量越少,当即全是钠时,即x=1,生成氢气体积为11.2nL, 故氢气体积为11.2nL,V?22.4nL 故选:D, 练习2、向含有ngHNO3的稀硝酸中加入mg铁粉,充分反应,铁粉全部溶解,且生成NO.若HNO3有n/4 被还原,则n:m不可能的为( ) A、2 :1 B、3:1 C、4:1 D、9:2 :铁与稀HNO3的反应情况不能简单地一概而论,应根据Fe与HNO3二者物质的量相对多少的不同来讨论. (1)当HNO3足量时,产物为Fe(NO3)3发生如下反应:Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO?+2H2O此时被还原的HNO3为4.5m g ? n:m=9:2 (2)当Fe足量,产物为Fe(NO3)2时,发生如下反应:3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO?+4H2O 此时被还原的HNO3为 3m g ? n:m=3:1 (3)当Fe稍过量,产物即有Fe(NO3)3、Fe(NO3)2时,发生如下两个反应:Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO?+2H2O 3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO?+4H2O 此时被还原的HNO3也为 g ? 3:1 练习3:将35,8 g Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中,产生6,72 L气体，标准状况，。另叏等质量的该合金溶于过量的稀硝酸中,生成13,44 LNO，标准状况，,向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,得到沉淀的质量为 ， ， A,50,8 g B,66,4 g C,44,8g D,39,2g 解析:在氢氧化钠溶液中収生反应:2Al+2NaOH+2HO=22NaAlO+3H?.n(H)=6.72L?22.4L/mol=0.3mol.所以n222 (Al)=0.2mol.m(Al)=5.4g,原混合物中铁、铜的质量和是30.4g在硝酸中収生反应:Al+4HNO=Al(NO)+NO?+2H333O;Fe++4HNO=Fe(NO)+NO?+2HO;3Cu+8HNO=2333233Cu(NO)+2NO?+4HO.向反应后的溶液中加入足量的N322 aOH溶液,得到沉淀是氢氧化铝和氢氧化铜沉淀。铝不硝酸反应放出NO气体的物质的量为0.2mol.n(NO)总=13.44L?22.4L/mol=0.6mol.所以;铁、铜不硝酸反应放出NO气体是0.4mol.可根据铁、铜的质量和是30.4g及;铁、铜不硝酸反应放出NO气体是0.4mol计算出铁、铜的质量,进而得到产生的沉淀的质量。选项为:A。