化學計算難點突破

劉勤暖 劉俊杰

編者注：在高考中，對于計算型選擇題，若用常規(guī)解法解題時，需要費一定的時間，若能掌握一定的解題技巧，則可快速解題。

化學計算對于考生來講是個難點，尤其是在計算技巧的運用上。選用合適的方法和技巧，能大大加快解題速度，起到事半功倍的效果。現(xiàn)就中學化學計算中常用方法和技巧歸納如下。

1.原子守恒——反應(yīng)前后各元素種類、原子個數(shù)小變，其物質(zhì)的量、質(zhì)量也不變。

例1 向一定量的Fe、Fe（）和Fe2O3的混合物中，加入100 mL1 mol·L-1鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL標準狀況下的氣體，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)。若用足量的C（）在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，得到鐵的質(zhì)量為（

）。

A.11.2g

B.2.8g

C.5.6g D.無法計算

解析：由CO還原混合物所得鐵的質(zhì)量應(yīng)等于混合物中各種價態(tài)鐵元素的質(zhì)量之和。當鹽酸與混合物反應(yīng)后，加入KSCN無血紅色，說明反應(yīng)后鐵元素完全轉(zhuǎn)化成Fe2，又由陰、陽離子所帶電荷相等，可得火系式：Fc2～2C1-～2HC1。

例2 有鎂鋁混合粉末10.2g，將它溶于500mL4mol·L-1的鹽酸里，金屬完全溶解，要使沉淀質(zhì)量最大，則需加入2 mol.L-1的氫氧化鈉溶液的體積為（

）。

A.1000 mL

B.500mL

C.100 mL

D.1500 mL

解析：本題化學反應(yīng)復(fù)雜，數(shù)字處理煩瑣，但若根據(jù)元素守恒，便可以看出：沉淀量最大時溶液中溶質(zhì)只有氯化鈉，而Cl-來自鹽酸，Nal來自氫氧化鈉，故有n（NaOH）=n（HCl）。

2.電荷守恒——對任一電中性的體系，如化合物、混合物、溶液等，電荷的代數(shù)和為零，即正電荷總數(shù)和負電荷總數(shù)相等。

例3 將CaCl2和CaBr2的混合物13.4g溶于水配成500mL溶液，再通人過量的Cl2，完全反應(yīng)后將溶液蒸干，得到干燥固體11.175 g。則原配溶液中，c（Ca2+）：c（Cl-）：c（Br-）為（

）。

A.3：2：1

B.l：2：3

C.l：3：2

D.2：3：1

解析：根據(jù)溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)等丁..陰離子所帶負電荷總數(shù)，知原溶液中有：2n（Ca2+）=n（Cl-）+n （Br-）。將各備選項數(shù)值代入上式進行檢驗，可知答案為D。

3.電子守恒——氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子數(shù)一定等于還原劑失電子數(shù)。

例4 24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好與20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為（

）。

A.+2

B.+3

C.+4

D.+5

根據(jù)得失電子守恒則有：0.0004×2（6-x）=0.0012×2，解得x=3。故選B。

4.平均值法——兩個數(shù)進行算術(shù)平均所得的平均值，一定介于兩個數(shù)之間。若已知平均值，則可推斷原來兩個數(shù)一個比平均值大，另一個比平均值小。

例5 由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物20g，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下為22.4L，則混合物中一定含有的金屬是（

）。

A.鋅

B.鐵

C.鋁

D.鎂

解析：氫氣的物質(zhì)的量是1mL，則需要鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬的質(zhì)量分別是65 g、56g、18g、24g。只有鋁的質(zhì)量小于20g，因此，根據(jù)平均值法可知，一定含有的金屬應(yīng)該是鋁。故選C。

5.極值法一一采用極端假沒的方法使一些抽象、復(fù)雜的問題具體化、簡單化。

例6 4.6 gNa在十燥空氣中被氧化后得到7.0g固體，由此判斷其氧化產(chǎn)物是（

）。

A.只有Na22O

B.只有Na2O2

C.Na2O和Na2O2

D.無法確定

解析：4.6g Na為0.2 mol，如果全部氧化變成Na2O，其質(zhì)量為0.1 mol×62g·mol-1=6.2g。如果全部變成Na2O2，質(zhì)量為0.1 mol×78g.mol-1=7.8g，題給質(zhì)量7g介于6.2與7.8之間，故為兩種混合物。應(yīng)選C。

例7 把CO2通入含NaOH 0.8 g的堿溶液中，將產(chǎn)物在減壓條件下蒸干后，得固體1.37g，則通人CO2的質(zhì)量是（

）。

A.0.44 g

B.0.88 g

C.0.66 g

D.都不是

解析：0.8g NaOH若全部轉(zhuǎn)化成Na2CO3，其質(zhì)量為1.06 g<1.37g；若全部轉(zhuǎn)化成NaHCO3，其質(zhì)量為1，68g>1.37g。故NaOH吸收CO2時實際上生成了Na2CO3（xmol）和NaHC03（y mol）的混合物。依據(jù)Na原子守恒，得2x+y=0.02，且有106x+84y=1.37，解得x=0.005，y=0.01，故通入C02物質(zhì)的量為x+y=0.015（mol），質(zhì)量為0.015 mol×44g·mol-1=0.66g。故選C。

6.差量法——依據(jù)化學反應(yīng)前后的某些“差量”（固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等）與反應(yīng)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(yīng)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。

例8 10 mLCO和N2的混合氣體在50 mL氧氣中完全燃燒后，測得氣體體積為56 mlL，則CO的體積為（

）。

A.6 mL

B.7 mL

C.8 mL

D.9 mL

解析：原混合氣體總體積為60 mL，反應(yīng)后為56 mL，體積減少了4 ml_。剩余氣體應(yīng)該是不反應(yīng)的氮氣、生成的二氧化碳和過量的氧氣。

2CO+-O2=2CO2， 體積減少

2

2

1mL

V

4 mL

計算可得V=8 mL。故選C。

7.圖解法——化學上有一類題目的已知條件或所求內(nèi)容是以圖像的形式表述的，運用圖解法的核心問題是識圖。

例9 將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀鹽酸。圖中能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是（

）。

解析：n（NaOH）=0.01 mol，n（Na2CO3）=0.01 mol，滴入鹽酸后，由于NaOH堿性較強，鹽酸先和NaOH反應(yīng)，0.4gNaOH消耗0.1 L鹽酸，不產(chǎn)牛氣體。當NaOH消耗完之后，鹽酸和Na2CO3反應(yīng)生成NaHCO3，此時再消耗0.1L鹽酸，還是沒有氣體產(chǎn)生。當碳酸根消耗完后，0.01 mol碳酸氫根和氫離子反應(yīng)，產(chǎn)生0.01 mol_氧化碳氣體。應(yīng)選C。

8.關(guān)系式法——對于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進行計算。

例10 煅燒2.5t含85%FeS2的黃鐵礦石（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）時，F(xiàn)eS2中的S有5.0%損失而混入爐渣，計算可制得98%硫酸的質(zhì)量為____。

解析：根據(jù)化學方程式，可以找出下列關(guān)系：FeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4，本題從FeS2制H2SO4，是同種元素轉(zhuǎn)化的多步反應(yīng)，即理論上FeS2中的S全部轉(zhuǎn)變成H2SO4中的S。得關(guān)系式FeS2～2H2SO4。過程中的損耗認作第一步反應(yīng)中的損耗，可制得98%硫酸的質(zhì)量是

9.方程式疊加法——對于連續(xù)的化學反應(yīng)，采用逐步計算比較煩瑣。如果能將分步反應(yīng)合并為一個綜合方程式，這樣計算就會變得簡單。

例11 將ag由CO和H2組成的混合氣體在足量O2中充分燃燒后，將生成的所有產(chǎn)物通過足量Na2O2固體，Na2O2固體增加的質(zhì)量為（

）。

解析：根據(jù)2CO+O2=2CO2，2CO2+2Na2O2=2Na2C03+O2兩個方程式相加得到CO+Na2O2=Na2CO3，同理得到H2+Na2O2=2NaOH，所以CO和H2燃燒后通過過氧化鈉完全吸收，增加的質(zhì)量就是CO和H2的質(zhì)量，所以固體質(zhì)量增加為ag。應(yīng)選A。 （責任編輯 謝啟剛）