一、 有關元素的計算:
1、相對分子質量=(相對原子質量×原子個數)之和
例如:求na2co3·10h2o的相對分子質量
解 na2co3·10h2o的相對分子質量=23×2+12×1+16×3+10×(1×2+16×1)=286
再如:計算2cuso4·5h2o的總相對分子質量
2cuso4·5h2o的總相對分子質量=2×[64+32+16×4+5×(1×2+16)]=2×250=500
2、組成元素的質量比=(相對原子質量×原子個數)之比
注意:在計算時要注意標清元素的順序。
【例】求葡萄糖(c6h12o6)中各元素的質量比
解 c:h:o=12×6:1×12:16×6=6:1:8
3、原子個數之比=(元素質量÷相對原子質量)之比
4、化合物中某元素的質量分數=
【例】求硝酸銨(nh4no3)中氮元素的質量分數
解氮元素的質量分數=×100%
100%=35%.
5、某元素的質量=某化合物的質量×某元素質量分數=
【例】多少噸的氧化亞鐵(feo)中所含鐵元素質量和100t中氧化鐵所含鐵元素的質量相同?
解:設需氧化鐵的質量為x。
答:需氧化亞鐵的質量為90t。
【注意】列方程時所設未知數不能帶有單位。
6、某元素的質量=某混合物的質量×純度×某元素質量分數
7、8、某元素的質量=
【例題】1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少?
【解法1】 1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為:
設生成的鐵的質量為x。
折合為含鐵96%的生鐵的質量為
答:800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質量為583t。
【解法2】 設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。(x不是純物質的質量,不能直接代入計算)
1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為:
答:800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質量為583t。
二、利用化學方程式的簡單計算
例題1:加熱分解6g高錳酸鉀,可以得到多少克氧氣?
解:設生成的o2的質量為x。
答:加熱分解6g高錳酸鉀,可以得到0.6g氧氣。
【注意】如果沒有完全反應,反應物和生成物的質量不能代入計算。只有通過相關資料得知反應完全進行(遇到「充分反應」、「恰好完全反應」、「適量」等話語),這些質量才可能有效。
遇到「足量」、「過量」、「一段時間」、「少量」等詞語,說明可能不是恰好完全反應。
例題2(利用質量守恆定律計算):將氯酸鉀和二氧化錳的混合固體30g加熱一段時間,發現剩餘固體的質量是20.4g,求參加反應的氯酸鉀的質量。
解:設參加反應的kclo3的質量為x。
答:參加反應的kclo3的質量為24.5g。
【注意】當反應前物質的總質量不等於反應後物質的質量時,說明有氣體逸出。
例題3:在做「氫氣還原氧化銅」的實驗中,將8g氧化銅放入試管中,通入足量的氫氣並加熱一段時間。再次稱量固體時,發現剩餘固體的質量為7.2g。問生成銅的質量為多少?
解:設生成cu的質量為x。
參加反應的cuo的質量為
【注意】對於這種題,先要注意(8g-7.2g)並不是生成水的質量,而是參加反應的氧元素的質量。
特別提醒——計算時的常見錯誤:
(1)未知數帶有單位。
(2)所設物質的質量包含雜質的質量,或者包含未參加反應的物質的質量。
(3)已知物質的質量沒有單位。
(4)化學方程式書寫錯誤或者沒有配平(這個錯誤會使計算題的得分降為1,甚至為0)。
(5)關係式中的資料沒有與物質的化學式對齊。
(6)步驟不完整、數值計算錯誤、所答非所問等在其他學科也能犯的錯誤。
三、帶雜質的有關計算
公式主要是利用純度及其轉換:
【例題】1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少?
【解法1】 1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為:
設生成的鐵的質量為x。
折合為含鐵96%的生鐵的質量為
答:800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質量為583t。
【解法2】 設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。(x不是純物質的質量,不能直接代入計算)
1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為:
答:800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質量為583t。
【例】現在有一種化肥,主要成分是硝酸銨,測得其含氮量為34.3%(雜質不含氮),求這種化肥的純度。
解:設該化肥的質量為100g,該化肥的純度為a%。
答:這種化肥的純度為98%。
四、有關溶液的計算:
1、溶液中溶質的質量分數的計算公式:
【例題】把2.8g鐵片放入20g稀鹽酸中,恰好完全反應,求:
① 原鹽酸溶液中溶質的質量分數。
② 反應後所得溶液中溶質的質量分數。
解:設參加反應的hcl的質量為x,生成的fecl2的質量為y,生成h2的質量為z。
① 鹽酸溶液中溶質的質量分數為
② 反應後所得溶液中溶質的質量分數為
答:原鹽酸溶液中溶質的質量分數為18.5%,反應後所得溶液中溶質的質量分數為27.97%
2、飽和溶液中溶質的質量分數的計算公式:
3、 有關溶液的稀釋計算:(依據:稀釋前後溶液中的溶質的質量不變。)
① 加水稀釋:濃溶液液質量×濃溶液溶質質量分數%=稀釋後溶液質量×稀釋後溶液質量分數%
濃溶液質量×濃溶液溶質質量分數%=(溶液質量+加入水的質量)×稀釋後溶液質量分數%
② 加入低濃度溶液稀釋:濃溶液質量×濃溶液溶質質量分數%+稀溶液質量×稀溶液溶質質量分數%=(濃溶液質量+稀溶液質量)×混合後所得溶液溶質的質量分數
4、溶液的混合計算(依據:混合前各溶液溶質的質量之和,等於混合後溶液中溶質的總質量。)
解化學計算的幾種技巧
一、觀察法
例1.已知由cus、cuso3、cuso4組成的混合物中,硫元素的質量分數為x,
則混合物中氧元素的質量分數為
a.1-3x b.1-2x c.1-x d.無法計算
分析:通過對混合物中各成分化學式的觀察可以看出,三種化合物中cu、s的原子個數比固定為1:1,質量比固定為2:
1(銅的相對原子質量是硫的兩倍)。由於混合物中硫元素的質量分數為x,因此,銅元素的質量分數為2x,氧元素的質量分數為1- x -2x=1-3x。符合題意的選項為a。
二、整體法
例2.已知在nahs、mgso4和nahso3組成的混合物中含硫a%,則氧元素的質
量分數為 。
分析:由於na和h的相對原子質量和等於mg的相對原子質量,所以可以從質量角度將「nah」視為乙個與mg等效的整體。根據mg、s質量比為24:
32以及硫的質量分數為a%,可得出混合物中mg(na、h)的質量分數為3a/4%,氧的質量分數為1-a%-3a/4%=1-1.75a%。
三、轉化法
例3.已知feo、fe2o3、fe3o4組成的混合物中,鐵與氧的質量比為21:8,
則混合物中feo、fe2o3、fe3o4三種物質的質量比可能是
a. 9:20:5 b. 9:20:33 c. 2: 5:3 d. 5:6:3
分析本題已知的是混合物中鐵、氧兩種元素的質量比,要求的是混合物
中三種物質的質量比,然而單純從質量關係的角度出發,卻很難找到一條順暢的答題思路。如果能抓住已知條件,將質量比轉化為原子個數比,問題的解答就會由「疑無路」進入「又一村」的境界:由鐵與氧的質量比為21:
8,可得出混合物中鐵與氧的原子個數比為21/56:8/16=3:4。
由於混合物的成分之一fe3o4中的鐵氧原子數比與這一比值一致,因此,混合物中fe3o4的質量無論多少,都不會影響混合物中鐵原子與氧原子的個數比為3:4。通過對feo、fe2o3組成特點的分析又可得出,feo、fe2o3必須按分子數1:
1的比例混合,才能保證混合物中鐵原子與氧原子的個數比為3:4。從而得到混合物中三種氧化物的分子個數比為1:
1:任意數,三種物質的質量比為:(56+16):
(56×2+16×3):任意值=9:20:
任意值,符合題意的選項為a、b。
四、變式法
例4.ch3oh、c2h5oh、c4h10o組成的混合物中,氧元素的質量分數為y,則
碳的質量分數為多少?
分析:本題的隱含條件必須通過對化學式進行變式的方法,才能挖掘出來。混合物中三種成分化學式的變式結果分別是:
ch2·h2o、(ch2)2·h2o、(ch2)4·h2o,由混合物中氧元素的質量分數為y,可得出混合物中「h2o」的質量分數為9 y /8,「ch2」的質量分數為(1-9y /8),將(1-9y/8)乘以c在「ch2」中的質量分數,便可得到混合物中碳的質量分數(1-9y/8)×12/14。
五、化合價法則法
例5.na2s、nabr的混合物中,鈉的質量分數為37%,求br的質量分數?
分析:該題的解答用上述幾種方法均難奏效,將混合物中各元素的化合價
利用起來,然後用正負化合價代數和等於零的規律(化合價法則)去列式求解不失為一種巧妙方法。首先,設混合物的相對質量為100,br的相對質量為x,則混合物中na的相對質量為37,硫的相對質量為(100 –x-37),從而得出na、s、br三種原子的原子個數分別為:37/23、(100-x-37)/32、x/80;接著,利用化合價法則列出方程----37×1/23+(100-x-37)×(-2)/32+x(-1)×/80=0;最後,解此方程求出x的值為46.
6克,得出混合物中br的質量分數為46.6%。
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