高中化學計算方法 《關係式法》 人教版

2022-06-15 05:39:05 字數 1929 閱讀 6564

關係式法

化學計算的依據是物質之間量的比例關係,這種比例關係通常情況下可以從化學反應方程式或分子式中得到。但對複雜問題,如已知物與所求之間是靠很多個反應來聯絡的,這種情況下就需要直接確定已知與未知之間的比例關係,即「關係式」。其實從廣義上說,很多的化學計算都是需要關係式的。

只是對於多步反應的計算顯得十分的重要。

確定已知與未知之間關係式的一般方法:

1.根據化學方程式確定關係式

先寫出化學方程式,然後再根據需要從方程式中提煉出某些關係。如:

3cu+8hno3(稀)=3cu(no3)2+2no↑+4h2o

從中可提煉出:①cu—cu(no3)2——2hno3(未被還原)

2.根據守恆原理確定關係式

如:fes2—2so2—2h2so4(s守恆)

(nn4)no3—2nh3(n守恆)

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【例10】高溫下還原mg氧化鐵得ng鐵,若已知氧的相對原子質量為16,則鐵的相對原子質量可表示為______。

解析是否一定要寫出化學方程式才能解出此題呢?本題的已知為fe2o3fe的質量及氧的相對原子質量,求fe元素的相對原子質量,所以只需找出fe、o之間的關係即可,而與co、co2無關。

關係式:fe2o3—2fe—3o

本題若用fe2o3—2fe關係求解m則要麻煩些。

【例11】電解某金屬硝酸鹽的溶液,當陰極增重ag時,陽極收集到bml(標準狀況)氣體,若該金屬的化合價為+n價,則該金屬的相對原子質量為______。

解析陰極增重說明該金屬陽離子在陰極上得電子被還原成單質。陽極上放出的氣體為o2。根據兩極通過的電子數相等的原理得:

對於該電解過程還可得到以下重要關係式:

1.nh+——m——ne

2.4h+——o2——4e

【例12】將0.44g含硫的鐵礦石在空氣中充分煅燒,其中的硫全部轉化成so2,so2全部氧化成so3,so3全部轉化成h2so4,這些硫酸恰好被20ml0.5mol/lnaoh溶液中和,則此鐵礦中硫的質量百分比為______。

解析由於每一步反應硫均完全轉化,可得關係式:

2naoh——h2so4——so3——so2——s

210.2×0.5x

x=0.005(mol)

【例13】向vml硫酸鐵溶液中加足量的苛性鈉溶液,將產生的沉澱在高溫下灼燒後得固體殘渣mg, 則原溶液中so42-的物質的量濃度為______。

解析最後得到的固體殘渣為fe2o3,

【例14】工業上用nh3、空氣和水作原料,合成化肥硝酸銨。

(1)若要制100噸硝酸銨,需nh3多少噸?空氣中的氧氣多少噸?水多少噸?

(2若nh3制no的轉化率為96%,no轉化為hno3的轉化率為92%,生產100噸硝酸銨需nh3多少噸?

解析 (1)用nh3制nh4no3時,需要先把nh3分成兩部分,一部分用於制hno3,另一部分留作與hno3反應生成nh4no3,即nh4no3中的氮原子均來自於nh3,即:

2nh3——nh4no3

由於2molnh3含6molh,而nh4no3中只有4molh,損失的2molh應該在生成物的h2o中,即生成1molh2o。又1molnh4no3和1molh2o中共含4molo即2molo2由此可得下列關係式:

解得:x=42.5ty=80t 高#考#資#源#網

由上述關係式可知合成nh4no3的過程並不消耗水反而生成水。

(2)方法一由於有兩步轉化不是100%,所以要生成1molnh4no3消耗nh3應大於2mol:

nh4no3——?nh3

上述數量之間關係的關鍵,是制得的hno3應恰好與留下的nh3完全反應後生成nh4no3。

解得y=45.3(t)

方法二留下與hno3反應的nh3沒有損失,由(1)可知為42.5/2=21.25(t),則另21.25tnh3應理解為損失兩次之後的剩餘量,所以原來為:

共消耗nh3:21.25+24.06=45.3(t)

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