化学计算的常用方法

化学计算的常用方法方法一 守恒法(一)质量守恒(原子守恒/元素守恒)依据化学反应的实质是原子的重新组合，因而反应前后原子的总数和质量保持不变。

1. 28 g 铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na 2O 2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为( ) A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g 答案 B解析 28 g 铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液，然后加入足量的Na 2O 2固体，由于Na 2O 2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气，本身也具有强氧化性，所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为Fe 2O 3，根据铁原子守恒， n (Fe 2O 3)＝12n (Fe)＝12×28 g56 g·mol －1＝0.25 mol 所得Fe 2O 3固体的质量为：0.25 mol ×160 g·mol －1＝40 g 。

2.有14 g Na 2O 2、Na 2O 、NaOH 的混合物与100 g 质量分数为15%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为( )A.20.40 gB.28.60 gC.24.04 gD.无法计算 答案 C解析 混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液，蒸干后得到NaCl ，由Cl －质量守恒关系可得100 g ×15%×35.536.5＝m (NaCl)×35.558.5，解得m (NaCl)≈24.04 g 。

(二)电荷守恒依据电解质溶液呈电中性，即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。

1. 将a g Fe 2O 3、Al 2O 3样品溶解在过量的200 mL pH ＝1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH 溶液，使Fe 3＋、Al 3＋刚好沉淀完全，用去NaOH 溶液100 mL ，则NaOH 溶液的浓度为________________。

答案 0.2 mol·L －1解析 当Fe 3＋、Al 3＋刚好沉淀完全时，溶液中溶质只有硫酸钠，而Na ＋全部来源于NaOH ，且变化过程中Na ＋的量不变。

根据电荷守恒可知：n (Na ＋)n (SO 2－4)＝21，所以，n (NaOH)＝n (Na ＋)＝2n (SO 2－4)＝n (H ＋)＝0.1 mol·L －1×0.2 L ＝0.02 mol ，c (NaOH)＝0.02 mol 0.1 L＝0.2 mol·L －1。

2.在一定条件下，RO n－3和F2可发生如下反应：RO n－3＋F2＋2OH－===RO－4＋2F－＋H2O，从而可知在RO n－3中，元素R的化合价是()A.＋4价B.＋5价C.＋6价D.＋7价答案 B解析要求RO n－3中R的化合价，若知道n值，计算R的化合价则变得很简单。

依据离子方程式中电荷守恒，n＋2＝1＋2，n＝1，RO n－3中氧显－2价，因此R的化合价为＋5价。

3.若测得雨水所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：根据表中数据判断试样的pH＝________。

答案 4解析根据表格提供的离子可知，NH＋4水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(NH＋4)＋c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO2－4)＋c(Cl－)＋c(NO－3)，将表格中的数据代入得H＋浓度为10－4 mol·L－1，则pH值为4。

易错警示列式时不要忘了离子浓度前乘上离子所带电荷数。

(三)电子得失守恒1.将Mg和Cu组成的2.64 g混合物投入适量的稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到NO气体0.896 L (标准状况)，向反应后的溶液中加入NaOH溶液使金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为________。

答案 4.68 g解析最终生成的沉淀是Mg(OH)2和Cu(OH)2，其质量等于合金的质量加上两金属离子所结合的OH－的质量。

关键是求增加的n(OH－)，n(OH－)等于金属单质所失电子的物质的量，金属所失电子数，等于硝酸所得电子数。

即n(OH－)＝0.896 L22.4 L·mol－1×3＝0.12 mol，故形成沉淀的质量＝2.64 g＋0.12 mol×17 g·mol－1＝4.68 g。

2.将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 mol·L－1硫酸中，然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液，恰好使Fe2＋全部转化为Fe3＋，且Cr2O2－7中的铬全部转化为Cr3＋。

则K2Cr2O7的物质的量浓度是________。

答案0.100 mol·L－1解析由电子守恒知，FeO中＋2价铁所失电子的物质的量与Cr2O2－7中＋6价铬所得电子的物质的量相等，1.08 g72 g·mol－1×(3－2)＝0.025 00 L×c(Cr2O2－7)×(6－3)×2，得c(Cr2O2－7)＝0.100 mol·L－1。

方法二 差量法有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。

该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。

1.为了检验某含有NaHCO 3杂质的Na 2CO 3样品的纯度，现将w 1 g 样品加热，其质量变为w 2 g ，则该样品的纯度(质量分数)是( ) A.84w 2－53w 131w 1B.84(w 1－w 2)31w 1C.73w 2－42w 131w 1D.115w 2－84w 131w 1答案 A解析 由题意知(w 1－w 2)g 应为NaHCO 3分解生成的CO 2和H 2O 的质量，设样品中NaHCO 3质量为x g ，由此可得如下关系： 2NaHCO 3=====△Na 2CO 32×84 x w 1－w 2 则x ＝84(w 1－w 2)31，故样品纯度为m (Na 2CO 3)m (样品)＝w 1－x w 1＝84w 2－53w 131w 1。

2.将12 g CO 和CO 2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为18 g ，则原混合气体中CO 的质量分数为________。

答案 87.5%解析 设原混合气体中CO 的质量分数为x 。

CuO ＋CO =====△Cu ＋CO 2 气体质量增加(差量) 28 g 44 g 44 g －28 g ＝16 g 12x g 18 g －12 g ＝6 g 2816＝12x6，解得x ＝0.875。

3.有11.5mL 某气体烃与过量的O 2混合点燃爆炸后，气体体积减少了34.5mL ，再用KOH 溶液吸收后，气体体积又减少了34.5mL ，气体体积均在室温和常压下测定，求该气体的化学式：解析：要求出烃的化学式CxHy ，就要知道化学式中C 、H 原子数，气体体积在常温常压下测定，H 2O 为液态，由CxHy(g)+(x+y/4 )O 2(g)→ x CO2(g)+y/2H2O(l)可知，在气体烃反应前后之间存在气体体积差，题中“提供体积减小了34.5mL ”的条件，可用差量法解题。

解：设烃的分子式为CxHyCxHy(g)+(x+y/4)O 2(g)→ x CO 2(g)+y/2H 2O(l) 气体体积减小△v 1 x+y/4 x 1+ y/4 11.5mL 34.5ml 34.5mL y=8 x=3 故该烃分子式为C 8H 8方法三 关系式法关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式1.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。

在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。

溶解28.4 g 上述混合物，消耗1 mol·L －1盐酸500 mL 。

煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是( ) A.35 g B.30 g C.20 g D.15 g 答案 C解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜，溶解28.4 g 该混合物，消耗1 mol·L－1盐酸500 mL ，HCl 的物质的量为0.5 mol ，根据氯元素守恒，则CuCl 2的物质的量为0.25 mol 。

根据Cu 元素守恒可知，原混合物中含有Cu 元素的物质的量为0.25 mol ，煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的物质的量为0.25 mol ，则m (CuO)＝0.25 mol ×80 g·mol －1＝20 g 。

2.在氧气中燃烧0.22 g 硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L －1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为( ) A.72% B.40% C.36% D.18% 答案 C解析 由S 原子守恒和有关反应可得出： S ～H 2SO 4～2NaOH 32 g 2 molm (S) 0.5×10×10－3 mol得m (S)＝0.08 g原混合物中w (S)＝0.08 g 0.22 g ×100%＝36%。