计算专题三 化学方程式的计算

化学方程式的计算能力目标1、准确理解质量守恒定律和化学方程式所表示的各物质之间的质量比的涵义，并能运用它们进行分析和计算。

2、能够根据化学反应的事实和各种已知条件，对有关纯物质反应、含杂质物质反应（杂质不参加反应）和溶液反应进行分析和计算。

3、通过联系实际的有关化学方程式的综合计算，培养综合分析和计算能力，体会有关化学方程式计算的意义。

4、通过根据化学方程式计算的解题格式训练，培养严谨的科学态度。

知识点1 有关金属与酸反应的计算有关金属与酸反应和天平平衡的计算，涉及的知识点较多，能力要求较高，判断金属的量和酸的量哪个过量或题意不明时要分别讨论，是这类试题的难点和关键所在。

试题以图象或天平平衡的形式将需要满足的(或需讨论的)条件隐含在其中，需要去寻求、挖掘。

题1 (2002〃黄冈市)用相同质量的铁和锌跟一定量的稀硫酸反应，其反应过程如下图所示(图中横、纵坐标分别表示反应的时间t和产生氢气的质量m)。

试回答：(1)曲线A表示的是(填“铁”或“锌”)跟稀硫酸反应的情况 ______________ ；(2)上述曲线图除能说明(1)的结论外，还可以得出另外两个结论，它们是_________，_____。

思路点拨此题为金属与酸反应有关量的讨论题。

金属与酸反应涉及的量有：①金属的质量；②金属元素在反应中显示的化合价；③金属的相对原子质量；④金属的活泼性；⑤产生氢气的量；⑥产生氢气时间；⑦酸的量。

这些量之间存在如下关系：(1)如果酸过量，则产生氢气的质量(mＨ２)＝金属的质量(m金)/金属相对原子质量/化合价；(2)金属的活泼性、产生氢气的时间(t)和产生氢气的质量，可通过tanα（α为曲线与反应时间的夹角）来判断金属的活泼性，tanα越大，则金属活泼性越强。

有时要讨论两种情况：(1)如果酸足量，由于铁、锌的相对原子质量不同，则产生氢气的量不同；(2)如果酸不足，产生氢气的量相同，相对原子质量小的金属一定过量，相对原子质量较大的金属可能正好完全反应。

本题由图示产生氢气的量相等，属于第二种情况。

答案点击(1)锌 (2)产生氢气的质量相等稀硫酸均不足量，两种金属均足量题2 (2001〃江西省)把一定质量的锌和镁分别投入足量的稀盐酸中，充分反应后，生成氢气的质量关系如右图所示(图中m表示氢气的质量，t表示反应时间)，则投入的锌与镁的质量比是( )A 1∶１B ２４∶６５C 65∶２４D 无法确定思路点拨此题依据图象所示的信息，计算金属的质量。

解题关键在于分析图示信息，得出符合题意的条件。

酸足量时，产生的氢气质量相等，则表示锌、镁都完全反应，其质量不相等，以产生氢气质量相等为桥梁，寻找锌、镁之间的质量关系。

Zn～H２～Mg65 2 24即锌与镁的质量比为65∶24。

答案点击C题3 (2001〃北京市)在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铁球和铝球，这时杠杆平衡。

将两球分别浸没在质量相同、溶质的质量分数也相同的稀硫酸中(如下图)，直至两个烧杯中均没有气泡产生为止。

两球的外形变化不大且无孔洞出现。

下列推测中，正确的是( )A 铁球一定是空心的B 拿掉烧杯后，杠杆仍然平衡(金属球上附着的液体忽略不计，下同)C 拿掉烧杯后，要想使杠杆平衡，支点应向N移动D 拿掉烧杯后，要想使杠杆平衡，支点应向M移动思路点拨此题将金属与酸反应引起的质量变化以杠杆是否平衡来体现，杠杆(或天平)平衡本身就隐含着质量相等这一等式关系。

即 m金属- mＨ２＝ m`金属– m`Ｈ２金属与酸反应都需要判断是金属过量还是酸过量。

本题由题意铁、铝都过量，产生的氢气相同，即铁溶解的质量大于铝溶解的质量，要使杠杆平衡，支点应向N处移动。

答案点击AC题4 (2002〃哈尔滨市)如下图所示，在托盘天平的两盘上各放一只烧杯，分别盛有等质量足量的稀盐酸，天平平衡。

向左边烧杯中加入ng镁粉，向右边烧杯中加入ng铝和氧化铝的混合物，充分反应后，若天平仍然平衡，则混合物中铝元素和氧元素的质量比为。

思路点拨 此题是有关天平平衡的计算。

由于稀盐酸足量，要使天平仍保持平衡，镁粉和铝粉产生的氢气质量应相等。

设ng 镁粉与稀盐酸反应产生氢气的质量为x 。

则：Mg + 2HCl = MgCl 2＋Ｈ２↑ 24 2 ng x x ＝12n g 设混合物中铝粉的质量为y ，则：2Al + 6HCl = 2AlCl ３ ＋ ３Ｈ２↑ 54 6y 12n g y ＝43n g 即混合物中铝的质量为43ng ，氧化铝的质量为4n g 铝、氧元素质量比为102484:)10254443(⨯⨯+g n g n g n ＝15∶2 答案点击 15∶2知识点2 有关纯净物和不纯物间反应的计算纯净物、不纯物参加化学反应的有关计算，是初中化学计算最基础知识，同时由于解题方法灵活多样，要求分析数据的能力很强，是能力测试点，而且解题需要规范化，有利于考查学生科学严谨的态度，这一点，平时一定要注意。

①联系生产、生活以及社会发展的实际给定反应方程式，通过阅读理解，找出已知量、未知量求解；②给定混合物间反应，通过分析，寻找某一纯净物的质量，根据反应方程求解；③联系工业生产，解答不纯物参加反应的计算；④以化学实验为载体，分析每一装置变化前后的质量，寻求关系式(或数据)求解。

题1 (2001〃河北省)某课外活动小组，为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g，放入烧杯中，加入一定质量的稀硫酸。

加热，使之充分反应(杂质不参加反应)。

然后冷却、称量。

反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。

计算：(1)生铁样品中杂质的含量；(2)生产100t这种生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。

思路点拨此题为不纯物的计算题。

解题关键在于根据质量守恒定律确定反应前后减少的质量即为氢气的量(0.34g)。

然后按氢气的量根据化学方程式计算出生铁中铁的质量。

(2)问可以按铁元素质量守恒，根据化学式计算，也可以按质量比由化学方程式计算。

答案点击解：(1)设样品中杂质含量为x。

Fe + H２ＳＯ4 = FeSO４＋Ｈ２↑56 210.0g(1-x) 0.34g56/10.0g(1-x)＝2/0.34gx＝0.048＝4.8%(2)解法一：设需要赤铁矿的质量为y。

Fe２Ｏ３＋３ＣＯ =2Ｆe + 3CＯ２160 112y×80% 100t(1-0.048)160/80%y＝112/100t(1-0.048)y＝170t解法二：设需要赤铁矿的质量为y。

由铁元素质量守恒列式：y×80%×160256×100%＝100t×(1-4.8%)y＝170t答：生铁样品中含杂质4.8%，生产100t生铁需要赤铁矿170t。

知识点3 有关分析讨论的计算题分析讨论型计算题着重反映学生分析数据的思维活动过程，试题给出数据的方法有时变动反应物中一个量，有时两个量同时改变，需确定参照对象，对比分析找出正好反应的一组数据进行计算；有时两个量同时改变，需对比分析确定两种物质正好反应的质量比。

有时确定两物质正好反应的量，然后再分别讨论其中一种物质的过量问题。

题1 (2002〃安徽省)石灰石是我省的主要矿产之一。

学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：(1) 哪几次反应中矿石有剩余?______________________; (2) 上表中m 的数值是___________________ 。

(3)试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。

思路点拨 此题通过不断改变石灰石样品的质量，由生成CO ２的质量来判断与等量稀盐酸发生反应时，稀盐酸何时不足，石灰石中CaCO ３何时完全反应。

解题时以实验1为参照物，分析随样品质量增加，生成CO ２质量的增加情况。

分析如下：从上表不难看出：每增加5g 样品，CO ２增加的质量，实验2增加1倍，而实验3增加不到1倍，从而说明实验3、4中样品过量，m ＝4.4g 。

答案点击 解：(1)3、4两次 (2)4.4(3)解：设矿石中CaCO ３的质量为x(以第1次实验或第2次实验的数据计算都可)。

CaCO ３＋２ＨＣl = CaCl ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑(以第1次实验结果计算) 100 44 x 1.76g 100/x ＝44/1.76g x ＝４g矿石中碳酸钙的质量分数＝4g/5g ×100%＝80%题2(2002〃北京市东城区)甲、乙、丙三位同学分别取铁粉和铜粉的均匀混合物与某稀硫酸反应，所得数据如下：计算：(1)金属混合物中铁的质量分数；(2)甲制得硫酸亚铁的质量； (3)该稀硫酸中溶质的质量分数。

思路点拨 此题通过变化金属混合物的质量和稀硫酸质量，由剩余固体的质量分析，得出每一组数据中各个量不足、过量还是正好完全反应。

解题的关键在于通过对比分析寻求铁粉与稀硫酸正好发生反应的一组数据。

解题方法是以某一组数据为参照物，将其他组数据与之对照，从而明了铁粉、铜粉和稀硫酸在每一组中量的情况。

答案点击 解：甲与乙比较，乙的硫酸取量多，但金属剩余质量相等，说明剩余2g 金属只有铜。

甲与丙比较，丙的金属取量多，但增多的金属质量没有任何减少，说明100g稀硫酸已经完全反应。

由此可以确定，甲取的金属中铁与稀硫酸恰好反应完全。

(1)铁的质量：10g-2g＝８g金属混合物中铁的质量分数：8g/10g×100%＝80%(2)设100g稀硫酸中溶质质量为x，反应生成的硫酸亚铁质量为y。

Fe + H２ＳＯ4 = FeSO4＋Ｈ２↑56 98 1528g x y56/8g＝98/x x＝１４g56/8g＝152/y y＝21.7g(3)稀硫酸中溶质的质量分数：14g/100g×100%＝１４％答：金属混合物中铁的质量分数为80%；甲制得21.7g硫酸亚铁；稀硫酸中溶质的质量分数为14%。