常见化学计算题解题方法

常见化学计算题解题方法

肖素娟

在高中化学的学习中经常会遇到计算题，其主要功能是考查学生掌握基础知识的广度，同时也考查学生对知识掌握的熟练程度以及知识的系统性。一般情形下计算题的题目较长，所含信息较多，不容易找到正确的方向，因此有不少学生产生畏难的情绪不愿意动手做题。其实化学计算题如果掌握了一定的方法技巧问题就会迎刃而解了。以下就高一化学常见计算题的解题方法的小结，包括了关系式法、差值法、分析讨论法、平均值法、公式法。

1.关系式法

所谓关系式法，就是根据化学概念、物质组成、化学反应方程式中有关物质的有关数量之间的关系，建立起已知和未知之间的关系式，然后根据关系式进行计算。利用关系式的解题，可使运算过程大为简化。

其中包括守恒法。所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒，电荷守恒等。运用守恒法解题可避免在纷纭复杂得解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。

例1、有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1g该样品投入25mL2mol／L的盐酸中后，多余的盐酸用1.0mol／LKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体的质量为多少？

【解析】本题化学反应复杂，数字处理烦琐，

所发生的化学反应：KOH＋HCl＝KCl＋H2O

K2CO3＋2HCl=2KCl＋H2O＋CO2↑

若根据反应通过所给出的量计算非常繁琐。

但若根据Cl—守恒，便可以看出：蒸发溶液所得KCl固体中的Cl—，全部来自盐酸中的Cl－，即：生成的n(KCl)=n(HCl)＝0.025L×2mol/L

m(KCl)=0.025L×2mol/L×74.5g/mol=3.725g

例2将纯铁丝5.21g溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53gKNO3去氧化溶液中Fe2＋，待反应后剩余的Fe2＋离子尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，则KNO3被还原后的产物为 ( )

A、N2

B、NO

C、NO2

D、NH4NO3

【解析】根据氧化还原反应中得失电子的总数相等，Fe2＋变为Fe3＋失去电子的总数等于NO3－和MnO4－得电子的总数

设n为KNO3的还原产物中N的化合价，则

(5.21g÷56g/moL)×(3－2)=0.012L×0.3mol/L×(7－2)＋(2.53g÷101g/mol)×(5－n)

解得 n=3 故KNO3的还原产物为NO。答案为(B)

2.差值法

差值法依据：化学反应前后的某些变化找出所谓的理论差量(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等)，与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。

差值法解题方法：此法将“差值”看作化学方程式右端的一项，将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。

例1、将质量为m1的NaHCO3固体加热分解一段时间后，测得剩余固体的质量为m2.

(1)未分解的NaHCO3的质量为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)生成的Na2CO3的质量为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(3)当剩余的固体的质量为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可以断定NaHCO3已完全分解。【解析】固体加热减轻的质量为（m1-m2）

2NaHCO3=Na2CO3＋H2O+CO2↑质量减量

2×84 106 18＋44

（m1-m2）

未分解的NaHCO3的质量为

53 841

2m m-

生成的Na2CO3的质量为31)

(

532

1m

m-

NaHCO3完全分解则剩余固体质量为53

841m

例2、向50gFeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9g，则投入的Na的质量为

A、4.6g

B、4.1g

C、6.9g

D、9.2g

【解析】 Na投入到FeCl3溶液发生如下反应

6Na＋2FeCl3＋6H2O=6NaCl＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑

若2mol FeCl3与6molH2O反应，则生成6molNaCl，溶液质量减少82g，此时参加反应的Na为6mol；

现溶液质量减少4.1g，则参加反应Na应为0.3moL，质量应为6.9g。

答案为(C)

例4、在空气中将无水的硝酸铜和铜粉的混合物灼烧后(即生成CuO)，所得物质的质量与原混合物的质量相等，求原混和物中硝酸铜的百分含量。

【解析】因为灼烧前后混和物的质量相等，所以发生反应时Cu(NO3)2分解减少的质量与Cu被氧化增加的质量相等。

设原混和物的质量为1g，其中含Cu(NO3)2为Xg，Cu粉为(1-X)g。

2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑质量减量

2×188g 216g

X 克

2Cu＋O22CuO 质量增量

2×64g 32g

练习：通常情况下，CO和O2混合气体mL，用电火花引燃，体积变为 nL(前后条件相同)。

(1)试确定混合气体中CO和O2的体积[用V(CO)，V(O2)表示]。

(2)当反应的气体密度在相同条件下为H 2密度的15倍时，试确定气体的成分。

3.分析讨论法

分析和计算结合的题，是一种十分流行的习题类型。这类题中的条件隐蔽得很巧妙，从题中给出的条件解题，往往觉得缺乏一些直接条件或似乎无解，只有通过反复推敲、周密分析，找出暗藏在字里行间的间接条件，才有获得的希望。

例1、通常情况下，CO 和O 2混合气体mL ， 用电火花引燃，体积变为 nL(前后条件相同)。

(1)试确定混合气体中CO 和O 2的体积[用V(CO)，V(O 2)表示]。

(2)当反应的气体密度在相同条件下为H 2密度的15倍时，试确定气体的成分。

【解析】

（1）2CO+O 2=2CO 2 (体积减少) （单位）

2 1 2 1

x y (m-n)

① 若CO 过量，即)

()(2O V CO V ≥2 应有：V(O 2)=(m-n)升，

V(CO)=m-(m-n)=n （升）

②若O 2过量，即)

()(2O V CO V <2应有： V(CO)=2(m-n)升

V(O 2)=m-2(m-n)=(2n-m)(升)

⑵平均M=d*M(H 2)=30

依平均值规律：M min ≤M ≤M max ,而M(O 2)=32,

M(CO)=28, M(CO 2)=44

故混合气体只能是CO 和CO 2(由于有CO 2,而且CO 和O 2只有一种或全无)。

练习：用足量CO 还原14.4g 某铁的氧化物，将生成的CO 2全部通入470mL0.5mol/L 的石灰水中得到20g 白色沉淀，通过计算求出铁的氧化物的化学式。 (《成才之路》133页第22题)

4.平均值法

平均值法是巧解混合问题的一种常见的有效方法。

平均值法规律：混合物的平均相对分子质量、元素的质量分数、平均相对原子质量、生成的某指定物质的量总是介于组份的相应量的最大值和最小值之间。

解题方法：解题时首先计算平均分子式或平均相对原子质量，再用十字交叉法计算出各成分的物质的量之比。

例1、某物质A 在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为2A ＝B ＋2C ＋2D 。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d ，则A 的相对分子质量为多少？

【解析】平均mol 尔质量M ＝[M(B)＋2M(C)＋2M(D)]／5

有M ＝d ·M(H 2)＝d ·2g/mol

则M(B)＋2M(C)＋2M(D)＝5M ＝10dg/mol

又根据质量守恒定律，得

2mol M(A)＝1mol M(B)＋2mol M(C)＋2mol M(D)

所以 M(A)＝5d g/mol ，Mr(A)＝5d

例2、将1.5g两种金属的混合物粉末与足量的稀盐酸反应，反应完全后，得到标准状态下的氢气1.12L，则两种金属可能是

A.Mg和Cu

B.Zn和Cu

C.Al和Fe

D.Mg和Al

例3、现需59％的硫酸(密度1.1g/mL)，但实验室有98％的硫酸(密度1.84g/mL)和15％的硫醚(密度1.1g/mL)。问应按怎样的体积比混合这两种酸才能得到95％的硫酸？

【解析】 98％的硫酸与15％的硫酸混和时的质量比为44∶39，因此混和时的体积比为：

答：98％的H2SO4与15％的H2SO4混和时的体积比2∶3。

5、公式法

有些同类的计算题，可以通过归纳整理，找出其计算公式进行计算，可使解题步骤和运算过程大为化。