化學(xué)計算中常用的一些技巧及高考計算題型突破

1、NO.1計算題常用的一些巧解和方法 在每年的化學(xué)高考試題中，計算題的分值大約要占到15%左右，從每年的高考試卷抽樣分析報告中經(jīng)常會說計算題的得分率不是太高，大家在心理上對計算題不太重視，使得每次考試都會有不少考生在計算方面失分太多。高一化學(xué)中計算類型比較多，其中有些計算經(jīng)常考查，如能用好方法，掌握技巧，一定能達(dá)到節(jié)約時間，提高計算的正確率。下面就談一談解答計算的一些巧解和方法。一、差量法差量法是根據(jù)物質(zhì)變化前后某種量發(fā)生變化的化學(xué)方程式或關(guān)系式，找出所謂“理論差量”，這個差量可以是質(zhì)量差、氣態(tài)物質(zhì)的體積差或物質(zhì)的量之差等。該法適用于解答混合物間的反應(yīng)，且反應(yīng)前后存在上述差量的反應(yīng)體系。例1 將

2、碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物21.0g，加熱至質(zhì)量不再變化時，稱得固體質(zhì)量為12.5g。求混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析 混合物質(zhì)量減輕是由于碳酸氫鈉分解所致，固體質(zhì)量差21.0g-14.8g=6.2g，也就是生成的CO2和H2O的質(zhì)量，混合物中m(NaHCO3)=1686.2g62=16.8g，m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。二、 守恒法化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子間重新組合，依據(jù)質(zhì)量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中存在一系列守恒現(xiàn)象，如：質(zhì)量守恒、原子守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等，利用這些守恒關(guān)系解題的方法叫做守恒法。質(zhì)量守恒就是化學(xué)反應(yīng)前后

3、各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變，在配制或稀釋溶液的過程中，溶質(zhì)的質(zhì)量不變。原子守恒即反應(yīng)前后主要元素的原子的個數(shù)不變，物質(zhì)的量保持不變。元素守恒即反應(yīng)前后各元素種類不變，各元素原子個數(shù)不變，其物質(zhì)的量、質(zhì)量也不變。電荷守恒即對任一電中性的體系，如化合物、混和物、溶液、膠體等，電荷的代數(shù)和為零，即正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等。電子得失守恒是指在發(fā)生氧化-還原反應(yīng)時，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)，無論是自發(fā)進(jìn)行的氧化-還原反應(yīng)還是以后將要學(xué)習(xí)的原電池或電解池均如此。1. 原子守恒例2 有0.4g鐵的氧化物， 用足量的CO 在高溫下將其還原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.7

4、5g固體沉淀物，這種鐵的氧化物的化學(xué)式為（ ）A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5 解析 由題意得知，鐵的氧化物中的氧原子最后轉(zhuǎn)移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol， m(O)=0.0075mol16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g，n(Fe)=0.005mol。n(Fe)n(O)=2:3，選B2. 元素守恒例3 將幾種鐵的氧化物的混合物加入100mL、7molL1的鹽酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L（標(biāo)況）氯氣時，恰好使溶液中的Fe2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，則該混合物中鐵

5、元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （ ）A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%解析 鐵的氧化物中含F(xiàn)e和O兩種元素，由題意，反應(yīng)后，HCl中的H全在水中，O元素全部轉(zhuǎn)化為水中的O，由關(guān)系式：2HClH2OO，得：n（O）=，m（O）=0.35mol16gmol1=5.6 g；而鐵最終全部轉(zhuǎn)化為FeCl3，n（Cl）=0.56L 22.4L/mol2+0.7mol=0.75mol，n（Fe）=，m(Fe)=0.25mol56gmol1=14 g，則，選B。3. 電荷守恒法w.w.w.k.s.5.u.c.o.m例4 將8g Fe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中，再投入7g鐵粉收

6、集到1.68L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時，F(xiàn)e和Fe2O3均無剩余，為了中和過量的硫酸，且使溶液中鐵元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為（ ）A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L解析 粗看題目，這是一利用關(guān)系式進(jìn)行多步計算的題目，操作起來相當(dāng)繁瑣，但如能仔細(xì)閱讀題目，挖掘出隱蔽條件，不難發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)后只有Na2SO4存在于溶液中，且反應(yīng)過程中SO42并無損耗，根據(jù)電中性原則：n（SO42）=n（Na+），則原硫酸的濃度為：2mol/L，故選C。4. 得失電子守恒法例5 某稀硝酸溶液中，加入5.6g鐵

7、粉充分反應(yīng)后，鐵粉全部溶解，生成NO，溶液質(zhì)量增加3.2g，所得溶液中Fe2+和Fe3+物質(zhì)的量之比為 （ ）A. 41 B. 21 C. 11 D. 32解析 設(shè)Fe2+為xmol，F(xiàn)e3+為ymol，則：x+y=0.1（Fe元素守恒）2x+3y=（得失電子守恒）得：x=0.06mol，y=0.04mol。則xy=32。故選D。三、 關(guān)系式法實際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計算求解方法，稱為

8、“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟，避免計算錯誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。用關(guān)系式解題的關(guān)鍵是建立關(guān)系式，建立關(guān)系式的方法主要有：1、利用微粒守恒關(guān)系建立關(guān)系式，2、利用方程式中的化學(xué)計量數(shù)間的關(guān)系建立關(guān)系式，3、利用方程式的加合建立關(guān)系式。 例6 工業(yè)上制硫酸的主要反應(yīng)如下：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4煅燒2.5t含85FeS2的黃鐵礦石（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）時，F(xiàn)eS2中的S有5.0損失而混入爐渣，計算可制得98硫酸的質(zhì)量。解析 根據(jù)化學(xué)方程式，可以找出下列關(guān)系：FeS22SO22SO32H2SO4， 本題從

9、FeS2制H2SO4，是同種元素轉(zhuǎn)化的多步反應(yīng)，即理論上FeS2中的S全部轉(zhuǎn)變成H2SO4中的S。得關(guān)系式FeS22H2SO4。過程中的損耗認(rèn)作第一步反應(yīng)中的損耗，得可制得98硫酸的質(zhì)量是=3.36。四、方程式疊加法許多化學(xué)反應(yīng)能發(fā)生連續(xù)、一般認(rèn)為完全反應(yīng)，這一類計算，如果逐步計算比較繁。如果將多步反應(yīng)進(jìn)行合并為一個綜合方程式，這樣的計算就變?yōu)楹唵?。如果是多種物質(zhì)與同一物質(zhì)的完全反應(yīng)，若確定這些物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，也可以按物質(zhì)的量之比作為計量數(shù)之比建立綜合方程式，可以使這類計算變?yōu)楹唵巍＠? 將2.1g 由CO 和H2 組成的混合氣體，在足量的O2 充分燃燒后，立即通入足量的Na2O2 固體中

10、，固體的質(zhì)量增加w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA. 2.1g B. 3.6g C. 4.2g D. 7.2g解析 CO和H2都有兩步反應(yīng)方程式，量也沒有確定，因此逐步計算比較繁。Na2O2足量，兩種氣體完全反應(yīng)，所以將每一種氣體的兩步反應(yīng)合并可得H2+Na2O2=2NaOH，CO+ Na2O2=Na2CO3，可以看出最初的氣體完全轉(zhuǎn)移到最后的固體中，固體質(zhì)量當(dāng)然增加2.1g。選。此題由于CO和H2的量沒有確定，兩個合并反應(yīng)不能再合并!五、等量代換法在混合物中有一類計算：最后所得固體或溶液與原混合物的質(zhì)量相等。這類試題的特點是沒有數(shù)據(jù)，思考中我們要用“此物”的質(zhì)量替換“彼物”的質(zhì)量，通過

11、化學(xué)式或化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)之間的關(guān)系建立等式，求出結(jié)果。例8 有一塊Al-Fe合金，溶于足量的鹽酸中，再用過量的NaOH溶液處理，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、灼燒完全變成紅色粉末后，經(jīng)稱量，紅色粉末的質(zhì)量恰好與合金的質(zhì)量相等，則合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （ ）A. 70 B. 30 C. 47.6 D. 52.4解析 變化主要過程為：由題意得：Fe2O3與合金的質(zhì)量相等，而鐵全部轉(zhuǎn)化為Fe2O3，故合金中Al的質(zhì)量即為Fe2O3中氧元素的質(zhì)量，則可得合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為Fe2O3中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，O%=100%=30%，選B。六、摩爾電子質(zhì)量法在選擇計算題中經(jīng)常有金屬單質(zhì)的混合物參與反應(yīng)，金屬

12、混合物的質(zhì)量沒有確定，又由于價態(tài)不同，發(fā)生反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子的比例不同，討論起來極其麻煩。此時引進(jìn)新概念“摩爾電子質(zhì)量”計算就極為簡便，其方法是規(guī)定“每失去1mol電子所需金屬的質(zhì)量稱為摩爾電子質(zhì)量”?？梢钥闯鼋饘俚哪栯娮淤|(zhì)量等于其相對原子質(zhì)量除以此時顯示的價態(tài)。如Na、K等一價金屬的摩爾電子質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量，Mg、Ca、Fe、Cu等二價金屬的摩爾電子質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量除以2，Al、Fe等三價金屬的摩爾電子質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量除以3。例9 由兩種金屬組成的合金10g投入足量的稀硫酸中，反應(yīng)完全后得到氫氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，此合金可能是 （ ）A. 鎂鋁合

13、金 B. 鎂鐵合金 C. 鋁鐵合金 D. 鎂鋅合金解析 。由題意，生成0.5mol H2，金屬失去的電子即為1mol，即合金的平均摩爾電子質(zhì)量為10g/mol，鎂、鋁、鐵、鋅的摩爾電子質(zhì)量分別為：12、9、28、32.5（單位：g/mol），由平均值可知，混合物中一種金屬的摩爾電子質(zhì)量小于10g/mol，另一種大于10g/mol。故選A、Cw.w.w.k.s.5.u.c.o.m七、極值法“極值法”即 “極端假設(shè)法”，是用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)問題的常用方法，一般解答有關(guān)混合物計算時采用?？煞謩e假設(shè)原混合物是某一純凈物，進(jìn)行計算，確定最大值、最小值，再進(jìn)行分析、討論、得出結(jié)論。例10 將一定質(zhì)量的Mg

14、、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H2 2.8 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），原混合物的質(zhì)量可能是( ) A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g 解析 本題給出的數(shù)據(jù)不足，故不能求出每一種金屬的質(zhì)量，只能確定取值范圍。三種金屬中產(chǎn)生等量的氫氣質(zhì)量最大的為鋅，質(zhì)量最小的為鋁。故假設(shè)金屬全部為鋅可求的金屬質(zhì)量為8.125g，假設(shè)金屬全部為鋁可求的金屬質(zhì)量為2.25g，金屬實際質(zhì)量應(yīng)在2.25g 8.125g之間。故答案為B、C。八、優(yōu)先原則關(guān)于一種物質(zhì)與多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的計算，首先要確定反應(yīng)的先后順序：如沒有特殊要求，一般認(rèn)為后反應(yīng)的物質(zhì)在先反應(yīng)物質(zhì)完全反應(yīng)后再發(fā)生反應(yīng)。計算時要根據(jù)反

15、應(yīng)順序逐步分析，才能得到正確答案。例11 在含有Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和 AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入鐵粉，經(jīng)反應(yīng)未見氣體放出，當(dāng)析出3.2g銅時，溶解的鐵粉的質(zhì)量是 （ ）A. 5.6g B. 2.8g C. 14g D. 8.4g 解析 氧化性的強(qiáng)弱為：Cu2+ Fe3+1)通入合成爐，不考慮各階段的物料損耗，則該廠每天生產(chǎn)36.5%的鹽酸mt。則m= t。解析此題為以具體工業(yè)生產(chǎn)為背景的關(guān)系式法計算題(1)略 (2)26.8% (3)2.0t (4)7、已知Cl-與Ag+，每次新生成的AgCl中又有10%見光分解成單質(zhì)和Cl2，Cl2又可在水溶液中歧化成HClO3

16、和HCl，而這樣形成的Cl-又與剩余的Ag+作用生成沉淀，這樣循環(huán)往復(fù)，直到最終?，F(xiàn)有含1.1molNaCl的溶液，向其中加入足量AgNO3。求最終能生成多少克難溶物（Ag和AgCl）？若最后溶液體積為1L，求C（H+）為多少？解析此題為運(yùn)用數(shù)列知識解決化學(xué)問題的試題。發(fā)生反應(yīng)為Ag+Cl-=AgCl,2AgCl=2Ag+Cl2,3Cl2+3H2O=HClO3+5HCl由題意可知n(AgCl):n(Ag)=9:1,由2AgClCl21/3HClO可知1molAgCl可轉(zhuǎn)化為HClO31/6mol，因此n(AgCl):n(Ag):n(HClO3)=9:1:1/6=54:6:1,總反應(yīng)方程式為60

17、Ag+55Cl-+3H2O=54AgCl+6Ag+ClO3-+6H+,從而求出m（難溶物）=167.94g，C(H+)=0.12mol/L 8、（04年上海高考題） 黃銅礦（主要成分CuFeS2）是提取銅的主要原料。(1)取12.5g黃銅礦樣品，經(jīng)測定含3.60g硫（雜質(zhì)不含硫），礦樣中CuFeS2含量為 。800(2)已知2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)，產(chǎn)物Cu2S在1200高溫下繼續(xù)反應(yīng)：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2SSO2 +6Cu假定各步反應(yīng)都完全，完成下列計算。由6molCuFeS2生成6molCu，求消耗O2的物質(zhì)的量。6mo

18、lCuFeS2和14.25molO2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅。6molCuFeS2和15.75molO2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅。解析此題第(1)小題為化學(xué)式的基本計算，第(2)小題是多步反應(yīng)關(guān)系式法和過量問題相結(jié)合的計算題。O2(1)82.8%(2)CuFeS2Cu+FeO+2SO2 n(O2)=(1/2+2)6mol=15molO2不足量 Cu2S+O22Cu+SO2 n(Cu)=6mol-2(15-14.25)mol=4.5molO2過量2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 n(Cu)=6mol(1-15.75-15/32)=3mol9、Na2S2O35H2O（俗稱海波）是照相

19、業(yè)常用的一種定影劑，常采用下法制備：將亞硫酸鈉溶液與硫粉混合共熱，生成硫代硫酸鈉Na2SO3+S=Na2S203,濾去硫粉，再將濾液濃縮、冷卻，即有Na2S2O35H2O晶體析出，該法制得的晶體中?；煊猩倭縉a2SO3和Na2SO4的雜質(zhì)。為測定一種海波晶體樣品的成分，某同學(xué)稱取三份質(zhì)量不同的該樣品，分別加入相同濃度的H2SO4溶液20mL，充分反應(yīng)后濾出硫，并將濾液微熱（假定生成的SO2全部逸出），測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下（標(biāo)準(zhǔn)狀況）：第一份第二份第三份樣品的質(zhì)量/g12.6018.9028.00二氧化硫的體積/L1.121.682.24硫的質(zhì)量/g1.281.922.56(1)樣品與硫酸可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ；(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，該樣品 （填選項字母）；A、 只含有Na2S203 B、含有Na2S203和Na2S03C、含有Na2S203 、Na2S03，和Na2S04三種成分(3)試計算，該樣品中各成分的物質(zhì)的量之比？