高中化学
计算题
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解题技巧——关系式法20120229
化学计算题解题技巧——关系式法
用关系式法解题的关键是建立关系式,而建立关系式一般途径是:
(1) 利用化学方程式之间的化学计量数间的关系建立关系式;
(2) 利用化学方程式的加合建立关系式;
(3) 利用微粒守恒建立关系式。
【例题1】用CO还原10.0 g某磁铁矿石样品(所含的杂质不参加反应),生成的CO再跟过2
量的石灰水反应,得到12.8 g沉淀。求磁铁矿石中FeO的质量分数。 34
解析:本题发生的化学反应有:
FeO+4CO3Fe+4CO 342
CO+Ca(OH)=CaCO?+HO 2232
可以用CO作为“中介”得出下列关系:FeO——4 CO——4 CaCO,即:FeO——4 CaCO。23423343
然后利用两者之间的质量关系或物质的量关系进行计算。
根据化学方程式,找出关系式:
FeO —— 4 CaCO 343
232 400
m(FeO) 12.8 g 34
【例题2】0.6 mol镁与足量稀硫酸反应,得到的氢气与多少克氯酸钾完全分解制得的氧气
恰好完全反应,
由方程式可得下列关系式
Mg ?? H ?? 1/2 O ??1/3 KClO 223
即 3Mg ?? KClO 3
3 mol 122.5 g
0.6 mol m(KClO) 3
122.5g,0.6mol m(KClO),,24.5 g 33mol
【针对性训练】
1. (1) 根据下列反应找出FeS与KMnO的关系式 24
4FeS+11O 2FeO + 8SO 22232
2KMnO+5SO+2HO = KSO+2MnSO+2HSO 42224424
(2) 根据下列反应找出C和NH的关系 3
高温 C+HO(g)CO+H 22
催化剂 CO+HO(g)CO+H 222?
催化剂 N+3H 2NH 223高温高压
,2. 2.7 g某铵态氮肥(不含NO)与过量氢氧化钙混合后加热,将放出的氨气通入25 mL 2 mol/L3
的HSO溶液中,氨被充分吸收后,剩余的HSO恰好跟20 mL 3 mol/L的NaOH溶液反应。求2424
- 1 -
该铵态氮肥中N的质量分数。
【例题3】为测定某石灰石中CaCO的质量分数,称取W g石灰石样品,加入过量的浓3
度为6 mol/L的盐酸,使它完全溶解,加热煮沸,除去溶解的CO,再加入足量的草酸铵22-2+[(NH)CO]溶液后,慢慢加入氨水降低溶液的酸度,则析出草酸钙沉淀:CO+Ca=CaCO42242244?,过滤出CaCO后,用稀硫酸溶解:CaCO+HSO=HCO+CaSO,再用蒸馏水稀释溶液2424242244- 至V mL。取出V mL用a mol/L的KMnO酸性溶液滴定,此时发生反应:2MnO0144+2++5HCO+6H=2Mn+10CO?+8HO,若滴定终点时消耗a mol/L的KMnO V mL,计算样2242242品中CaCO的质量分数。 3
解析:本题涉及到化学方程式或离子方程式为:
CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO? 32222-2+CO+Ca=CaCO? 2244
CaCO+HSO=HCO+CaSO 24242244- +2+2MnO+5HCO+6H=2Mn+10CO?+8HO 224224
由此得出相应的关系式: 2+,5CaCO——5Ca——5CaCO——5HCO——2MnO 3242244
5 2 -3n(CaCO) aV×10 mol 132-3n(CaCO) = 2.5 aV×10 mol 132
V-30样品中:n(CaCO) = 2.5 aV×10× mol 32V1
V3,0aVmolgmol(2.5,10,),100/aVV252V021,100%,%则:ω(CaCO) = 3WgWV1【针对性训练】
3. 实验室测定铁矿石中的含硫量是将矿石在氧气流中灼烧,使硫转化为SO,再转化为硫酸,2然后用NaOH溶液中和测定。在氧气流中灼烧0.4 g含硫铁矿石,使其中的硫元素转化为HSO,24用20 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液恰好完全中和这些HSO,则矿石中硫的质量分数为( ) 24
30% B. 40% C. 53.3% D.36.4% A.
4.
标准
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状况下有O和Cl组成的混合气体共500 mL,通入H,使其恰好完全燃烧,用水吸222
收,得250 mL溶液。从中取出25 mL,用0.125 mol/L NaOH 20 mL恰好中和,则与混合气体反应的H的体积为( ) 2
A(280mL B(440mL C(500mL D(720mL 5. 金属锡(Sn)的纯度可以通过下述方法
分析
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:将试样溶于盐酸,反应的化学方程式为:Sn,2HCl,SnCl,H?,再加入过量的FeCl溶液,发生如下反应:SnCl,2FeCl,SnCl,2FeCl,2232342,2最后用已知浓度的KCrO溶液滴定生成的Fe,反应的化学方程式为: 227
6FeCl,KCrO,14HCl,6FeCl,2KCl,2CrCl,7HO 2227332
现有金属锡试样0.613 g,经上述各步反应后,共用去0.100 mol/L KCrO溶液16.0 mL。227求试样中锡的质量分数(假定杂质不参加反应,锡的相对原子质量为119)。
【例题4】一定温度下,w g下列物质 (1)H,(2)CO,(3)CO和H,(4)HCOOCH,(5) HOOC―COOH,223在足量氧气中完全燃烧,将产物与过量的过氧化钠完全反应,固体增重 w g,符合此要求的是( )
A(全部 B((4)(5) C((1)(2)(3) D((1)(2)(3)(4)
因此
答案
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为D。
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【例题5】工业上制硫酸的主要反应如下:
4FeS+11O2FeO+8SO 22232
2SO+O2SO 223
SO+HO=HSO 。3224
用黄铁矿可以制取HSO,再用HSO可以制取化肥(NH)SO。煅烧含 FeS 80.0% 的黄铁24244242矿 80.0 t,最终生产出 83.6 t (NH)SO。已知 NH 的利用率为 92.6%,HSO 的利用率为 42432495.0%,试求黄铁矿制取HSO 时的损失率。 24
解析:首先须搞清 HSO 的利用率与 FeS 利用率的关系。并排除 NH 利用率的干扰2423作用。
其次,根据 S 原子守恒找出已知量 FeS 与未知量(NH)SO的关系(设黄铁矿的利用率2424
为x):
FeS ~ 2HSO ~ 2(NH)SO 2 24424
120 264
80.0 t×80.0%×95.0%?x 83.6 t
x=62.5%
黄铁矿的损失率为:1.00,62.5%=37.5%。
实际利用(或转化)原料量 (1)原料利用率(或转化率) = ×100% 实际投入原料总量
产品实际产量(2)产物产率 = ×100% 产品理论产量
(3)中间产物的损耗量(或转化率、利用率)都可归为起始原料的损耗量(或转化率、利用率) (4)元素的损失率 = 该化合物的损失率
【针对性训练】
6. 把30 mL NO和O的混合气体,通入倒立于水槽中装满水的量筒中,最后剩余7.5 mL气体,22
求原混合气体的组成。
37. 已知某厂每天排出 10000 m 尾气(已折算为标准状况),内含 0.268%(体积分数)的SO,2SO可完全转化为 HSO,若用黄铁矿来生产同样多的HSO,则需要多少克含 FeS 78.2% 的224242黄铁矿,
38. 工厂实验室欲从含FeCl 6.5%、密度为1.25 g/cm 的工业废水中提取纯铁粉,首先用NaOH3
溶液将废水中的FeCl转化为Fe(OH),得到FeO,用氢气还原FeO生成铁粉。今欲用此方法332323
从废水中制得11.2 g铁粉,需要废水多少升,(提示:废水中其他杂质不与NaOH反应) 9. 某合成氨厂,日生产能力为30 t,现以NH为原料生产NHNO,若硝酸车间的原料转化343
率为92%,氨被吸收生产NHNO的吸收率为98%,则硝酸车间日生产能力应为多少吨才行, 43
【例题6】把29 g Fe和S的混合物在密闭条件下加热充分后冷却到室温,再加入足量的稀硫酸溶液,放出的气体在标况下的体积为8.4 L,则原混合物中S和Fe的物质的量之比为( )。
解析:本题如果用化学方程式计算,由于原混合物中哪一种过量无法确定,因而难于求解。而巧解在于找出铁与气体之间的关系。
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Fe+S FeS FeS+HSO=HS?+FeSO ;2424
而Fe过量时又会发生:Fe+HSO=H?+FeSO ,分析三个化学方程式可知,产生的气体体2424积只与Fe 的量有关,而与S的量无关。1 mol Fe―1 mol FeS―1 mol HS;1 mol Fe―1 mol H,综22
合可得关系式:
1 mol Fe―1mol气体
8.4Ln(Fe), = 0.375 mol ,122.4L,mol
m(Fe) = 0.375 mol×56 g/mol = 21 g
n(S) = (29 g,21 g)?32 g/mol = 0.25 mol n(S)?n(Fe) = 0.25 mol?0.375 mol = 2?3
【针对性训练】
10. 有下列三组固体混合物:
(1) NaO、NaOH混合物,含Na元素58% 22
(2) FeSO、Fe(SO)的混合物,含铁元素31% 4243
(3) NaS、NaSO、NaSO的混合物,含硫元素25.6%(以上均为质量分数) 22324
则上述固体混合物中氧元素的质量分数分别为,,,,、,,,,、,,,,。
11(现有NaS、NaSO、NaSO的混合物,甲、乙、丙三位同学测得混合物含硫量分别为48.2%、22324
32%、18.6%,其中合理的数据为______同学的数据,以此数据计算,混合物中钠元素和氧元
素的质量分数分别为______、______。
针对性训练答案:
41. (1)5 FeS ?? 4 KMnO (2) C — 2H — NH 24233
2. 21%
3. B
4. D
5. 93.1%
6. O过量时,O 为12mL,NO为18mL; NO 过量时,O为1.5mL,NO为28.5mL 22222247. 9.18×10 g
8. 0.4 L
9. 59.52t
10. 40.35% 46% 37.6% 11. 乙 46% 22%
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