高考化學計算題解題技巧
高考化學計算題解題技巧
計算題是化學中難度較高的部分,做題技巧很重要。下面是學習啦小編為您帶來的高考化學計算題解題技巧,希望對大家有所幫助。
高考化學計算題解題技巧:
在每年的化學高考試題中,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。高一化學中計算類型比較多,其中有些計算經(jīng)??疾?,如能用好方法,掌握技巧,一定能達到節(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)物質變化前后某種量發(fā)生變化的化學方程式或關系式,找出所謂“理論差量”,這個差量可以是質量差、氣態(tài)物質的體積差或物質的量之差等。該法適用于解答混合物間的反應,且反應前后存在上述差量的反應體系。
例1
將碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物21.0g,加熱至質量不再變化時,稱得固體質量為12.5g。求混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)。
解析
混合物質量減輕是由于碳酸氫鈉分解所致,固體質量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的質量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)為20%。
二、 守恒法
化學反應的實質是原子間重新組合,依據(jù)質量守恒定律在化學反應中存在一系列守恒現(xiàn)象,如:質量守恒、原子守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等,利用這些守恒關系解題的方法叫做守恒法。質量守恒就是化學反應前后各物質的質量總和不變,在配制或稀釋溶液的過程中,溶質的質量不變。原子守恒即反應前后主要元素的原子的個數(shù)不變,物質的量保持不變。元素守恒即反應前后各元素種類不變,各元素原子個數(shù)不變,其物質的量、質量也不變。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)進行的氧化-還原反應還是以后將要學習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0.75g固體沉淀物,這種鐵的氧化物的化學式為()
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移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,選B
2. 元素守恒
例3
將幾種鐵的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的鹽酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(標況)氯氣時,恰好使溶液中的Fe2+完全轉化為Fe3+,則該混合物中鐵元素的質量分數(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,反應后,HCl中的H全在水中,O元素全部轉化為水中的O,由關系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而鐵最終全部轉化為FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,則 ,選B。
3. 電荷守恒法
例4
將8g
Fe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中,再投入7g鐵粉收集到1.68L
H2(標準狀況),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,這是一利用關系式進行多步計算的題目,操作起來相當繁瑣,但如能仔細閱讀題目,挖掘出隱蔽條件,不難發(fā)現(xiàn),反應后只有Na2SO4存在于溶液中,且反應過程中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鐵粉充分反應后,鐵粉全部溶解,生成NO,溶液質量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物質的量之比為 ()
A. 4∶1
B. 2∶1
C. 1∶1
D. 3∶2
解析
設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x∶y=3∶2。故選D。
三、 關系式法
實際化工生產(chǎn)中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反應:從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應;測定某一物質的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應體系,依據(jù)若干化學反應方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,并據(jù)此列比例式進行計算求解方法,稱為“關系式”法。利用關系式法可以節(jié)省不必要的中間運算步驟,避免計算錯誤,并能迅速準確地獲得結果。用關系式解題的關鍵是建立關系式,建立關系式的方法主要有:1、利用微粒守恒關系建立關系式,2、利用方程式中的化學計量數(shù)間的關系建立關系式,3、利用方程式的加合建立關系式。
例6
工業(yè)上制硫酸的主要反應如下:
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O=H2SO4
煅燒2.5t含85%FeS2的黃鐵礦石(雜質不參加反應)時,F(xiàn)eS2中的S有5.0%損失而混入爐渣,計算可制得98%硫酸的質量。
解析
根據(jù)化學方程式,可以找出下列關系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4, 本題從FeS2制H2SO4,是同種元素轉化的多步反應,即理論上FeS2中的S全部轉變成H2SO4中的S。得關系式FeS2~2H2SO4。過程中的損耗認作第一步反應中的損耗,得可制得98%硫酸的質量是 =3.36 。
四、方程式疊加法
許多化學反應能發(fā)生連續(xù)、一般認為完全反應,這一類計算,如果逐步計算比較繁。如果將多步反應進行合并為一個綜合方程式,這樣的計算就變?yōu)楹唵?。如果是多種物質與同一物質的完全反應,若確定這些物質的物質的量之比,也可以按物質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?/p>
例7
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,固體的質量增加 A. 2.1g
B. 3.6g
C. 4.2g
D. 7.2g
解析 CO和H2都有兩步反應方程式,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,所以將每一種氣體的兩步反應合并可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的氣體完全轉移到最后的固體中,固體質量當然增加2.1g。選A。此題由于CO和H2的量沒有確定,兩個合并反應不能再合并!
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”的質量替換“彼物”的質量,通過化學式或化學反應方程式計量數(shù)之間的關系建立等式,求出結果。
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,紅色粉末的質量恰好與合金的質量相等,則合金中鋁的質量分數(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與合金的質量相等,而鐵全部轉化為Fe2O3,故合金中Al的質量即為Fe2O3中氧元素的質量,則可得合金中鋁的質量分數(shù)即為Fe2O3中氧的質量分數(shù),O%= ×100%=30%,選B。
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