專題三

計算技巧在化學解題中的應用一、守恒法二、差量法三、關系式法

四、平均值法

五、極端假設法

六、十字交叉法近年高考化學計算試題走向1、高考中化學計算主要包括以下類型：①有關相對原子質量、相對分子質量及確定分子式的計算；②有關物質的量的計算；③有關氣體摩爾體積的計算；④有關溶液濃度（質量分數和物質的量濃度）；⑤利用化學方程式的計算；⑥有關物質溶解度的計算；⑦有關溶液pH值與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算；⑧有關燃燒熱的簡單計算；⑨以上各種化學計算的綜合應用。2、常見題型為計算選擇題，計算填空題、實驗計算題、計算推斷題和綜合計算題，而計算推斷題和綜合計算題，力求拉開學生的層次。3、近年高考化學計算題主要有以下特點：(1)注意速算巧解一般在第Ⅰ卷中會出現五到七個左右要計算的量很少或者根本不需要計算的試題。其命題意圖是考查對化學知識的理解、掌握和運用。重點考查學生運用題給信息和已學相關知識進行速算巧解的能力。(2)起點高、落點低這方面主要是第Ⅱ卷中的計算題。試題常以信息給予題的形式出現，但落點仍是考查基本計算技能。

1．質量守恒法----在化學反應中，參加反應的反應物的總質量等于生成物的總質量，反應前后質量不變。

2．元素守恒法----在一些復雜多步的化學過程中，雖然發生的化學反應多，但某些元素的物質的量、濃度等始終沒有發生變化，整個過程中元素守恒。

3．電子守恒法----氧化還原反應中，氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數，得失電子守恒。

4．電荷守恒法----在溶液中陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數，溶液呈電中性。

一、守恒法的類型【例1】現有X、Y、Z三種物質，各取40g相混合，完全反應后，得18gY、49gZ，還有W生成。已知W的相對分子質量為106，現有22gX與11gY反應，生成W的量是(

)。

①0.5mol

②0.25mol

③53g

④26.5g

A．①③

B．①④

C．②④

D．②③

解析

X、Y、Z混合并完全反應后，X的質量減少40g，Y的質量減小(40－18)g＝22g，Z的質量增加(49－40)g＝9g，還有W生成，所以X、Y是反應物，Z、W是生成物；根據質量守恒可得出40gX與22gY反應可生成9gZ，則生成W的質量為(40＋22－9)g＝53g。即得出該反應中各物質的質量之比m(X)∶m(Y)∶m(Z)∶m(W)＝40∶22∶9∶53。若將22gX與11gY反應，按上述質量比的關系可得出X過量2g，生成4.5gZ、26.5gW，則W的物質的量為0.25mol。

答案

C

1、質量守恒練習1向KI溶液中滴入AgNO3溶液直至完全反應，過濾后濾液的質量恰好與原溶液質量相等，則AgNO3溶液中溶質的質量分數為多少？72.3%例2.

有一在空氣中暴露過的KOH固體，經分析知其內含水7.62%，K2CO32.88%，KOH90%，若將此樣品1g加入到46.00ml的1mol/L鹽酸中，過量的酸再用1.07mol/LKOH溶液中和，蒸發中和后的溶液可得固體多少克？2．元素守恒法提示：此題中發生的反應很多，但仔細分析可知：蒸發溶液后所得固體為氯化鉀，其Cl－全部來自于鹽酸中的Cl－，在整個過程中Cl－守恒。即n（KCl）=n（HCl）m（KCl）=0.046L×1mol·L－1×74.5g·mol－1=3.427g練習2：現有鐵、氧化亞鐵、氧化鐵的混合物粉末3.44克，向其中加入100mL1mol/L的鹽酸恰好全部溶解，收集到標準狀況下的氣體224毫升，向反應后的溶液中加入KSCN溶液不變色，則6.88克該混合物在高溫下用足量CO處理后，殘留固體質量為多少克？提示：3.44克該混合物溶于鹽酸后加KSCN溶液后不變色，說明無Fe3+，即全部為FeCl2，由Cl-個數守恒可知：

n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5×1mol/L×0.1L=0.05mol

所以6.88克該混合物中含鐵為0.1mol，殘留固體為鐵，其質量為5.6克。

例3

某反應中，起氧化作用的是X2O72－離子，在溶液中0.2mol該離子恰好能使0.6molSO32－離子完全氧化，則X2O72－離子還原后的化合價為（）。

A．＋1B．＋2C．＋3D．＋43.電子守恒：提示:氧化劑為X2O72-，還原劑為SO32-設反應后X元素的化合價為a.則X元素化合價由＋6降為a，S元素化合價由＋4升為＋6。1molX原子得電子(6－a)mol，1molS原子失電子（6－4）mol=2mol。由電子守恒知：2×0.2(6－a)mol=0.6×2mola=＋3答案選C練習3當溶液中XO4－離子與H2O2分子個數比為2：5時，溶液中XO4－離子中的X元素恰好被還原成較低價態，H2O2中的氧元素被氧化為O2，則X元素的化合價變為多少？答案：＋2

例4.

1L混合溶液中含SO42－0.025mol，

Cl－0.05mol,NO3－0.025mol,Na＋0.025mol,其余為H＋，則H＋物質的量濃度為（）。

A．0.25mol·L－1B．0.01mol·L－1

C．0.1mol·L－1D．0.5mol·L－14．電荷守恒法提示：由電荷守恒知：n（Na＋）＋n（H＋）=2n（SO42－）＋n（Cl－）＋n（NO3－）即0.025mol＋n（H＋）=2×0.025mol＋0.05mol＋0.025moln（H＋）=0.1mol故c（H＋）=0.1mol/1L=0.1mol/L答案選C練習4在AlCl3,Na2SO4,NaCl三種鹽的混合溶液中，若Na＋0.7mol，SO42－0.2mol，Cl－0.6mol，則溶液中Al3＋的物質的量為多少？0.1mol二、差量法在化學解題中的應用差量法是依據化學反應前后的某些“差量”與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題法。一．差量法的類型------固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等。二、思路------根據化學方程式分析反應前后形成差量的原因，找出差量與已知量、未知量間的關系，然后再列比例式求解。三、差量法的適用條件------（1）.反應不完全或有殘留物。（2）反應前后存在差量，且此差量易求出。這是使用差量法的前提。只有在差量易求得時，使用差量法才顯得快捷，否則，應考慮用其他方法來解。1、固體差量例1.將質量為100克的鐵棒插入硫酸銅溶液中，過一會兒取出，烘干，稱量，棒的質量變為100.8克。求有多少克鐵參加了反應。解：設參加反應的鐵的質量為x。Fe+CuCO4=FeSO4+Cu棒的質量增加（差量）56

64

64-56=8x

100.8克-100克=0.8克

56∶8＝x∶0.8克答：有5.6克鐵參加了反應。2、液體差量

例2.用含雜質（雜質不與酸作用，也不溶于水）的鐵10克與50克稀硫酸完全反應后，濾去雜質，所得液體質量為55.4克，求此鐵的純度。解：設此鐵的純度為x。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑溶液質量增加（差量）56

2

56-2＝5410x克

55.4克-50克=5.4克56∶54=10x克∶5.4克

答：此鐵的純度為56％。3、氣體差量

例3.將12克CO和CO2的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質量為18克，求原混合氣體中CO的質量分數。解：設原混合氣體中CO的質量分數為x。

CuO+CO=Cu+CO2

氣體質量增加（差量）28

44

44-28=1612x克

18克-12克=6克

答：原混合氣體中CO的質量分數為87.5％。1、KBr和KCl的混合物3.87g，溶于水并加入過量的AgNO3溶液后，產生6.63g沉淀，則混和物中含鉀()

A、24.1%B、40.3%C、25.9%D、48.7%2、取一定量的MnO2與KClO3的混和物加熱，反應完全后將剩余的固體與足量的濃HCl混和，加熱待反應完全后，將溶液蒸干，已知蒸干后所得固體的質量與原混和物的質量相等，試求：①原混和物中各成分的質量分數②所得氧氣和氯氣在標況下的體積比。B46.63%50:41差量法訓練MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+2H2OΔm(固增)55+3255+7139X39x/872KClO3==2KCl+3O2↑

Δm(固減)24514996y96y/245由題意得：Δm(固增)==Δm(固減)即：39x/87=96y/245X=0.874yω(MnO2)=×100%=46.63%

1molX/87mol

3mol3y/245molXX+YV(O2)：V(Cl2)=(3y/245mol):(X/87mol)=1:0.82=50:41三、關系式法

對于多步反應體系，可找出起始物質和最終求解物質之間的定量關系，直接列出比例式進行計算，可免去中間繁瑣的計算過程。具體有：①多步反應關系式法：對沒有副反應的多步連續反應，可利用開始與最后某一元素不變的關系，建立相應關系式解題。②循環反應關系式法：可將幾個循環反應加和，消去其中某些中間產物，建立一個總的化學方程式，據此總的化學方程式列關系式解題。另外，在混合物的計算中、復雜的化學反應計算中均可建立起相關量的關系式，這也是化學計算中的普遍方法。例題工業氨氧化法制硝酸過程中，氨在氧化過程中損失5%，硝酸的生成過程中產率為92%，問生產50t質量分數為50%的硝酸需氨多少噸？4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NONH3---------HNO3（二）物質分析中的關系式法測定漂白粉中氯元素的含量，或測定某物質組成等物質分析過程，也通常由幾步反應來實現，有關計算也需要用關系式法。【例題】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反應，把生成的氯化氫溶于適量的水中，加入二氧化錳使鹽酸完全氧化，將反應生成的氯氣通入KI溶液中，得到11.6克碘，試計算混和物中Cl的百分含量。思路:NaClMgCl2→HCl→I2得關系式:4HCl～Cl2～I24×36.52×12711.6gmm=6.7gCl%=(6.7g×35.5/36.5)×100%=65%Cl2MnO2四、平均值法

例4、由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為11.2升，則混和物中一定含有的金屬是（）A.鋅 B.鐵 C.鋁 D.鎂分析:據10克金屬與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為11.2升可得金屬平均摩爾電子質量為10g/mol。四種金屬的摩爾電子質量分別為：Zn：32.5g/mol、Fe：28g/mol、Al：9g/mol、Mg：12g/mol，其中只有Al的摩爾電子質量小于10g/mol，故答案為C。練習由10g含有雜質的CaCO3和足量的鹽酸反應，產生CO20.1mol，則此樣品中可能含有的雜質是（）A.KHCO3和MgCO3B.MgCO3和SiO2

C.K2CO3和SiO2D.無法計算B五、極端假設法

當兩種或多種物質混合無法確定其成分及其含量時，可對數據推向極端進行計算或分析，假設混合物質量全部為其中的某一成分，雖然極端往往不可能存在，但能使問題單一化，起到了出奇制勝的解題效果。常用于混合物與其他物質反應、化學平衡混合體系等計算。例題將一定質量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應，生成H22.8L（標準狀