化学计算-化学教案

[复习指导]

化学计算题浩如烟海，很多同学对较复杂的综合性较强的计算题总感到束手无策，其主要原因之一是没有掌握化学计算的解题规律和方法。同时任何一份试题无论选择题还是填空题都有很多计算因素，而选择和填空都是小题，小题应小解，但同学们遇到含有计算因素的小题时，往往花很长时间，有时还计算不正确，原因仍然是缺少解题规律、方法和技巧。因此需要将计算按内容、题型分类，通过对各类型典型例题的分析和训练总结出一般的解题方法和规律，从而达到举一反三、触类旁通的目的。

[知识要点]

一、 化学计算的基本类型：

1、 有关原子量、式量及确定化学式的计算

2、 有关物质的量的计算

（1）　 物质的量——摩尔

（2）　 阿伏加德罗常数

3、 有关气体摩尔体积的计算

（1）　 标准状况下

（2）　 非标准状况下，利用气态方程计算

（3）　 阿伏加德罗定律

4、 有关物质溶解度的计算

5、 有关溶液浓度的计算

6、 有关溶液pH值与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的计算

7、 利用化学方程式的计算

二、 化学计算常用的解题方法

1．代数法

2．公式法

3．守恒法

4．差量法

5．关系式法

6．图解分析法

7．十字交叉法

8．讨论法

代数法是化学计算最常用的基本方法，根据题意设一个或几个未知数，然后根据化学知识，把已知条件和所设的未知数联系起来，找出等量关系列方程求解。

公式法是应用从化学原理和化学定律总结归纳的一般公式进行解题的一种方法。公式法在解决有关溶液的计算时，应用比较广泛。应用此法必须注重公式的推导和应用范围，及公式中各文字所代表的意义，只有这样才能灵活运用公式，避免生搬硬套。

以上两种方法同学们运用较多，比较熟练，我们不再作具体讲解。下面介绍的解题方法主要是运用一些技巧解题。

[例题选讲]

1、 守恒法

多数计算题时已化学反应为依据，化学反应方程式可以表示反应物和生成物之间的质量，微观粒子，物质的量，气体体积等变化关系，又反映出化学反应前后的电荷数，电子得失数、微粒个数都是守恒的。在解题时，运用守恒方法可以使解题思路简明、方法简单、简化解题步骤。

化学反应过程→质量守恒→元素守恒→微粒个数守恒

氧化还原反应→电子守恒　 得电子总数 = 失电子总数

电解质溶液 →电荷守恒　 阳离子所带正电荷总数 = 阴离子所带负电荷总数

化合物　 →化合价守恒　 正化合价总数 = 负化合价总数

(1)质量守恒

[例1]某镁、铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁、铝合金中铝的质量分数为：

　　　 A 27%　　　　　　　 B 40%　　　　　　　 C 53%　　　　　　　 D 60%

分析： Mg　　　　　　　　　　　　 MgCl₂　　　 Mg (OH)₂

　　　 Al　　　　 AlCl₃　　　　 NaAlO₂

　　　 即：m（Mg、Al）= m（MgO）

　　　 由于Mg元素守恒，所以 m（O）= m（Al）

答案：B

[例2]把2.56克纯铜放入盛有一定量的浓硝酸的大试管中，立即发生化学反应。当铜完全反应后，共生成气体1.12升（标况），计算此反应中耗用硝酸的物质的量是多少？

分析：Cu与浓硝酸反应生成NO₂，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐减小，在与铜反应时生成NO。可以将混合气NO₂、NO看成NO_x，利用N元素守恒解题。

　　 Cu ~ 2NO₃^—　　　　　　　　 NO_x ~ HNO₃

1mol　 2mol　　　　　　　　 1mol　　 1mol

　 2.56/64　 a　　　　　　　　 1.12/22.4　　 b

　　 a = 0.08mol　　　　　　　　　　　 b = 0.05mol

∴共消耗HNO₃ 0.13mol。

（2）氧化还原反应中电子守恒

[例3]如果用0.3mol/L的Na₂SO₃溶液16mL，刚好将3.2×10^-3mol的强氧化剂[RO(OH)₂]⁺溶液中的溶质还原到较低价态，，则反应后R的最终价态是

　　　 A 0　　　　　　　　　　 B +1　　　　　　　　　 C +2　　　　　　　　　 D +3

分析：还原剂Na₂SO₃中　　　　　　　失电子总数0.3×0.016×2

　　　 氧化剂[RO(OH)₂] ⁺中　　　　 得电子总数 3.2×10^-3 × (5—x)

　　　 根据电子守恒：0.3×0.016×2 = 3.2×10^-3× (5—x)

　　　　　　 ∴x = +2

答案：C

[例4]往VmL FeBr₂溶液中缓慢通入a mol Cl₂，结果溶液中有一半Br^-离子被氧化为溴单质，则原FeBr₂溶液的物质的量浓度为

　　　 A 2×10³a/V (mol/L)　　　　　　　　　　　　 B 10³a/V (mol/L)

　　　 C 3×10³a/V (mol/L)　　　　　　　　　　　　 D 500a/V (mol/L)

分析：Fe²⁺、Br^-均具有还原性，Fe²⁺的还原性比Br^-强，氧化剂Cl₂先氧化Fe²⁺。根据题意，Br^-有一半被氧化，则Fe²⁺全部被氧化。a mol Cl₂参加反应即转移2a mol电子，Fe²⁺全部被氧化，一半Br^-被氧化时，也应转移2a mol电子，可计算出Fe²⁺为a mol，FeBr₂也为a mol。

答案：B

（3）电荷守恒

[例5]酸雨是因为燃烧煤和石油，生成硫、氮的氧化物溶于水，生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水分析数据如下：[NH₄⁺]=2.0×10^-6mol/L [Na⁺]=3.0×10^-6mol/L [NO₃^-]=2.3×10^-5mol/L

[Cl^-]=6.0×10^-6mol/L [SO₄^2-]=2.8×10^-5mol/L，此次雨水的pH值接近于

　 A 2　　　　　　　 B 3　　　　　　　 C 4　　　　　　　 D 6

分析：由于雨水呈电中性，根据电荷守恒，阴、阳离子所带负、正电荷总数应相等。

即：[H⁺]+[NH₄⁺]+[Na⁺]=[NO₃^-]+[Cl^-]+[OH^-]+2[SO₄^2-]，[OH^-]较小，忽略不计。代入数据，得：[H⁺]=8×10^-5mol/L，pH≈4。

答案：C

[例6]镁条在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁，将燃烧后的产物溶解在60mL浓度为2.0mol/L的盐酸中，再用20mL 0.5mol/L NaOH溶液中和多余的盐酸，然后再向此溶液中加入过量的碱，把氨全部蒸出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸增重0.17g，求镁带的质量。

分析：