1、第第 12 讲讲 化学方程式计算化学方程式计算 课标要求 考试内容 【课程内容】 能根据化学方程式进行生成物和反应物之间 的计算。 根据化学方程式进行生成物和反应物之 间的计算 一、 根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算 根据化学方程式计算的一般步骤： (1)设：根据题意设未知量； (2)写：正确书写相关化学方程式； (3)找：找出已知量和未知量之间的质量关系； (4)列：列出比例式； (5)求：求解未知量； (6)答：简明地写出答案。 二、 有关化学方程式的综合计算 一般题目数据较多，需要根据题意对数据进行分析、比较、筛选，找出能用于计算的合理 的一组数据。分析时关键要结合题干，实验探
2、究题还要围绕实验的目的，提炼出参加反应的纯 净物的质量，找准思路进行解题。从题型上一般分为四类： (1)有关反应后溶质质量分数的计算 化学方程式的书写要正确。 分析原混合物中哪些物质参加了反应。 搞清反应后的溶质和溶液的组成。 反应前的混合物中是否有不参加反应的不溶性杂质； 反应前的混合物中是否有与反应后溶 质相同的成分；反应是否有气体放出；反应是否有沉淀产生。 (2)有关某反应物过量的计算 进行过量判断，可以从如下几方面着手：根据客观事实和质量守恒定律列出化学方程式， 由化学方程式中各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数之积计算出各物质的 质量比，由此判断参加化学反应的各物质之间
3、的过量或是不足，根据不足量的物质求解，这是 最基本的途径。比如判断金属单质铁、镁、铝等与氧气燃烧的反应，非金属单质碳、硫、磷等 与氧气燃烧的反应，金属与酸、金属与盐的置换反应，酸、碱、盐之间的复分解反应等，这些 物质之间发生的反应，都是根据反应物中相对较少的量确定生成物的质量。 (3)有关坐标图的计算 一定要看清楚横、纵坐标所表示的物理量的意义； 根据曲线分析反应过程，关注特殊点的意义； 利用已知坐标值进行相关计算。 (4)有关表格数据分析的计算 认真分析数据的变化规律，得出数据之间的关系和对解题有价值的信息。 利用实验数据进行列式解题时，要有一定的文字说明来表述数据采用的依据，使解题 过程完
4、整、可靠。 疑难点：表格数据分析题，一般把过量判断、反应后溶液的溶质质量分数计算等综合 于一题。 首先要观察各组实验数据间递增或者递减的规律。当发现个别组的实验数据与整体数 据的变化规律有冲突时，需要运用质量守恒定律，考虑“参加化学反应的各物质”之间何者过 量，何者不足的问题。在质量守恒定律中，强调运用化学方程式进行计算时，所用到的数据一 定是“参加化学反应的各物质” ，而不是出现在化学实验中的所有物质。对于没有参加化学反 应但又存在于化学反应体系中的物质，我们必须掌握好物质的过量判断。 三、 有关化学方程式计算的常见错误 (1)设未知数时带了单位； (2)化学方程式没有配平； (3)计算相对
5、质量时，相对分子质量没有乘以化学式前面的化学计量数； (4)已知量没有带单位计算； (5)代入化学方程式计算的质量不是纯净物的质量，含有杂质； (6)最后的计算结果没有按要求保留规定的小数位数。 1. 实验室常用氯酸钾制备氧气，反应的化学方程式为 2KClO3= MnO2 2KCl3O2。现加 热 24.5g 氯酸钾，最多可制得氧气_9.6_克。 【试题解析】 设完全反应后能生成氧气的质量为 x， 2KClO3= MnO2 2KCl3O2 245 96 245g x 245 96 24.5 g x x9.6g 答：生成氧气的质量为 9.6g。 【命题意图】 以氯酸钾制氧气为情境，考查利用已知反
6、应物质量和化学方程式计算生成 物质量的能力。 2. 某工厂利用废硫酸与废铁屑反应制取硫酸亚铁， 现取废硫酸4.9t与足量的废铁屑反应， 得到硫酸亚铁(FeSO4)1.52t。计算废硫酸中 H2SO4的质量分数。 解：设废硫酸中 H2SO4的质量分数为 x。 FeH2SO4=FeSO4H2 98 152 4.9 t x 1.52 t 98 152 4.9tx 1.52 t x20% 答：废硫酸中 H2SO4的质量分数为 20%。 【试题解析】 根据铁与稀硫酸反应的化学方程式，由硫酸亚铁的质量可以计算硫酸溶液 中溶质的质量，从而可以计算废硫酸中硫酸的质量分数。 【命题意图】 本题以工厂废硫酸与废铁
7、屑的化学反应为试题情境，考查学生运用化学方 程式进行计算的能力。情境中要求学生能够对数据进行分析，对已知非纯净物的质量充分理解 并进行处理，对学生的数据分析和处理能力提出了一定的要求。 3取氯酸钾与二氧化锰的混合物 30g 放在大试管中加热，过一段时间后，停止加热，冷 却，称得剩余固体的质量为 26.16g，然后继续加热，至不再有气体放出为止，第二次收集到的 氧气为 5.76g，问： (1)共收集到 O2多少克？ (2)原混合物中有多少克 MnO2? (3)第一次加热后，有多少克 KClO3分解了？ (4)第一次加热后剩余的 26.16g 固体中含有几种物质？各多少克？ 解：(1)根据固体质量
8、的减少量就是生成氧气的质量，所以第一次加热后生成氧气的质量 为 30g26.16g3.84g，所以共收集到氧气：3.84g5.76g9.6g； (2)设要生成 9.6g 氧气需要参加反应的氯酸钾的质量为 X 则： 2KClO3= MnO2 2KCl3O2 245 96 X 9.6g 根据： 245/96X/9.6g， 解得 X24.5g， 所以原混合物中 MnO2的质量为 30g24.5g5.5g； (3)根据题意可知第一次产生氧气的质量为 3.84g，设要生成 3.84g 氧气需要分解氯酸钾的 质量为 Y，同时生成氯化钾的质量为 Z。则： 2KClO3= MnO2 2KCl 3O2 245
9、149 96 Y Z 3.84g 根据：245/Y149/Z96/3.84g，解得 Y9.8g，Z5.96g；所以第一次加热后，分解的氯 酸钾的质量为 9.8g； (4)第一次加热后剩余的 26.16g 固体中含有二氧化锰，质量不变还是 5.5g，还含有生成的 氯化钾 5.96g，还含有没反应的氯酸钾：26.16g5.5g5.96g14.7g。 【试题解析】 (1)根据第一阶段固体质量的减少可求出第一阶段生成氧气的质量，进而求 出两个阶段共生成氧气的质量。 (2)当不再有气体放出后剩余固体的质量即为氯化钾和二氧化锰的总质量。可以由原固体 质量减去共收集到氧气的质量求得。同时根据已知氧气的总质量
10、，利用化学方程式可计算出生 成氯化钾的质量。最后由剩余固体总质量减去氯化钾的质量即可求得二氧化锰的质量。 (3)根据第一次加热生成氧气的质量，运用化学方程式计算，即可求得第一次反应分解的 氯酸钾的质量。 (4)第一次加热后剩余固体中含有二氧化锰的质量由第二小题可知，因为二氧化锰是催化 剂，反应前后质量保持不变。根据第一阶段生成氧气的质量，可求出第一阶段产生氯化钾 的质量。 而第一阶段剩余固体总质量减去二氧化锰的质量和生成氯化钾的质量，即可求得剩余 氯酸钾的质量。 【命题意图】 本题以氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气为情境，考查分析已知数据进行 化学方程式计算的能力。其中涉及反应物尚未完全反应的计
11、算，对化学反应的本质过程和数据 的定量分析提出了较高的要求。 4. 实验室用 68g 过氧化氢溶液和 2g 二氧化锰制取氧气，实验的 相关数据如图所示。请回答： (1)二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的_质量和化学性 质_都没有发生变化。 (2)反应生成氧气的质量为_1.6_g。 (3)参加反应过氧化氢溶液的质量分数是多少？ 解：设产生 1.6g 氧气需要 H2O2的质量为 x。 2H2O2= MnO2 2H2OO2 68 32 x 1.6g 68 32 x 1.6g x3.4g 所用过氧化氢溶液的溶质质量分数3.4g 68g100%5%。 答：参加反应过氧化氢溶液的质量分数是 5%。 【
12、试题解析】 (1)根据曲线和化学反应中反应物和生成物物质状态的不同，物质总质量的 减少量即为生成氧气的质量。 (2)根据生成氧气的质量，利用化学方程式可求得过氧化氢溶质的质量。过氧化氢溶质与 溶液质量的比值即为该溶液的质量分数。 【命题意图】 本题以实验室利用过氧化氢制氧气为情境，考查学生利用化学方程式进行 计算的方法和能力。其中部分题目信息通过坐标曲线的方式呈现，对曲线的识读和信息的提取 和处理能力提出了要求。 5. 图甲中 A 是一种常见的酸，它能与黑色固体 B 反应，B 质量为 8 克，将 NaOH 溶液 渐渐加入 C 中，生成蓝色沉淀 E 与加入 NaOH 溶液的质量关系如图乙所示，在
13、 D 中加入 Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。 (1)A 溶液中溶质的化学式为_H2SO4_； (2)操作 1 的名称是_过滤_； (3)NaOH 溶液中溶质的质量分数是多少？ 解：设由 CuO 生成 CuSO4的质量为 x。 CuOH2SO4=CuSO4H2O 80 160 8g x 80/8g160/x x16g 设与 CuSO4反应的 NaOH 的质量为 y，同时生成 Na2SO4的质量为 a。 CuSO4 2NaOH=Cu(OH)2Na2SO4 160 80 142 16g y a 160/16g80/y142/a y8g a14.2g 所用氢氧化钠溶液中溶质的质
14、量分数为 8g 100g60g20% 答：NaOH 溶液中溶质的质量分数是 20%。 (4)C 溶液中加入 NaOH 溶液至恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量是多少？ 解：设硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠的质量为 b。 H2SO4 2NaOH = Na2SO42H2O 80 142 60g20% b 80/(60 g20%)142/b b21.3g 所得溶液中溶质的质量为 21.3g14.2g35.5g 答：C 溶液中加入 NaOH 溶液至恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量是 35.5g。 【试题解析】 (1)在 D 中加入 Ba(NO3)2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀， 所以 D 溶液
15、中一定存在硫酸根离子，E 是蓝色沉淀，则是氢氧化铜，那么 C 是硫酸铜，D 是硫酸钠； 黑色固体为氧化铜，酸为稀硫酸； (2)操作 1 是分离难溶性固体和液体的一种方法，是过滤；故填：过滤； (3)根据题意可知，根据黑色固体 B 氧化铜 8 克和氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜的化学方 程式，可求出硫酸的质量，再根据硫酸铜与氢氧化钠反应的化学方程式，可求出该反应消耗氢 氧化钠溶质的质量。阅读曲线乙，加入氢氧化钠溶液 60 克至 100 克的阶段正是硫酸铜与氢氧 化钠反应的阶段，消耗氢氧化钠溶液 40 克，故用该反应中消耗的氢氧化钠溶质除以 40 克氢氧 化钠溶液，即可求得氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
16、 (4)本小题必须先分析溶质是什么，以及溶质是如何产生的。通过分析发现，溶质来源于 C 中过量硫酸与氢氧化钠反应产生的硫酸钠和 C 中硫酸铜与氢氧化钠反应产生的硫酸钠。 由此， 可以分别利用这两个方程式计算产生的硫酸钠的溶质质量。 【命题意图】 本题要求根据物质的类别和颜色、状态等性质判断物质的转化之外，还要 求 C 中加入氢氧化钠溶液后相关化学方程式计算。 其中涉及曲线的识读， C 中所含溶质及其质 量，以及所发生反应的辨识，对学生的综合分析能力提出较高的要求。 6. 某科学兴趣小组同学取 8.5g 铁，放到含少量硫酸的硫酸铜溶液中，完全反应后，最终 得到 9.2g 固体。为测定所得固体中各
17、成分的含量，同学们将 62.5g 稀盐酸分五次依次加入该固 体中，得到数据如下表： 次数 1 2 3 4 5 加入盐酸溶液质量/g 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 剩余固体质量/g 8.5 7.8 a 6.4 6.4 请分析计算： (1)表中 a 的值是_7.1_。 (2)9.2g 固体中铁的质量是_2.8_g。 (3)稀盐酸的溶质质量分数是多少？ 解：设 12.5g 稀盐酸中含溶质的质量为 x。 2HCl Fe=FeCl2H2 73 56 x 0.7g 73 56 x 0.7 g x0.9125g 稀盐酸的溶质质量分数(0.912 5g/12.5g)100%7.3% 答：稀
18、盐酸的溶质质量分数为 7.3%。 (4)与硫酸铜反应的铁的质量是多少？ 解：设跟硫酸铜反应的铁的质量为 y。 FeCuSO4=CuFeSO4 56 64 y 6.4g 56 64 y 6.4 gy5.6g 答：跟硫酸铜反应的铁的质量为 5.6g。 【试题解析】 (1)分析表格发现，前两组数据每加入 12.5 克盐酸溶液，剩余固体减少 0.7 克，即反应掉铁的质量。按照此规律计算得 a7.1g。 (2)分析表格，当盐酸过量时，剩余固体仍有 6.4 克不再参加反应，即铜的质量。故 9.2 克 6.4 克可得其中铁的质量。 (3)利用盐酸与铁反应的化学方程式，求出每反应掉 0.7 克铁消耗的盐酸溶质的质量，该质 量除以 12.5 克溶液质量，即为稀盐酸的溶质质量分数。 (4)利用化学方程式铁与硫酸铜反应，已知生成铜的质量 6.4 克，即可求出参加反应的铁的 质量。 【命题意图】 本题以表格的形式呈现大量反应相关数据，要求学生能够分析表格数据， 获取有用信息和数据用于化学方程式计算。对学生的数据分析和综合运用能力提出较高要求。