高中化学过量计算问题归类解析专题辅导

实蹲市安分阳光实验学校高中化学过量计算问题归类解析
索金龙
一、给出两种反物的量，直接选量计算
这是最基本、最直接的过量问题，没有思维难度，只要按部就班严密解题即可。

但注意题目的综合分析，防止顾此失彼。

例1：21g 铁粉与8g 硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁a g ；将上述反后的固体混合物投入到足量的稀硫酸中，可得标况下V L 气体。

则a 、V 的数值分别为（ ）
（提示：FeS H SO FeSO H S +=+↑2442） A. 33、8.4 B. 22、5.6 C. 29、8.4 D. 22、8.4
解析：根据题意()n Fe mol n S mol ==0375025.().，
由S Fe FeS +=可知Fe 过量，按S 的量计算，()n FeS n S mol ==().025，所以
m FeS g ()=22。

产生的气体为H S 2和H 2的混合气体，由于Fe H Fe FeS H S ~~~22；，
()n H H S n Fe mol 220375+==().，标况下V =84.。

选
D 项。

此题容易误选B 项，只顾前面的分析，忽略了后面的综合。

二、固体反物过量导致酸浓度不够高，需性判断
化的一些反需要在高浓度下才能进行，当固体反物过量时，随着反的进行生成水而使溶液浓度降低，最终导致反停止或发生其他反。

此时不能简单地选择不足量的物质进行计算，需要动态思维、性判断。

例如，Cu 、Ag 金属与浓硫酸的反；MnO 2与浓盐酸的反。

若是Zn 与浓硫酸的反，随着浓度的下降则还原产物由SO 2变为H 2；而Cu 与浓硝酸反随着浓度的下降则还原产物由NO 2变为NO 。

例2：向100181mL mol L ·-的H SO 24溶液中加入64g 铜片并加热，被还原的H SO 24的物质的量（ ）
A. 于1.8 mol
B. 于1 mol
C. 于0.9 mol
D. 小于0.9 mol
解析：显然Cu 过量，若直接选量计算，则误选C 项。

依题意可知随着反进行有水的生成而使H SO 24溶液的浓度降低，()n H SO 24被还原小于0.9 mol 。

选D 项。

三、混合物与某物质反的过量问题，需转化计算
涉及混合物与某物质反的过量问题时，先将混合物抽象转化为单一成分，再判断计算。

例3：在25℃，101kPa 条件下，将10 L CO 和H 2的混合气体通入15 L O 2中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强，问：
（1）若剩余气体的体积为15L ，则原CO 和H 2的混合气体中V （CO ）＝________L ，V H 2＝________L 。

（2）若剩余气体的体积为a L ，则原CO 和H 2的混合气体中V （CO ）：V H 2＝________。

（3）若剩余气体的体积为a L ，则a 的取值范围是___________。

解析：此题的知识载体是初中就熟悉的两个化学反：①2222CO O CO +点燃
，
②2222
2H O H O l +点燃
()。

三个设问由具体数字到抽象字母，思维难度逐渐加大。

该题虽然有多种解法，但解题的突破口是对过量问题的讨论。

（1）根据反特点可知()222CO H O +~，消耗O L 25，剩余O L 210，则 由碳原子守恒，()()V CO L V H L L L ==-=510552， （2）由（1）的分析，将数字换成字母：
()()V O V CO a 22余+=，即()()155-+=V CO a
则()()V CO a V H a =-=-10202， 所以()()()()V CO V H a a ：：21020=--
（3）由极值思想：设混合气体是H 2，剩余气体是O 2，则 ()a V O ==210余 设混合气体是CO ，则 a V V V ==-=-=余总∆25520
故10＜a ＜20。

四. 溶质不足量但溶剂可以继续反，需慎重选量
Na 活泼金属可以与水直接反，因此不能简单地按溶质的量进行计算。

例4：Na Mg 、和Al 各0.2 mol ，分别放入1 L 01
1.mol L ·-的三份稀盐酸中，产生H 2的物质的量之比为（ ） A. 1：2：3 B. 3：2：1
C. 2：1：1
D. 1：1：1
解析：若不考虑过量，直接按金属计算则误选A 项。

根据222Na HCl H ~~；Mg HCl H ~~22；2632Al HCl H ~~可知盐酸对于三种金属都是不足量的，
因此也会误选D 项。

事实上由于Na 还可以与盐酸中的H O 2反，不会剩余，最终产生0.1 mol H 2，是Mg 和Al 的2倍。

选C 项。

五、某种反物剩余后可以发生副反，需逆推讨论
两种反物相互作用后，剩余物质可以继续发生其他反，致使生成物的成分不确，需逆向思维，分类讨论。

例如NO 2与O 2混合通入水中；NaOH 与NaHCO 3固体混合加热；SiO 2与CaCO 3高温反。

例5：将盛有100 mL NO 2和O 2混合气体的试管倒扣在水槽中，让其充分反，结果剩余气体10mL ，则原混合气体中NO 2与O 2的体积之比为（ ） A. 18：7 B. 3：2 C. 9：1 D. 43：7
解析：根据4242223NO O H O HNO ++=。

分类讨论：若剩余气体为O 2，则 A 项符合；
若剩余气体为NO ，则原混合气体中NO 2过量，发生如下反： 所以()()V NO mL V NO mL ==10302，余 则()()V O mL mL mL 215
1003014=-= D 项符合。

选A 、D 项。

六、生成物与过量的反物继续反，需确比例守恒解题
两种物质发生反后的一种生成物可以继续和过量的反物作用，导致相对过量或不足。

这类题有正向推导类型，如H S 2和O 2按一比例混合点燃，确生成物量的多少；NH 3与Cl 2的反。

也有逆向推导类型，如将CO 2（或SO H S 22、）通入到NaOH （或KOH ）中，由生成固体物质的质量确成分。

基本思路是依据原子守恒（若为氧化还原反可按电子守恒）巧妙解题。

例6：向300 mL KOH 溶液中缓慢通入一量的CO 2气体，充分反后在减压低温条件下蒸发所得溶液，得到了白色固体。

问：
（1）CO 2的通入量不同，得到的白色固体的组成也不同。

试推断有几种可能的组成，并分别列出。

（2）通入2.24L （状况下）CO 2气体时，得到了11.9g 白色固体。

请通过
计算确此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH 溶液的物质的量浓度为多少？
解析：（1）随着CO 2物质的量的增大，CO 2与KOH 溶液依次发生如下反： ①CO KOH K CO H O 22322+=+ ②CO H O K CO KHCO 222332++=
③当()()n CO n KOH 2≥时，CO KOH KHCO 23+=。

减压低温条件下蒸发得到的混合物有多种可能。

运用有序思维进行讨论： I. 如KOH 剩余，白色固体为KOH 和K CO 23； II. 恰好按①反完全，白色固体为K CO 23；
III. 开始发生反②，白色固体为K CO 23和KHCO 3的混合物； IV. K CO 23转化为KHCO 3相当于发生了反③。

（2）()()V CO L n CO mol 2222401
==..， 若按①反，得到固体的质量m g ≥138.，不符合题意。

若按③反，m g ≤100.，不符合题意。

因此产物是K CO 23和KHCO 3的混合物。

根据原子守恒、质量守恒，得： 解得：()n K CO mol 230050=.
则()m K CO mol g mol g 2310050138690=⨯=-..·
由K 守恒，()()n KOH mol c KOH mol
L
mol L ==
=-0150150300501....，·。

七、反物互滴导致相对过量，需分析过程，讨论解题
某两种反物可分步发生反，当两者互滴时可使不足量的物质相对过量，本
来停留在第一步的反可进行完全。

如盐酸与Na CO 23溶液；NaOH 溶液与AlCl 3溶液；NaAlO 2溶液与盐酸。

此类问题必须按实际反进行过程分析，若按终态思维解题
则导致失误。

例7. 有两种操作：①向1L 11mol L ·-的Na CO 23溶液中逐滴加入200mL 6mol L ·-1盐酸；②向200mL 6mol L ·-1的盐酸中逐滴加入1L 1mol L ·-1的Na CO 23溶液。

在相同情况下产生气体的体积（ ） A. 相同 B. 前者多 C. 后者多 D. 无法判断
解析：将盐酸缓慢滴入Na CO 23溶液时，先发生反：
Na CO HCl NaHCO NaCl 233+=+，当n HCl n Na CO ()()>23后，才继续第二步反：NaHCO HCl NaCl CO H O 322+=+↑+。

①中n Na CO mol ()231=，n HCl mol ().=12
，第一步HCl 剩余0.2mol ，第二步产生0.2mol CO 2；②本来不足量的盐酸一直处于相对过量状态，按222322HCl Na CO NaCl CO H O +=+↑+进行反，盐酸反消耗0.6mol Na CO 23，产生0.6mol CO 2。

故选C 项。

八、阴、阳离子反顺序不同导致过量，需拆开离子区别对待
因氧化还原能力强弱的差别，使同一物质的阴、阳离子反不同步，需讨论过量问题。

如将Cl 2通入FeBr 2溶液，或将Zn 、Fe 、Cu 混合物加入FeCl 3溶液中。

例8. 标况下往500mL FeBr 2溶液中缓缓通入4.48L Cl 2，测得溶液中有1
3
的Br -
被氧化成Br 2单质，求原FeBr 2的物质的量浓度。

分析：氧化剂Cl 2能将Fe Br 2+-、氧化，但还原性顺序是Fe Br 2+->，因此根据
Cl 2的物质的量不同可有如下两种极端反：
①63242233FeBr Cl FeCl FeBr +=+； ②23233232FeBr Cl FeCl Br +=+。

解法一：根据方程式讨论过量问题，分步计算。

设溶液中有x mol FeBr 2，由反①知消耗Cl 2 1
2x mol ，生成233x mol FeBr ；根据题意反②知1323
3×x mol FeBr 被氧化，消耗Cl x mol x mol 2
32291
3
×=，则1213448224021
x mol x mol L L mol mol +==-...·，解得x mol =024.，c FeBr mol
L
mol L ()...2102405048=
=-·。

但该法麻烦，而以下解法2、解法3简捷易懂。

其他解法不再赘述。

解法2：根据离子反关系式解题（关系式法）。

设溶液中有x mol FeBr 2。

x 1
2
x 则1
2
13
448224021
x x L
L mol mol +=
=-...·
解得x ＝0.24mol ，所以c FeBr mol L ().21048=-· 解法3：根据电子守恒法解题。

设溶液中有x mol FeBr 2，
则x Fe x Fe x Br x Br Cl Cl 232213213
0204++--~~.~.，×，， 依得失电子守恒有：x x x mol +==23
022024..×，
九、给出反物与生成物的比例关系，需对比分析，判断计算
例9. 在状况下，取甲、乙、丙各30.0mL 相同浓度的盐酸，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末，得下表中有关数据（假设反前后溶液体积不发生变化）。

请回答：
（1）__________；乙组中盐酸__________。

（2）盐酸的物质的量浓度为__________。

（3）合Mg 、Al 的物质的量之比为__________。

（4）丙之后，向容器中加入一量100
1.mol L ·- NaOH 溶液，能使合的铝粉恰好完全溶解，再过滤出不溶性固体，求所得滤液中各物质的物质的量浓度。

解析：（1）盐酸的用量相同，甲、乙对比，合金的质量增大气体体积增
大，说明甲组中合金不足，盐酸过量。

乙组中合金增重130mg ，比甲组合金质量的一半略大，而气体体积增大56mL ，远远小于甲组气体的一半，说明乙组盐酸不足。

（2）盐酸的浓度按乙组或丙组数据计算，由守恒关系：22HCl H ~，
得n HCl ()＝0.030mol ，c HCl mol L ().=-10
1·。

（3）合金的物质的量按甲组计算，由Mg H ~2，Al H ~3
2
2，则：
n Mg n Al L L mol ()()..+=
-320282241
·，
2427025511g mol n Mg g mol n Al g ·×·×--+=()().。

解得：n Mg mol ().=0005，n Al mol ().=0005，n Mg n Al ()()：：=11。

（4）由Mg OH Mg OH 222+-~~()，Al OH AlO 324+--~~，根据原子守恒，得
n NaAlO mol c NaAlO mol L ().().22100050167==-，·，n NaCl n HCl mol ()().==0030，c NaCl mol L ().=-101·。

十、通过字母设置过量，需分类讨论计算
例10. 298K 时，向V L 真空容器内通入n mol SO 2和m mol H 2S 。

（1）若n ＝2，则当m ＝____________时，反后容器内气体的密度最小。

（2）若2n m >，则反后氧化产物与还原产物的质量差为____________g 。

（3）若5n m =,且反后氧化产物与还原产物的质量和为48g ，则n ＋m ＝____________。

解析：（1）SO 2与H 2S 发生归中反：SO H S 222+＝3S H O ↓+22（l ），两者恰好完全反时，气体体积为0，密度最小，n ＝2，则m ＝4。

（2）2n m >，则SO 2过量，按m mol H S 2计算，消耗SO 2为12
m mol ，生成氧化产物m mol ，还原产物12m mol ，两者之差为12
m mol ，质量为16m g 。

（3）5n ＝m ，则SO 2不足，n S g
g mol mol ().=
=-4832151
·，则n SO mol ().205=，
n m n m ==+=052530...，，。