高中化学:化学计算题的常见解题方法
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一、赋值法
当题目没有给出数据或不需要给出数据时,为了计算方便,可以人为的赋予一个值,这种方法叫做赋值法。
例1、分子式为的两种酸的物质的量浓度相同(两种酸所含的氢均可电离成),当分别和氢氧化钠溶液发生中和反应时消耗等物质的量的氢氧化钠,则
两溶液体积之比为:()
A.
B.
C. 1:1
D.
解析:本题考查酸碱中和反应原理。
属于无数据题。
取,两种酸的浓度都为1mol/L。
由
,得:
答案:B
二、不等式法
数学是化学计算的工具,数学中不等式在化学中有广泛应用。
对于一些有关范围的问题,可以用不等式表示,在数据
处理中,根据“两大取大,两小取小”规则,确定合适的取值范围,这种解题方法叫做不等式法。
例2、常温下,取金属钠、铝、铁各ng,分别加入的稀硫酸,要使铝、铁反应后放出等量的氢气,且比钠生成的氢气少,V和n的数值大小关系:()
A.
B.
C.
D.
解析:本题考查金属与酸反应,活泼金属与水反应。
符合本题产生氢气的量必须具备的条件是:对于铝和铁,酸完全反应,金属可能过量;对于钠,酸不足,过量的钠又与水反应。
分别将ng铝、铁、钠完全反应,消耗硫酸的物质的量分别为,根据不等式规则,两小取小,当时,对于三种金属来说,硫酸都反应完了,以硫酸的量计算氢气量,都相等。
剩余的钠与水反应又放出氢气,故钠产生的氢气量最多。
即当时,铁和铝产生氢气的量相等,钠产生的量大于铁铝产生氢气的量。
依次推出其他情况都不符合题意。
答案:A
三、极端假设法
对于一些不能直接计算准确量的问题,考虑两种极端情况,求出端点,即求出最大值和最小值,根据平均值原理,其真实值在最大值与最小值之间,这种方法叫做极端假设法。
例3、在标准状态下,硫酸反应,产生的气体体积可能为:()
A. 40.32L
B. 20.16L
C. 30L
D. 45L
解析:本题考查硫酸与金属进行的反应。
浓硫酸与锌反应,开始生成。
当硫酸浓度变小时,生成氢气。
所以产生的气体是混合物。
①假设只生成
,发生反应:,得
②假设只生成氢气,发生反应为
根据平均值原理,
答案:C
四、摩尔电子质量法
摩尔电子质量:根据金属失去1mol电子所需要的质量计算,避免写化学方程式,能提高解题速度。
对于金属与酸反应、金属与盐反应、金属与非金属等有金属参加的反应,都可以用摩尔电子质量计算,解题时往往要配合电子守恒、平均值法和极端假设法。
平均摩尔电子质量就是金属混合物失去1mol电子时所消耗金属的质量。
例4、将一定质量的镁、锌、铝、铁和铜混合物与足量稀硫酸反应,产生氢气在标准状况下为 2.8L,原混合物的质量不可能为:()
A. 2g
B. 4g
C. 9g
D. 10g
解析:
摩尔电子质
金属1mol金属失电
子金属相对原子质
量
摩尔电子质量
镁2mol 24
锌2mol 65
铝3mol 27
铁2mol 56
铜0 64
设参加反应的金属混合物质量为M,有平均摩尔电子质量:根据平均值原理有,有故A项不符合题意。
答案:A
五、守恒法
守恒法是中学化学计算的金钥匙。
在审题中淡化过程,重始终态。
分析化学变化中守恒要素(化合价、原子数、电子数、电荷数和质量),根据守恒要素列出关系式,再求解。
守恒法谨防漏掉因子,一定要理解“总数”两字含义。
例5、已知单质铁溶于一定浓度的硝酸溶液中,反应的离子方程式为:
(化学计量数a~k 均为正整数)。
回答下列问题:
(1)根据反应中氮、氢、氧三种元素的原子个数守恒,可得c,g,h的关系式_________(用一个代数式表示,下同)。
(2)根据反应中离子的电荷守恒,可得b、c、d、g的关系式是__________________。
(3)根据反应中电子转移的总数相等,可得d、g、f、h的关系式是_______________。
(4)若a=12,且铁和稀硝酸恰好完全反应,则b的取值范围是__________________;c的取值范围是_______________。
解析:对于氧化还原反应的离子方程式遵循三守恒:得失电子总数守恒,电荷守恒和原子个数守恒。
(1)由氧元素守恒:①;由氢元素守恒:②;由氮原子守恒:③,由①式、②式和③式得:
(2)由电荷守恒得:
(3)由:失去电子数为,:失去电子数为,可知,失电子总数为;由,得到电子数为;,得到电子数为,可知,得电子总数为,根据电子守恒得:
(4)在该反应中,若铁被氧化成,硝酸被还原成NO,则所需的硝酸量最大,因,故有
在该反应中,若铁被氧化成,硝酸被还原成,则所需的硝酸量最小,故有:
,综上所述得:
答案:(1)(2)(3)
(4)。