高中化学计算专题

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高一化学教学中所涉及的教学法归纳——

平均值法在高一化学解题中的应用

在新高一的授课过程中常常发现这样一个题目让孩子们很头疼：

由两种金属组成的混合物，与足量的盐酸反应生成氢气的体积为（标准状况），则混合物的组成不可能是（）

A、Al和Fe

B、Mg和Zn

C、Mg和Al

D、Mg和Cu

通过对于孩子的观察发现孩子们在解题中，无论是南洋模范的四大名校，还是建平中学的市重点还是高桥的区重点，还是普高的孩子，普遍的做法是利用假设法，假设为纯金属，分别带进去计算，耗时耗力。

通过教学过程中的摸索，建议给到孩子解题思路：

解：n(H2)==

设为单一的二价金属：

M + 2HCl → MCl2 + H2↑

1 1

X

推出：x= mol

则M==28g/mol

把所有的金属看做二价金属的话，

则M Al=27×2/3=18 M Fe=56 M Mg=24 M Zn=65 M Cu=∞

(对于不反应的金属的式量看做无穷大)

而我们需要寻找的是一个式量恰好为28的二价金属，或者为一个大于28一个小于28的金属混合物，则答案为：C

通过教学归纳，目前来说孩子们在高一前两章的学习中主要会遇到四种题型：

一、金属与酸的反应：

由两种金属组成的混合物，与足量的盐酸反应生成氢气的体积为（标准状况），则混合物的组成可能是（）

A、Fe 和Zn

B、Mg和Fe

C、Mg和Al

D、Zn和Cu

解：n(H2)==

设为单一的二价金属：

M + 2HCl → MCl2 + H2↑

1 1

X

推出：x= mol

则M==60g/mol

把所有的金属看做二价金属的话，

则M Al=27×2/3=18 M Fe=56 M Mg=24 M Zn=65 M Cu=∞

(对于不反应的金属的式量看做无穷大)

而我们需要寻找的是一个式量恰好为60的二价金属，或者为一个大于60一个小于60的金属混合物，则答案为：A

二、金属与氯气的反应

两种金属混合物65g，与氯气完全反应，消耗氯气71g，则合金的组成可能是（）

A、Cu和Zn

B、Al和Ag

C、Fe和Ca

D、Cu和Ca

解：n(Cl2)=71/71=1mol

设为单一的二价金属：

M + Cl2→ MCl2

1 1

x 1

推出：x=1 mol

则M=65/1=65g/mol

把所有的金属看做二价金属的话，

则M Al=27×2/3=18 M Fe=56×2/3= M Mg=24 M Zn=65 M Cu=64

M Ca=40 M Ag=216

(对于不反应的金属的式量看做无穷大)

而我们需要寻找的是一个式量恰好为65的二价金属，或者为一个大于65一个小于65的金属混合物，则答案为：B

金属和酸反应的题型与金属和氯气反应的题型的主要差别在于，对于Cu、Ag等不和酸反应的物质来说，式量看做是无穷大，而在和氯气反应的时候，二价Cu则看作为64g/mol，一价金属Ag则看为2×108=216g/mol

三、氢气和卤素反应

例：有两种卤素单质共1mol，跟氢气在一定条件下完全反应后生成的卤化氢的平均式量为，则该两种卤素单质可能是（）

A、氟气和氯气

B、氟气和溴单质

C、氯气和溴单质

D、溴单质和碘单质

解析：设该卤素单质为单一卤素，即

X2 + H2 → 2HX

1 1 2

推出n(HX)=2mol

M (HX)=mol

M (HF)=20 M (HCl)= M (HBr)=81 M (HI)=128

而我们需要寻找的是一个式量恰好为的卤化氢，或者为一个大于一个小于的卤化氢，则答案为：B

四、复分解反应

1、现有硫酸铵样品，期中可能混有Na2SO4、K2SO4、MgSO4中的一种或几种。将样品溶于水，跟足量的Ba(NO3)2溶液反应，生成沉淀。则下列对该混合物组成的判断中，正确的是（）

A、一定没有Na2SO4

B、一定没有K2SO4

C、一定含有MgSO4可能含有Na2SO4

D、一定只有MgSO4

解法一：

n[(NH4)2SO4]=132=

设样品为单一的硫酸铵样品，则发生反应：

(NH4)2SO4+Ba(NO3)2→BaSO4↓+2NH4NO3

1 1 1 2

x

推出：x=

m(BaSO4)=233g/mol×=

而硫酸钡沉淀实际的质量却为，也就是说我们至少要需要找到一个同为硫酸盐（MSO4），式量却要小于硫酸铵（(NH4)2SO4）的样品

M（Na2SO4）= 142 g/mol M（K2SO4）= 174g/mol M（MgSO4）= 120g/mol

故只要存在硫酸镁的硫酸铵样品即符合要求，同时也可以存在一些式量大于硫酸铵的杂质，故答案选C

解法二：设样品为单一物质，设通式为MSO4

则反应物和沉淀存在如下如下关系

MSO4 ~ BaSO4↓

1 1

X 233

推出：x=233 mol

则M=233)≈131g/mol

而硫酸铵（(NH4)2SO4）的式量只有132，要使得平均式量为131，至少需要一个式量小于131的物质存在M（Na2SO4）= 142 g/mol M（K2SO4）= 174g/mol M（MgSO4）= 120g/mol 故答案选C

2、有氯化钠样品（内含一种杂质）溶于水配成溶液，跟足量AgNO3溶液充分反应后得到

沉淀，则该样品中可能含有的杂质是（）

A、CaCl2

B、KCl

C、MgCl2

D、NH4Cl

【解法同上】

3、取9g两种碳酸盐的混合物，跟足量的盐酸充分反应，共产生二氧化碳(标准状况)，则该混合物可能是（）

A、CaCO3和Na2CO3

B、Na2CO3和K2CO3

C、K2CO3和CaCO3

D、CaCO3和MgCO3

解：设样品为单一物质，设通式为MCO3

则反应物和沉淀存在如下如下关系

MCO3 ~ CO2↓

1 1

x =

推出：x = mol

则M=9/≈90g/mol

要使得

已知：M（CaCO3）= 100g/mol M（Na2CO3）= 106g/mol

M（K2CO3）= 138g/mol M（MgCO3）= 84g/mol

要使得平均式量为90g/mol，要么两者皆为90g/mol，要么一个大于90g/mol，一个小于90g/mol

故答案选D

【补充练习】