高中化学高考计算题守恒三大方法

按比例求解——化学计算三大法宝之首

[例1]Na2S2O3在30℃时的溶解度为35.5g/100gH2O。将30℃时的Na2S2O3饱和溶液271g冷却到10℃，析出晶体79.5g。计算10℃时Na2S2O3在水中的溶解度。

这是初中化学乃至小学算术中就开始出现的比例问题。

首先遇到的问题是每271g30℃时的饱和溶液中溶质和水各有几克。按比例，135.5g饱和溶液中有溶质35.5g，水100g，271是135.5的两倍，则含溶质71g，水200g。

Na2S2O3•7H2O中Na2S2O3的质量分数为0.5。

设10℃时100g水中最多可溶解Na2S2O3xg，再按比例列式：

(71-79.5×0.5)/(200-79.5×0.5) = x/100

x=19.5

答：10℃时Na2S2O3在水中的溶解度为19.5g/100gH2O。

[例2]某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0g/cm3。X射线研究表明在边长为1×10-7cm

的立方体中含有20个原子，此元素的相对原子质量为_____。

首先考虑：20个原子占体积10-21cm3，则1mol原子占多大体积。还是一个按比例求解的问题。

10-21×(6.02×1023/20)=30.1cm3/mol

30.1×5.0=150.5

[例3]达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。

取该碱式盐3.01g，加入2.0mol/L盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全。计算该碱式盐样品中OH-与CO32-的物质的量之比。

在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠，过滤，沉淀物干燥后重1.74g。试推测该碱式盐的化学式。

假定该盐为Al a Mg b(OH)c(CO3)d•eH2O。

盐酸首先与OH-中和，再与CO32-反应生成HCO3-，最后将HCO3-转变为CO2。按比例列式：

42.5/2.5 = (c+d)/d c:d=16:1

如果d=1，与d对应的HCl为0.005mol，即0.005mol该盐为3.01g。按比例，1mol盐为602g。

1.74g沉淀物当为Mg(OH)2，78g/mol，0.03mol。d=1，则b=6。

据电荷平衡，a=2

最后按分子量确定e=4

答：Al2Mg6(OH)16(CO3)•4H2O

[例4]难溶盐MCO3w g，加热完全分解为MO和CO2后，残留物的质量较原物质少了p g。求MCO3中M的质量分数。

这可“按化学方程式计算”。

MCO3→ MO+ CO2

M+60 44

w p

按比例列式 (M+60)/w = 44/p

M=44w/p -60

结果是 = [(44w/p)-60]/(M+60) =[(44w/p)-60]/(44w/p)= 1-15p/11w

这里最需要讨论的问题是 [(44w/p)-60]/(M+60)是否等于 [(44w/p)-60]/w，或者说后面这个比值是否成立。

[例5]某容器中盛有某种气态烃和氧气的混合物0.03mol，温度为400℃，其中氧气的量是此烃完全燃烧所需量的2倍。该烃完全燃烧后容器中压力提高了5%(温度保持不变)，并测得H2O的质量为0.162g。求烃的分子式。

设该烃分子式为C x H y，其物质的量为amol。

C x H y+(x+y/4)O2→xCO2+ y/2 H2O(g) Δ y/4-1

a (0.03-a)/2 0.162/18 0.03×5%

化学反应方程式中的每一项都可能用于按比例列式。包括“差量”。

1/a = (x+y/4)/[(0.03-a)/2] = (y/2)/(0.162/18) = (y/4-1)/(0.03×5%)

答：C3H6

[例6]在密闭容器中充入amol SO2和bmol O2(V2O5为催化剂，400℃)，反应达平衡时，容器内共有Dmol气体。这时容器内尚有SO2________mol。

2SO2+ O2→2SO3Δ1

x a+b-D

按比例列式 x/2 = (a+b-D)/1

x=2a+2b-2D (x为反应消耗的SO2的量)

剩余的SO2为a-(2a+2b-2D)= 2D-a-2b

这里遇到的一个重要问题是反应前后气体的差值究竟是(a+b)-D还是D-(a+b)。

[例7]1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9:1，SO2的转化率为_____。

质量守恒，密度与体积成反比，该反应前后混合气体的体积比为1:0.9，即总体积下降10%。

2SO2+O2→2SO3⊿=1

x 4×10%

按比例列式： 2/x = 1/0.4

x=0.8 (x为转化了的SO2的体积)

答：80%

[例8]氢气和氧气的混合气体，在120℃和一定压强下体积为aL，点燃后发生反应。待气体恢复至原来的温度和压强时，测得其体积为bL。求原混合气体中氢气的体积。

2H2 + O2→2H2O(g) ⊿=1

x a-x a-b

(1)H2过量，由完全反应的O2按比例列式：

a-x=a-b x=b

(2)O2过量，由完全反应的H2按比例列式：

x/2 = (a-b)/1 x=2(a-b)

答：b或2(a-b)L

物料守恒——化学计算三大法宝之二

[例1]将0.51g镁铝混合粉末溶于4mol/L盐酸溶液50mL中。现加入2mol/L氢氧化钠溶液，要使沉淀达到最大量，需要这种氢氧化钠溶液____mL。

解：答案其实与“0.51g”无关。溶液中最后的溶质是NaCl，即NaOH与HCl应等物质的量，各为0.2mol。

答：100

[例2]常温下往100mLFeCl3溶液中通入0.224LH2S，结果生成单质硫。再加入过量铁粉，反应停止后溶液中含有0.06mol阳离子。原FeCl3溶液的浓度是____mol/L。

解：求解与“0.224L”无关。最后溶液的溶质仅为FeCl2，即有0.12molCl-，即可知原有的FeCl3应为0.04mol。

答：0.4

[例3]沥青铀矿主要成分的分子式为U3O8。历史上，柏齐里乌斯把U的相对原子质量定为120，门捷列夫建议改为240，阿姆斯特朗又认为是180。现已证明门氏正确，请推测柏氏与阿氏给沥青铀矿写的分子式。

解：既然门捷列夫正确，则该物质中U与O的质量之比就是240×3:16×8，该比值应该是大家承认的一个客观事实，是各人考虑问题的基点。柏齐里乌斯的结论是(720/120):8，阿姆斯特朗的结论是(720/180):8。

答：U3O4 UO2

[例4]在足量水中加入一定量的Na2O2后再加入一定量的铝粉，反应完毕后无固体剩余，得澄清溶液，整个过程共生成气体3.5g。再向溶液中加入3.5mol/LHCl 200mL，先产生沉淀，后沉淀恰好全部溶解。原Na2O2的质量为____g，铝粉的质量为____g。

解：设Na2O2、Al的物质的量分别是a、bmol。

气体是O2与H2的混合物。每摩尔Na2O2释放O20.5mol，每摩尔Al释放H21.5mol。

最后溶液为NaCl和AlCl3的混合液，Cl-全部来自HCl。

16a+3b=3.5 2a+3b=3.5×0.2 a=0.2 b=0.1

答：15.6 2.7

[例5]某硫酸溶液100mL里加入1.60g Fe2O3，全部溶解，再向其中加入5.00g铁粉，溶液变浅绿色。反应停止后还剩余3.32g铁粉。求硫酸的物质的量浓度。