最全汇总!八种化学计算题解题方法
1关系式法
关系式法是根据化学方程式计算的巧用,其解题的核心思想是化学反应中质量守恒,各反应物与生成物之间存在着最基本的比例(数量)关系。例题1 某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下
再通入过量O2,最后容器中固体质量增加了 [ ]
A.3.2 g B.4.4 g C.5.6 g D.6.4 g[解析]
固体增加的质量即为H2的质量。
固体增加的质量即为CO的质量。
所以,最后容器中固体质量增加了3.2g,应选A。
2方程或方程组法
根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解,是化学计算中最常用的方法,其解题技能也是最重要的计算技能。例题2 有某碱金属M及其相应氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反应后,小心地将溶液蒸干,得到14 g无水晶体。该碱金属M可能是 [ ]
A.锂 B.钠 C.钾 D.铷
(锂、钠、钾、铷的原子量分别为:6.94、23、39、85.47)设M的原子量为x
解得 42.5>x>14.5
分析所给锂、钠、钾、铷的原子量,推断符合题意的正确答案是B、C。
3守恒法
化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系,那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律,常能简化解题步骤、准确快速将题解出,收到事半功倍的效果。例题3 将5.21 g纯铁粉溶于适量稀H2SO4中,加热条件下,用2.53 g KNO3氧化Fe2 ,充分反应后还需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2 ,则KNO3的还原产物氮元素的化合价为___。解析:0.093=0.025x+0.018,x=3,5-3=2。应填: 2。
(得失电子守恒)
4差量法
找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的方法,即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。差量法的实质是根据化学方程式计算的巧用。它最大的优点是:只要找出差量,就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。例题4 加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg,使之完全反应,得剩余物ng,则原混合物中氧化镁的质量分数为 [ ]设MgCO3的质量为x
MgCO3 MgO CO2↑混合物质量减少
应选A。
5平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一种重要的解题思维和解题
断MA或MB的取值范围,从而巧妙而快速地解出答案。例题5 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是 [ ]
A.锌 B.铁 C.铝 D.镁各金属跟盐酸反应的关系式分别为:
Zn—H2↑ Fe—H2↑
2Al—3H2↑ Mg—H2↑
若单独跟足量盐酸反应,生成11.2LH2(标准状况)需各金属质量分别为:Zn∶32.5g;Fe∶28 g;Al∶9g;Mg∶12g。其中只有铝的质量小于10g,其余均大于10g,说明必含有的金属是铝。应选C。
6极值法
巧用数学极限知识进行化学计算的方法,即为极值法。
例题6 4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银
沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是[ ]
A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96本题如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有无限多种组成方式,则求出的数据也有多种可能性,要验证数据是否合理,必须将四个选项代入,看是否有解,也就相当于要做四题的计算题,所花时间非常多.使用极限法,设2.00克全部为KCl,根据KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,则可得沉淀为
(2.00/74.5)*143.5=3.852克,为最大值,同样可求得当混合物全部为KBr时,每119克的KBr可得沉淀188克,所以应得沉淀为(2.00/119)*188=3.160克,为最小值,则介于两者之间的数值就符合要求,故只能选B和C.
7十字交叉法
若用A、B分别表示二元混合物两种组分的量,混合物总量为A B(例如mol)。若用xa、xb分别表示两组分的特性数量(例如分子量),x表示混合物的特性数量(例如平均分子量)则有:
十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系。它多用于哪些计算?
明确运用十字交叉法计算的条件是能列出二元一次方程的,特别要注意避免不明化学涵义而滥用。十字交叉法多用于:
①有关两种同位素原子个数比的计算。
②有关混合物组成及平均式量的计算。
③有关混合烃组成的求算。(高二内容)
④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。例题7 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均原子量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 [ ]
A.39∶61 B.61∶39
C.1∶1 D.39∶11此题可列二元一次方程求解,但运用十字交叉法最快捷:
8讨论法
讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计算加推理,将题解出。例题8 在30mL量筒中充满NO2和O2的混合气体,倒立于水中使气体充分反应,最后剩余5mL气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升?最后5mL气体可能是O2,也可能是NO,此题需用讨论法解析。解法(一)
最后剩余5mL气体可能是O2;也可能是NO,若是NO,则说明NO2过量15mL。
设30mL原混合气中含NO2、O2的体积分别为x、y
4NO2 O2 2H2O=4HNO3
原混合气体中氧气的体积可能是10mL或3mL。解法(二):
设原混合气中氧气的体积为y(mL)
(1)设O2过量:根据4NO2 O2 2H2O=4HNO3,则O2得电子数等于NO2失电子数。
(y-5)×4=(30-y)×1
解得y=10(mL)
(2)若NO2过量:
4NO2 O2 2H2O=4HNO3
4y y
3NO2 H2O=2HNO3 NO
因为在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得电子转变为NO,其余(30-y-5)mLNO2都失电子转变为HNO3。
O2得电子数 (NO2→NO)时得电子数等于(NO2→HNO3)时失电子数。【评价】解法(二)根据得失电子守恒,利用阿伏加德罗定律转化信息,将体积数转化为物质的量简化计算。凡氧化还原反应,一般均可利用电子得失守恒法进行计算。无论解法(一)还是解法(二),由于题给条件不充分,均需结合讨论法进行求算。
4y 5×2=(30-y-5)×1
解得y=3(mL)
原氧气体积可能为10mL或3mL
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