化學計算專題復習——關(guān)系式法

1、；（一）對于涉及多步反應的習題可根據(jù)各方程式中反應物、產(chǎn)物的聯(lián)系推出關(guān)系式 例 1 工業(yè)上常用漂白粉跟酸反應放出的氯氣質(zhì)量對漂白粉質(zhì)量的百分比（x% ）來表示漂白粉的優(yōu)劣。漂白粉與酸的反應式為：Ca(ClO) 2 CaCl 2 +2H2442Cl22H2O，現(xiàn)為了測定一瓶漂白粉的x%進行如下實SO 2CaSO驗，稱取漂白粉樣品 200.g ，加水研磨后轉(zhuǎn)入250mL 容量瓶內(nèi)用水稀釋至刻度，搖勻后取出250. mL 加入過量的碘化鉀溶液和過量的稀硫酸靜置，待漂白粉放出的氯氣與碘化鉀完全反應后，用 0.100mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定反應中生成的碘，反應如下：2Na 2 SO3I 2Na

2、 2 S4 O62NaI 滴定時用去硫代硫酸鈉溶液20mL ，試由上述數(shù)據(jù)計算該漂白粉的x% 。解析：設 2.00g漂白粉樣品生成m g 氯氣，由反應 Cl 2 2KII 2 2KCl 和2 Na2 S2 O3I 2 Na 2 S4 O6 2 NaI可 得 關(guān) 系 式 ： Cl 22Na2 S2 O3 ， 則 有 71 : 2m : 0.1 0.022500.71g ， 故， 得 m0.7125100% 355%.x%2.00 例 2 金屬錫的純度可通過下述方法分析，將試樣溶于鹽酸，反應方程式為：Sn2HClSnCl2H 2，再加入過量三氯化鐵溶液發(fā)生如下反應：SnCl 22FeCl 3SnC

3、l42FeCl2 ，最后用已知濃度的重鉻酸鉀溶液滴定生成的亞鐵離子，反應方程式為：6FeCl 2K 2Cr 2O714HCl6FeCl 32KCl2CrCl 37H 2 O現(xiàn)有金屬試樣 0631.g ，經(jīng)過上述各步反應后共用去0.100 mol/L 的重鉻酸鉀溶液160. mL ，求試樣中錫的質(zhì)量分數(shù)（假定雜質(zhì)不參加反應）解析：關(guān)系式： 3Sn 3SnCl2 6FeCl 2 K2 Cr2 O70.10.0163119Sn的質(zhì)量分數(shù)：0.613100% 93.1%例 3環(huán)境監(jiān)測測定水中溶液解氧的方法是（） 取 a mL 水加入固定劑MnSO 4 溶液和堿性 KI 溶液（含氫氧化鉀）中，立即塞好塞

4、子并振蕩搖勻，使之充分反應。.； 測定：開塞后迅速加入硫酸使之生成碘，再用b mol/L 硫代硫酸鈉溶液滴定，消耗V mL ，有關(guān)反應方程式為： 2Mn 2O24OH2MnO (OH ) 2 MnO ( OH ) 22I4 HMn 2I2 3H2OI 22S2O322IS4O62，求水中溶解氧的量（以g/L 為單位）解析：設水中溶解 x mol 氧氣，根據(jù)上述反應方程式得出關(guān)系式O22 MnO (OH ) 22I 24S2O321 mol：4 molx mol：b V 10 3得 xbV 10 3，1L 水中溶解氧氣的量為：4(bV10 3)1000 molbVmol ，質(zhì)量 = bV328b

5、V g / L 。4a4a4aa（二）從主要元素的原子守恒推關(guān)系式 例 1 在氧氣燃燒0.22g 硫和鐵組成的化合物，使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，把這些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩幔@些硫酸可用10mL ， 0.5mol/L氫氧化鈉溶液完全中和，則原化合物中硫的百分含量為（）A. 72%B.40%C. 36%D.18%解析：通過各步反應方程式可得出：SH 2SO42NaOH設化合物中硫的質(zhì)量為x gSH2 SO42 NaOH32 g：2 molx：0.51010 3.；得 x 320.0050.08g ，所以原化合物中硫的百分含量為：20.08100%36%0.22所以選 C。 例

6、 2 某硫鐵礦廠每天用含二硫化亞鐵60% 的硫鐵礦 500t 生產(chǎn)硫酸，如果在沸騰爐內(nèi)損失5% 的硫，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為 90% ，問每天能生產(chǎn) 98% 的硫酸多少噸？解析：解：設生產(chǎn) 98% 硫酸 xt ，根據(jù)各步反應方程式，且硫守恒得關(guān)系式：FeS22 H2 SO4120： 29850060%(1 5%) 90%： x98%則有：120298 解得：50060%(1 5%) 90%x98%x427.5t。并列化學反應某兩種物質(zhì)系數(shù)比相同或某些量值相同，利用這些系數(shù)或量值可解有關(guān)混合物的計算。例 1將一定質(zhì)量的碳和 8 g 氧氣在密閉容器中高溫反應后恢復到原來溫度，測得容器內(nèi)壓強增大 04.

7、 倍，則參加反應的碳的質(zhì)量為（）A.2.4 gB.4.2gC. 6gD. 84.g解析：解：由壓強增大04. 倍知該值落在壓強不變與壓強增大1 倍之間，發(fā)生下列并列反應：氧氣 充足氧氣不充足C O2CO22CO22CO因碳與二氧化碳，碳與一氧化碳系數(shù)比均為1：1， 所 以 n(C)n （ 混 合 氣 ）， 所 以m(C)8124.2 g ，選 B。14.32例 2鐵粉與硫粉的混合物a g ，在隔絕空氣的條件下加熱充分反應后，冷卻再迅速投入足量的稀硫酸中，可得氣體bL （標準狀況），試分析所得氣體的成分和各成分所占的體積百分比？解：所得氣體的物質(zhì)的量為Fe 的物質(zhì)的量。bLmFebnFe56 2

8、.5b22.4 L22.4.；（ 1）若 S 粉過量，氣體全部為H2 S 占 100%（ 2）若 Fe 粉過量：則 nsa2.5bn( H2S )32molH2S%( a25. b)22.4100%70a175b %32bbH 2 %275b70a %b例 3今有氫氣和一氧化碳（體積比為1：2）的混合氣體 V L ，當其完全燃燒時所需氧氣的體積為（）A.3VLB. 2VLC. VLD.05.VL解析：2H2點燃點燃2CO2解：由反應方程式：O 22H 2O 2COO2知氫氣、一氧化碳氣體需氧氣的體積均為，自身體積的二分之一，與混合氣體中兩種氣體體積比無關(guān)，因混合氣為VL ，耗氧則為 V L ，

9、選 D。2【模擬試題】（答題時間： 40 分鐘）一. 選擇題：1.將 FeS 和 Fe2 O3 的混和物56.6g ，用足量稀H 2 SO4 溶解后可得32. g 硫，原混和物中FeS 質(zhì)量可能是（）A.88. gB.406.gC. 214. gD.478.g2.分析磁鐵礦時，將鐵沉淀為Fe (OH ) 3 ，再灼燒至Fe2 O3 ，若灼燒后 Fe2 O3 的質(zhì)量在數(shù)值上等于試樣中Fe3O4 的百分含量，則需取試樣為（）A.145. gB.0.97gC.0.73gD. 3.4g3.工業(yè)上以焦炭、水、空氣為原料制NH 3 時，根據(jù)化學方程式可知，理論上碳與NH 3 物質(zhì)的量之比是（）A.2: 3

10、B. 3:2C.4: 3D.3: 44.超氧化鉀（ KO2 ）常用于急救器中， 它能吸收 CO2 生成碳酸鹽和氧氣。 現(xiàn)用 156g 金屬鉀在一定條件下與O2充分反應生成 KO2 ，若此超氧化鉀完全吸收 CO2 ，則生成的氧氣在標準狀況下的體積是（）A.112. LB.224.LC.448. LD. 67.2 L二. 填空題：.；5. 向混有 Fe2 O3 的鐵屑中加入足量的稀 H 2 SO4 ，直到固體完全溶解， 若得到的溶液中不含 Fe3 ，產(chǎn)生的 Fe2與 H 2 的物質(zhì)的量之比是41: ，則原混和物中 Fe2 O3 與 Fe 的質(zhì)量比是 _，有關(guān)反應的離子方程式是（ 1）_ ；（ 2）

11、_；（ 3） _。6. 某化肥廠用 NH 3 制備 NH 4 NO3 ，已知：由 NH 3 制 NO 的產(chǎn)率是 98% ， NO制HNO 3 的產(chǎn)率是 92% ，HNO 3 跟 NH3 反應生成 NH 4 NO3 ，則制 HNO 3 所用去的 NH 3 的質(zhì)量占總耗NH 3 質(zhì)量（不考慮生產(chǎn)的其它損耗）的_%。三. 計算：7. 工業(yè)上將氨全部轉(zhuǎn)化變成硝酸。已知用去空氣中的氧氣6.4kg ，需氨氣多少kg ？若硝酸的產(chǎn)率80% ，生成多少 kg 濃度為 60% 的硝酸？8. 某試劑廠生產(chǎn)的化學試劑FeCl 3 6H 2 O ，國家規(guī)定其二級品含量不低于990%. ，三級品不低于 980%. ?，F(xiàn)

12、稱取0500. g 樣品將其溶于水， 向所得溶液中加入少量鹽酸使之酸化，并加入適量 KI 溶液充分反應， 最后用 0.100mol/LNa2 S2O3 標準溶液滴定，反應如下：I 22Na2 S2O32 NaI Na 2 S4 O6 ，滴定達終點時用去 Na 2 S2O318.17mL ，試通過計算說明此樣品屬于哪一級產(chǎn)品？【試題答案】一.1.AB2.B3.B4. D二 .5. 10:7（ 1） Fe 2HFe2H 2（ 2） Fe2O3 6H2 Fe33H2O（ 3） 2 Fe3Fe3Fe26. 52.5三. 7. 1.7kg ， 8.4kg8. 983%. 為三級產(chǎn)品關(guān)系式法常常應用于多步

13、進行的連續(xù)反應，因前一個反應的產(chǎn)物是后一個反應的反應物，可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳.；遞關(guān)系，找出原料和最終產(chǎn)物的相應關(guān)系式。它是化學計算中的基本解題方法之一，利用關(guān)系式法可以將多步計算轉(zhuǎn)化為一步計算，免去逐步計算中的麻煩，簡化解題步驟，減少運算量，且計算結(jié)果不易出錯，準確率高。例 1：用含 FeS2 80% 的硫鐵礦生成硫酸，已知該礦石的利用率為95%，SO2 的轉(zhuǎn)化率為90%，SO3 的吸收過程中損失率為 2%，求生產(chǎn) 500t98% 的硫酸需礦石的質(zhì)量和標況下空氣的體積。 （假設空氣中氧氣的體積分數(shù)為20%）。解 析 ： 設 需 要 礦 石 的 質(zhì) 量 為 x ； 氧 氣 物 質(zhì) 的 量 為

14、y 。 本 題 涉 及 的 化 學 方 程 式 為 ：4FeS2 11O 2高溫 2Fe2 O38SO2 ； 2SO2 O2高溫 2SO3 ； SO3 H 2OH 2 SO4 。利用催化劑關(guān)系式法（硫元素守恒）列式：FeS22H 2 SO4120t2× 98t80% 95% 90%(1 2%) x 500t× 98%解之得： x447.5t另外，氧氣參與了兩個反應，可將+× 4+× 8，整理后得出相應的關(guān)系式：15O28H 2 SO415mol8 98gy500 106 g 98%解之得： y9.375106 mol則所需空氣的體積：V9.375106

15、mol22.4mol / L20%1.0510 9 L 。評析：原料或中間物質(zhì)不能全部進入產(chǎn)物時，常按下列關(guān)系處理：中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率原料的轉(zhuǎn)化率化合物中某元素的損失率該化合物的損失率中間產(chǎn)物的損失率原料的損失率原料的利用率1-該原料的損失率例 2：工業(yè)上生產(chǎn)電石是用生石灰與焦炭在電爐內(nèi)加熱進行的 .；(3CCaO CaC2CO) ，假設原料的利用率為95%，則 36t 焦炭可生產(chǎn)多少t 乙炔？解析： 本題依據(jù)題給化學方程式，用關(guān)系式法列式：3CC2H 2312t26t36t95%m(C2 H 2 )解之得： m(C 2 H 2 )24.7t評析：1關(guān)系式法解題的關(guān)鍵是找準關(guān)系式，要注意某些元素

16、是否都轉(zhuǎn)入產(chǎn)物中，中間產(chǎn)物反應過程中是否又有原料參與，不可盲目地根據(jù)起始物和產(chǎn)物中的原子守恒直接得出關(guān)系式。一般而言，依據(jù)化學方程式、化學式、電極反應式確定的關(guān)系式更為準確。2常見多步反應的關(guān)系式為：工業(yè)上制硫酸： FeS2 2S 2H 2SO4工業(yè)上制硝酸： N22NH3 2HNO 3焦炭制乙炔：3C CaC 2C2H2例 3：為測定某石灰石中CaCO 3 的質(zhì)量分數(shù)，稱取Wg 石灰石樣品，加入過量的濃度為6mol/L 的鹽酸，使它完全溶解，加熱煮沸， 除去溶解的 CO2，再加入足量的草酸銨 ( NH 4 )2 C 2O4 溶液后， 慢慢加入氨水降低溶液的酸度，則析出草酸鈣沉淀：C2O42C

17、a 2CaC 2O4， 過 濾 出 CaC 2O4 后 ， 用 稀 H 2 SO4 溶 解 ：CaC 2 O 4H 2SO4H 2C 2 O 4 CaSO4 ，再用 蒸餾 水稀釋 溶液 至 V0 mL ，取 出 V1mL 用 amol / L 的KMnO 4 酸性溶液滴定，此時發(fā)生反應： 2MnO 45H 2C2O46H2Mn 210CO28H 2O ，若滴定終點時消耗 amol/L 的 KMnO4V2mL ，計算樣品中 CaCO 3 的質(zhì)量分數(shù)。解析： 設生成沉淀 CaCO 3 物質(zhì)的量為 x本題涉及到化學方程式或離子方程式為：.；CaCO32HClCaCl 2 H 2 O CO2C2O42Ca2CaC2 O4由此得出相應的關(guān)系式：CaC2O4H 2SO4H 2 C2O4CaSO42MnO45H 2 C2O4 6H2Mn 210CO28H 2 O5