利用化學方程式的簡單計算

[知識要點梳理]

知識點一：化學方程式的計算步驟

實例：工業(yè)上，高溫煅燒石灰石（主要成分是CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。如果要制取1t氧化鈣，需要碳酸鈣多少噸？

解：①根據(jù)題意設未知量設需要碳酸鈣的質量為x。

②寫出反應的化學方程式并配平CaCO3CaO＋CO2↑

③寫出相關物質的相對分子質量10056

和已知量、未知量x1t

④列出比例式，求解＝

x＝＝1.8t

⑤簡明地寫出答案答：需要碳酸鈣1.8t。

【要點詮釋】

（1）化學方程式書寫要正確，否則會一錯全錯；

（2）化學方程式中體現(xiàn)的是各純凈物質間的質量關系，故只有純凈物的質量才能代入計算；

（3）質量單位要統(tǒng)一，在解題過程中，已知量后一定要帶單位，未知量求出后也要帶單位；

（4）解題要嚴格按照格式書寫。

知識點二：利用化學方程式計算的規(guī)范格式及注意事項

知識點一實例的規(guī)范解題格式如下：

解：設需要碳酸鈣的質量為x。-------------------------注意：未知數(shù)不能帶單位

CaCO3CaO＋CO2↑-----------------------化學方程式一定要配平

10056

x1t--------------------------已知量不要忘記帶單位

＝

x＝＝1.8t-------------------------計算結果要有單位

答：需要碳酸鈣1.8t。

【要點詮釋】利用一種反應物或生成物的質量，計算出另一種反應物或生成物的質量的計算格式是本課題的重點：

一解二設最后答，化學方程（式）不能差；

準確尋找質量比，純量代入不摻假；

所有單位要一致，列式計算解決它。

知識點三：幾種常見的計算類型

1.常規(guī)題：已知反應物（或生成物）的質量，利用化學方程式求生成物（或反應物）的質量。并且伴隨著物質的體積、密度與質量間換算的有關計算。(見經典例題透析類型一）

2.利用質量守恒定律來計算（見經典例題透析類型二）

3.巧解型：這類題主要是利用所給數(shù)據(jù)，找到已知量和未知量間的數(shù)量關系，間接解題（見經典例題透析類型三、四）

【要點詮釋】由于化學方程式體現(xiàn)的是各物質間的質量關系，若給定物質的體積、密度等條件，應把物質的體積轉化為物質的質量。有些題目利用常規(guī)化學方程式不易解決的就要想辦法看能否用差量法或者極值法等。實際解題沒有固定的模式，還得具體問題具體分析。

[規(guī)律方法指導]

本課題的主要內容就是有關化學方程式的計算，涉及到的題型有選擇、計算等。

1.對于常規(guī)題就是根據(jù)化學方程式中各物質間的質量關系來計算。

a．計算中可能用到的公式有：

（1）質量＝密度×體積

（2）分解率＝已分解物質的質量／未分解物質的質量×100％

（3）某物質的質量分數(shù)＝某物質的質量／含該物質的總質量×100％

（4）純凈物的質量＝混合物的質量×純度

ｂ．計算中易發(fā)生的錯誤：

（1）題意理解不清，答非所問。

（2）化學方程式書寫錯誤，使計算失去真正的依據(jù)。

（3）單位不統(tǒng)一，有時把體積直接代入計算。

（4）把不純物質的量當作純凈物的量代入。

（5）粗心大意，求算物質的相對分子質量時出現(xiàn)錯誤。

解題時要注意認真分析題意然后仔細計算；對計算中易發(fā)生的錯誤要盡量避免。

2.有些題不需要寫出化學方程式，直接利用質量守恒即可解決。

質量守恒法是利用變化前后物質質量保持不變這一原理進行求解。運用守恒法的解題關鍵在于找出等量關系，往往從物質質量守恒或元素質量守恒著手。

[經典例題透析]

類型一：基本計算

題1、20g紅磷完全燃燒可生成多少克五氧化二磷？（精確到0.1g）同時消耗的氧氣在標準狀況下的體積是多少升？（標準狀況下，O2的密度是1.43g／L）（精確到0.01g／L）

【思路點撥】在初中階段，根據(jù)化學方程式計算的都是質量關系。若要求出待求氣體的體積數(shù)，則要將已求出的氣體質量換算成體積；若有一定體積的氣體參加反應，則先要換算成氣體的質量。

【解析】首先正確寫出反應的化學方程式，然后求出反應物、生成物之間的質量比，再解：設反應生成氫氣的質量為x。

Zn+H2SO4＝＝ZnSO4+H2↑質量差

652（65－2）＝63

x（63.2g－50.6g）＝12.6g

＝

x＝＝0.4g

答：反應生成氫氣的質量為0.4g。

【總結升華】差量法是化學解題典型方法之一，最大優(yōu)點是：化難為易，化繁為簡。

差量法計算只是這一類計算題的一種解題方法，本題還有其它解法。

舉一反三：

【變式5】將一含雜質的鐵粉10g投入足量100g稀鹽酸中（雜質不與稀鹽酸反應），反應后過濾得到濾液的質量為105.4g，求鐵粉中鐵的質量分數(shù)。

【變式6】將一根10g鐵釘放入100g硫酸銅溶液中，過一段時間取出鐵釘進行洗滌、干燥、稱量，發(fā)現(xiàn)鐵釘?shù)馁|量為10.8g，求參加反應的鐵的質量。

類型四：利用極值法計算

題4、3g木炭和5gO2在密閉容器中完全反應，下列敘述正確的是（）

A．產物全是COB．產物全是CO2

C．產物是CO、CO2的混合物D．木炭過量，產物為CO

【思路點撥】極植法解題就是先把思路引向極端狀態(tài)，使問題簡化從而順利得出結論，然后再回頭來認識現(xiàn)實問題，將計算結果和題意相比較得出結論。

【解析】考慮兩個極端，若產物全部是CO，根據(jù)化學方程式2C+O22CO，反應中C與O2的質量比為3:4；若產物全部是CO2，根據(jù)化學方程式C+O2CO2，反應中C與O2的質量比為3:8；而題中C與O2的質量比為3:5，?？梢姰a物既不是純CO也不是純CO2，應是二者的混合物。

【答案】C

【總結升華】極值法解題可培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰拓S富的想象力，解題時注意思考尋找哪個量作為極值。

舉一反三：

【變式7】現(xiàn)在有含雜質的鐵28g，加入足量的稀硫酸后產生0.9g氫氣，則鐵中所含雜質可能是()

A．AlB．ZnC．MgD．Mg和Al

【變式8】兩種金屬的混合物6g，加入到足量的稀硫酸中，共收集到0.2g氫氣（假設生成的氫氣全被收集），則這種金屬混合物可能是（）

A．鋅、銅B．鎂、鐵C．鐵、鋅D．鎂、鋁

答案與解析：

【變式1】

【解析】本題主要通過化學計算靈活解決生產、生活和科研中的一些實際問題。根據(jù)密度=質量/體積，求出氧氣的體積；再根據(jù)化學方程式計算所需高錳酸鉀的質量。

【答案】

解：（1）4.8Kg氧氣在標準狀況下的體積為：4.8×1000g/1.43g/L=3356.64L

（2）設需要高錳酸鉀的質量為x

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

31632

x4.8kg

316/32=x/4.8Kgx=47.4kg

（3）不行。此法成本太高。經濟上不合算；或在實驗室制如此多氧氣，太浪費時間。

【變式2】

【答案】

（1）設寫的不準確，應為“可得H2的質量為x”

（2）化學方程式中的化學式寫錯了，應為Zn+2HCl＝＝ZnCl2+H2↑

（3）比例式列錯

（4）計算結果錯（答出3條即可）

【變式3】B

【解析】此題沒有明確給出化學方程式，我們必須通過題中條件判斷反應物和生成物，這是做對此題的第一個關鍵。A由15g變?yōu)?g，質量減少，可見是反應物。B增加到25g，可見是生成物。C已消耗完屬于反應物。氣體D放出，可見D是生成物。因此化學方程式為：A+C=B+D。找對各物質的質量關系是第二個關鍵，A剩余3g，說明實際參加反應的A為15g－3g=12g；B增加到25g，說明生成B的質量為25g－10g=15g；C反應了9g；則D的質量為（12+25－15）g

即A+C=B+D

12g9g15g(12+9－15)g

比值為4∶3∶5∶2

故選B。

【變式4】

【解析】根據(jù)題意可知15gA和25gC恰好完全反應,則A、C反應的質量比為3：5，由題意知生成30gD時參加反應的C的質量是15g，則可求出反應的A的質量為9g，根據(jù)質量守恒定律，反應的B的質量為30g—15g—9g=6g，故AB反應的質量比為：３：２。

【答案】３：２

【變式5】

【解析】題中三種物質的質量均為混合物的質量，不能直接進行化學方程式計算。認真分析題意我們會發(fā)現(xiàn)溶液質量變化的原因，是因為溶液中鹽酸生成了氯化亞鐵的緣故。根據(jù)相關反應體現(xiàn)的質量關系，其中每有56g鐵參加反應，溶液的質量增加127-73=54g，溶液增加的質量與參加反應鐵的質量也必然存在一定的質量比例關系。

【答案】

解：設參加反應的鐵的質量為x

Fe+2HClFeCl2+H2↑△W

5673127127-73=54

x105.4g–100g=5.4g

答：鐵粉中鐵的質量分數(shù)為56%

【變式6】

【答案】

解：設參加反應的鐵的質量為X。

Fe+CuSO4＝＝FeSO4+Cu增加量

566464－56＝8

x10.8g－10g＝0.8g

＝