化学计算类题目的解题技巧
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作者: 吴海洋
化学计算类题目类型多样,难度较大,解答时,应根据题目特征,灵活运用各种方法,找到解题的突破口。下面举例分析解这类题的技巧。
一、从平均值入手
例1有一可能含杂质的硝酸铵样品,经分析知道其中氮元素的质量分数为20%,那么该样品中一定含有的物质是(括号内的数据为相应物质中氮元素的质量分数)()。
A. (NH4)2SO4(21%)
B. NH4HCO3(18%)
C. CO(NH2)2(47%)
D. NH4Cl(26%)
解析:对于这类混杂题,一般可运用平均值原理求解。由于硝酸铵样品中氮元素的质量分数为20%(平均值),而纯净的硝酸铵中氮元素的质量分数为35%(极值),所以样品所含杂质中氮元素的质量分数一定小于20%。对照四个选项,显然只有B符合要求。
二、从特征入手
例2在由FeSO4、FeSO3、FeS三种物质组成的混合物中,铁元素的质量分数为28%,则混合物中氧元素的质量分数为()。
A. 41.2% B. 56%
C. 16%D. 无法计算
解析:不少题目是以化学中的各种特征(如组成特征、性质特征等)作为隐含条件来设计的。对于这类题,在解答时要善于从题目信息中挖掘出隐含的特征。对本题仔细分析,不难发现FeSO4、FeSO3、FeS中Fe与S的原子个数比均为1∶1这一特征。由于各物质中Fe与S的原子个数比均为1∶1,所以整个混合物中Fe与S的原子个数比也为1∶1,进而可推知混合物中铁元素与硫元素的质量比为56∶32=7∶4。由于已知混合物中铁元素的质量分数为28%,所以混合物中硫元素的质量分数为16%,故混合物中氧元素的质量分数为56%。
三、从差量入手
例3使3.2g H2和CO的混合气体与足量灼热的氧化铜充分反应,将所得气体充分干燥后,通入过量的澄清石灰水中,测得最终所得的溶液质量比原来澄清石灰水的质量减少了5.6g,则原混合气体中H2和CO的质量比为
()。
A. 1∶7B. 1∶1
C. 1∶3D. 1∶6
解析:根据质量守恒定律,反应前后各物质的质量总和相等。而如果反应过程中发生了物态变化,则反应前后同一状态物质(固体、液体或气体)的质量就可能有差值。我们可以利用差值与已知量、未知量之间的比例关系进行解题。
本题可以反应前后液体的质量差为突破口。设生成CO2的质量为x,则有
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+
7444
x
H2O反应前后液体的质量差
18 74-18=56
5.6g
所以=
解得x=4.4g
据此容易求得CO的质量为2.8g、H2的质量为0.4g,进而得出H2和CO的质量比为1∶7。
四、从守恒入手
例43.8g锌粉、铝粉、铁粉和镁粉的混合物与一定质量的溶质质量分数为25%的稀硫酸恰好完全反应。将反应后的混合物蒸发水分后得固体(不含结晶水)11g,则反应中生成的氢气的质量为()。
A. 0.15g B. 0.20g
C. 0.30g D. 0.45g
解析:守恒法是解化学计算类题目最常用的方法之一。具体有“溶液中电荷守恒”、“元素质量守恒”、“原子团质量守恒”等。
本题可根据元素质量守恒、原子团质量守恒求解。题中发生的化学反应如下:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
由以上反应可知,3.8g混合物完全转化进了反应后所生成的11g固体混合物中,所以反应后固体中所含硫酸根的质量为11g-3.8g=7.2g,这个值也是参加反应的硫酸中所含硫酸根的质量。反应生成的氢气的质量等于硫酸中所含氢元素的质量,即为7.2g×=0.15g。
[练习]
1.在盛有15g含有杂质的锌粒样品的烧杯中,加入100g稀盐酸,恰好完全反应(杂质不参加反应),反应后烧杯中物质的总质量为114.6g。计算:①反应生成氢气的质量;②锌粒样品中锌的质量分数。
2.若100g过氧化氢(化学式为H2O2)溶液中氢元素的质量分数为10%,则该溶液中过氧化氢的质量分数是()。
A. 10%B. 11.25%
C. 17.75% D. 21.25%
[参考答案]
1. ① 0.4g;② 86.7%
2. D
(责任编辑 张毓春)
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