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第7讲化学计算的常用方法

课标要求

1.理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。

2.了解化学计算的常用方法，初步建立化学计算的思维模型。

类型一守恒法

1.所谓“守恒”就是物质在发生“变化”的过程中某些量的总量保持“不变”。

守恒法是一种思维方法，运用守恒定律，不必纠结过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态，常考的有以下三种守恒。

（1）元素守恒

化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各元素原子的种类和数目保持不变。

（2）电荷守恒

电解质溶液中，阴、阳离子所带电荷总数相等。如：Na2SO4溶液中：c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（SO42－）＋c（OH－），因溶液显中性，故c（Na＋）＝2c（

（3）得失电子守恒

氧化还原反应中，还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数。

2.守恒法的解题思路

1.（元素守恒）（2022·浙江1月选考27题）某同学设计实验确定Al（NO3）3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50g，经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O，其中H2O的质量为3.06g；残留的固体产物是Al2O3，质量为1.02g。计算：

（1）x＝，

（写出计算过程）。

答案：9

2[Al（NO3）3·xH2O]～Al2O3

2×（213＋18x）g 102g

7.50g 1.02g

2×（

x＝9

（2）气体产物中n（O2）＝0.0100mol。

解析：（1）根据题意得关系式：

2[Al（NO3）3·xH2O]～Al2O3

2×（213＋18x）g 102g

7.50g 1.02g

2×（

解得：x＝9。

（2）n[Al（NO3）3·9H2O]＝7.50g375g·mol－1＝0.02mol，反应生成的n（H2O）＝3.06g18g·mol－1＝0.17mol，生成的H2O中含H0.34mol，根据氢原子守恒可知生成HNO3的物质的量为0.36mol－0.34mol＝0.02mol，根据氮原子守恒可知生成NO2的物质的量为0.06mol－0.02mol＝0.04mol。由得失电子守恒有：0.04

2.（电荷守恒）将agFe2O3Al2O3样品溶解在过量的200mLpH＝1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液，使Fe3＋、Al3＋刚好沉淀完全，用去NaOH溶液100mL，则NaOH溶液的浓度为0.2mol·L－1。

解析：当Fe3＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中溶质只有硫酸钠，而Na＋全部来源于NaOH，且变化过程中Na＋的量不变。根据电荷守恒可知：n（Na＋）n（SO42－）＝21，所以，n（NaOH）＝n（Na＋）＝2n（SO42－）＝n（H＋）＝0.1mol·L－1×0.2L＝0.02mol

3.（得失电子守恒）以下是一种废钒催化剂回收工艺流程：

“氧化”中欲使3mol的VO2＋变为VO2＋，则需要氧化剂KClO3至少为0.5

解析：根据得失电子守恒可知关系式6VO2＋～KClO3，n（KClO3）＝16n（VO2＋）＝0.5mol

类型二关系式法

1.应用原理

关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。

2.解题步骤

1.黄铁矿的主要成分是FeS2，已知4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00mL。

已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2OSO42－＋2Fe2＋＋4H＋；Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋

样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）90.0％（保留一位小数）。

解析：依据题给三个反应方程式可得关系式

Cr2O72－～6Fe2＋～3SO2～

1mol 32

（0.02000×0.025）molm

解得m（FeS2）＝0.09000g，样品中FeS2的质量分数为0.09000g0.

2.六氯化钨（WC