資源簡介

根據化學方程式的計算講學案（較難）
教學目標：
1．掌握根據化學方程式計算的步驟和方法，規范解題格式；
2．能根據化學方程式進行較難的計算。
教學難點：
1．根據化學方程式計算的方法；
2．有關不純反應物或生成物的計算。
知識要點：
1．計算依據：化學方程式表示的量的意義就是根據化學方程式計算的依據；
（1）表示反應物和生成物各物質之間的質量比；
（2）表示反應物和生成物各物質之間的微粒個數比；
（3）參加反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。（即質量守恒定律）
2．根據化學方程式計算的一般解題步驟是：
（1）根據題意設未知數（用X，Y等字母來表示）；
（2）寫出配平的化學方程式；
（3）根據已知物和待求物之間的質量比（即相對分子質量總和之比），列出比例式，求解；
（4）簡明地寫出答案。
（五步法：設、化學方程式、比例式、解、答）
3．注意事項：
（1）化學方程式是化學方程式計算題的依據，必須書寫正確，且一定要配平；
（2）各有關物質的相對分子質量總和必須計算正確；
（3）相對分子質量必須寫在對應物質化學式下面，相應的已知量、未知量須寫在相對分子質量的下方，且單位要統一。
（4）代入化學方程式計算的已知物、待求物 ( http: / / www.21cnjy.com )必須是純物質，若是氣體體積需換算成質量，若為不純物質或者溶液，應先換算成純物質的質量或溶液中溶質的質量。
①氣體質量：m＝ρV
②純度指純物質占不純物質總質量的質量分數。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
4．解題思路：
（1）首先要認真審題、分析題意，找出哪些是 ( http: / / www.21cnjy.com )已知量和已知關系，哪些是未知量，已知量和未知量之間有什么聯系？也就是發生了哪些化學反應，屬于哪種類型的計算，需要進行哪些換算，本題的突破口在哪里。
（2）通過分析后再整理出清晰的解題思路，按照計算步驟完成解題過程。
【典型例題】
一、已知反應物（或生成物）的質量，求生成物（或反應物）的質量；
例1： 甲醇（CH3OH）是一種有毒、有酒的氣味的可燃性液體。甲醇在氧氣中不完全燃燒可發生如下反應：8 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ＋nO2＝2CO＋mCO2＋16H2O.若反應生成3.6克水，請計算：
（1）m值是 （2）參加反應的氧氣質量是多少克
分析與解：（1）根據反應前后原子數目不變可得：m＝6
（2）解：8＋2n＝6×2＋2＋16 n＝11
設參加反應的氧氣質量為x。
8 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ＋11O2?＝2CO ＋6CO2 ＋16H2O
11×32 16×18
x 3.6g
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x＝4.4g
答：略
二、有關不純反應物或生成物的計算：
例2： 二氧化碳是綠色植物進行光合作用的原料之一，某課外探究小組的同學要進行小實驗，需獲得標準狀況下的CO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 4升（標況下，ρ＝1.98g/L），他們用含雜質10％的大理石與足量稀鹽酸反應則需這種大理石多少克？
分析：化學方程式表示的是純凈物之間的質量關系，因此不純物質的質量必須換算成純物質的質量才能進行計算，純凈物與不純物質量換算關系如下：純物質的質量＝不純物質的質量 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解：設含雜質10％的大理石x g。m HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 V＝1.98 g/L×4L=7.92 g
CaCO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
44
（1－10％）x 7.92
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x＝20g
答：略
例3：現有20％的硫酸銅溶液80g，跟一定量的氫氧化鈉溶液恰好完全反應，則可得到氫氧化銅多少克？（該反應的化學方程式為：CuSO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
分析：代入化學方程式進行計算的必須是純凈物 ( http: / / www.21cnjy.com )的質量，溶液是一種混合物，所以不能將80g代入，而應先求出純凈的硫酸銅溶質的質量再代入，可根據下式進行：
溶質質量＝溶液質量 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解：設可得氫氧化銅沉淀x g
CuSO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
160 98
80×20％ x
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
答：略
三、有關多步反應的計算：
例4：高爐中煉鐵主要是利用一氧化碳與赤鐵礦（主要成分是反應為Fe2O3）反應來得到鐵，其化學方程式為3CO+Fe2O3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2Fe+3CO2，現用足量的一氧化碳與1.25克不純的氧化鐵發生反應，將反應中生成的CO2通入澄清石灰水中，得到白色沉淀1.64克。求氧化鐵粉末的純度。
分析：本題屬于多步反應的計 ( http: / / www.21cnjy.com )算。所謂多步反應的計算是指根據一個反應中已知的質量，再進行另一個化學反應或幾個化學反應的連續計算，求出最后一個化學反應的量。本題的常規解法是：先根據第二個反應中生成的白色沉淀的質量求出反應物CO2的質量，然后由CO2質量求出第一個反應中純凈的氧化鐵的質量，最后求出氧化鐵粉末的純度。
解法一：設二氧化碳的質量為x，純凈氧化鐵的質量為y
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O 3CO+Fe2O3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2Fe+3CO2
44 100 160 132
x 1.64克 y 0.7216克
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x=0.7216克 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 y≈0.875克
則氧化鐵粉末純度為 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解法二：從上述解題過程中可以看出CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )是一種中間產物，起到聯系已知量白色沉淀CaCO3與未知量氧化鐵的作用，故我們可以通過CO2這中間量直接把已知物與未知物連接起來，建立關系式，從而使計算過程大大簡化，這種方法叫關系式法，一般用于解多步反應的計算。其步驟是：首先寫出連續反應的各步化學反應方程式，然后找出已知物和待求物間的質量關系。應注意的是：關系式中各物質的系數比應與化學方程中他們的系數比相同。因此應先配平化學方程式，然后才能列出正確的關系式，具體解法如下：
設：參加反應的氧化鐵的質量為x。
根據：Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O和3CO+Fe2O3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2Fe+3CO2 可得關系式：
Fe2O3～3CO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ～3CaCO3
160 300
x 1.64克
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x≈0.875g；則氧化鐵粉末純度為 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
答：略
四、有關過量的計算：
例5：某研究學習小組為了測定當地礦山石灰石中碳酸鈣的質量分數，取來了一些礦石樣品，并取稀鹽酸200克，平均分成4份，進行實驗，結果如下：
實驗 1 2 3 4
加入樣品的質量 5 10 15 20
生成CO2的質量 1.76 3.52 4.4 m
求：（1）哪幾次反應中礦石有剩余？
（2）上表中m的數值是
（3）試計算這種樣品中碳酸鈣的質量分數。
解析：將200克稀鹽酸平均分成4份 ( http: / / www.21cnjy.com )，每一份為50克，再在50克稀鹽酸中分別加入5克、10克、15克、20克石灰石樣品。分析1、2、3次實驗可以看出隨著樣品加入量的增加，生成物中二氧化碳的質量也在增加，從而說明至少1、2次中鹽酸過量、樣品不足；仔細分析1、2、3次實驗，我們還可以發現第2次中樣品的質量是第一次的2倍，產物二氧化碳的質量也恰好是兩倍，而第三次中雖然樣品的質量是第一次的3倍，產物二氧化碳的質量卻不是3倍，這就說明此時石灰石樣品已過量，鹽酸消耗完。所以第4次中二氧化碳的值也是4.4，要計算樣品中碳酸鈣的質量，必須選擇碳酸鈣不足的那幾次反應，因為此時樣品中碳酸鈣已完全反應。
解：（1）3和4 兩次 （2）4.4
（3）設5克樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO3＋ 2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 1.76g
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
CaCO3%＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
答：這種樣品中碳酸鈣的質量分數為80%。
五、差量計算：
例6：實驗室中，把干燥純凈的氯酸鉀和二氧化錳混合物15.5g放入大試管加熱，充分反應后稱量，得10.7克固體物質，問：
（1）制得氧氣多少克？
（2）10.7g固體物質里含有哪些物質？各多少克？
分析：本題要從化學反應的角度弄清以下兩個問題：
①固體物質加熱后質量為什么會減少？ 減少的是哪種物質的質量？
②10.7g固體里到底是什么物質？
根據該反應2KClO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 以及質量守恒定律可知：①因產物中有氧氣，所以反應前后減少的固體質量恰恰就是反應中放出的氧氣的質量。②MnO2在反應中是催化劑，其本身的化學性質和質量在反應前后是不改變的，因此10.7g固體中含有KCl和MnO2兩種物質。
解：（1）制得氧氣的質量為15.5－10.7＝4.8g
（2）設生成KCl固體x g。
2KClO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
149 96
x 4.8
149：x＝96：4.8 x＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
則MnO2的質量為10.7－7.45＝3.25g
答：略
例7：100克稀鹽酸恰好與適量的大理石（主要成分是CaCO3）完全反應，所得溶液的質量變為105.6克，問：有多少克CaCO3參加了反應？
分析：本題給出的兩個已知數都不是純 ( http: / / www.21cnjy.com )物質的質量，不能直接代入進行計算。仔細觀察我們可以發現反應前后物質質量發生了變化，即溶液增重了，故可運用差量法來解題。差量法解題的關鍵是分析物質變化的原因及規律，再建立差量（理論差量和實際差量）與所求量之間的對應關系差量，再列對應比例解題。
如在本題中我們看到：稀鹽酸與固體CaCO3反 ( http: / / www.21cnjy.com )應后，固體質量減少，溶液質量增加，其增加值等于參加反應的CaCO3的質量減去生成的二氧化碳質量。從稀鹽酸與CaCO3反應的質量關系可知，每消耗100克碳酸鈣，生成44克二氧化碳氣體，液體的質量就增加100－44＝56克，現液體的質量增加5.6克，則兩者有如下關系：
設有質量為xg的CaCO3參加了反應，則：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 增重
100 100－44＝56
x 105.6－100
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 x＝10克
答：略。
【模擬試題】（答題時間：45分鐘）
1. 已知反應A＋2B＝C ( http: / / www.21cnjy.com )＋D，5.6克A 跟7.3克B恰好完全反應，生成12.7克C。若要制得0.4克D，則所需A 的質量為（ ）
A. 5.6克 B. 11.2克 C. 14.6克 D. 無法計算
2. 已知反應3A＋2B＝2C＋D，A、B兩種物質完全反應時質量比為3：4，若生成C和D共140克，則該反應消耗B的質量為（ ）
A. 60克 B. 80克 C. 90克 D. 120克
3. 在A＋B＝C＋D的 ( http: / / www.21cnjy.com )反應中，若20克A和10克B正好完全反應生成5克C，則4克A和 克B完全反應可生成 克D，若D的相對分子質量為75，則A的相對分子質量為 。
4. 根據質量守恒定律，6克鎂和6克氧氣點燃生成氧化鎂（ ）
A. 12克 B. 10克 C. 24克 D. 16克
5. 常用燃燒法測定有機物的組成。現取 ( http: / / www.21cnjy.com )3.2克某有機物在足量氧氣中充分燃燒，生成4.4克CO2和3.6克H2O，則該有機物中（相對原子質量：H-1；C-12；O-16）
A. 一定含有C、H兩種元素，可能含有O元素
B. 一定含有C、H、O三種元素
C. 一定含有C、O兩種元素，可能含有H元素
D. 只含有C、H兩種元素，不含有O元素
6. 今有氫氣與氧氣的混合氣共20克，在密閉的容器中點燃，生成水18克，則下列分析正確的是（ ）
A. 氫氣10克，氧氣10克 B. 氫氣2克，氧氣18克
C. 氫氣4克，氧氣16克 D. 氫氣1克，氧氣19克
7. 維生素C（化學式為C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促進人體生長發育，增強人體對疾病的抵抗力。
（1）維生素C的1個分子由 個原子構成，它的相對分子質量為 。
（2）維生素C在氧氣中能夠燃燒生成二氧化碳和水，則化學方程式為
。
（3）將1.76克維生素C放在氧氣中燃燒，可生成多少克水和二氧化碳？這些二氧化碳氣體在標準狀況下占多大的體積？（標準狀況下二氧化碳氣體的密度為 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
8. 某同學從一鐵制器物上收集到鐵銹（Fe2O3）3.2克，若不考慮鐵銹中的其它雜質，問這個鐵質物體上有多少鐵被氧化？
9. 電解含雜質5%的水（雜質不反應）9.47克，可制取約 克氧氣？
10. 實驗室常采用分解過氧化氫溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液的方法來制取氧氣，某老師要進行氧氣性質的演示實驗，需要兩瓶每瓶為200毫升的氧氣，則需要消耗質量分數為10%的過氧化氫溶液多少克？
（標況下， HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
11. 有一塊不純的鋅片15.25克，跟 ( http: / / www.21cnjy.com )足量的稀硫酸完全反應（雜質不參加反應），生成0.4克氫氣，求此鋅片中含鋅的質量分數。（反應的化學反程式為：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑）
12. 用含Fe2O375%的赤鐵礦石20噸，可煉出含雜質4%的生鐵多少噸？
（反應的化學反程式為：Fe2O3＋3CO ( http: / / www.21cnjy.com )2Fe＋3CO2）
13. 10克銅放在空氣中加熱一段時間后發現固體質量增加了1.6克，求生成了氧化銅多少克？
14. 某同學在研究質量守恒定律的實驗過程中，記錄下了如下數據：
Fe＋S＝FeS（反應需要加熱）
第一次 第二次 第三次
硫粉的質量（克） 16 32 32
鐵粉的質量（克） 28 28 56
硫化亞鐵的質量（克） 44 44 88
（1）這三次實驗中，從數據來看，哪幾次符合質量守恒定律？
（2）第二次實驗是否符合質量守恒定律？ ，說明原因。
（3）通過實驗說明，參加反應的各物質質量之間存在著比例關系 。從上可知，參加反應的鐵和硫的質量比為 。
（4）若該同學要進行第四次實驗，如果要將48克硫粉完全反應，則需要鐵粉多少克？能生成硫化亞鐵多少克？（計算說明）
15. 某同學為了測定實驗中氯酸鉀樣品 ( http: / / www.21cnjy.com )的純度，取2.5克樣品和0.5克二氧化錳混合加熱，加熱該混合物t1時間后（假設雜質不參加反應），冷卻，稱量剩余固體質量，重復以上操作，依次稱得加熱t2 、t3 、t4時間后剩余固體的質量，記錄數據。表格如下：
加熱時間 t1 t2 t3 T4
剩余固體質量（克） 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）寫出發生反應的化學方程式。
（2）加熱t3時間后氯酸鉀是否已經完全反應？ （填“是”或“否”）
（3）求完全反應后產生氧氣的質量。
（4）求該樣品中氯酸鉀的純度。
【試題答案】
1. B 2. B 3. 2克；5克；60 4. B 5. B 6. B、C
7. （1）20；176
（2）C6H8O6＋5O2 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 6CO2＋4H2O
（3）0.72g水；2.64g二氧化碳；1.33升
8. 2.24克 9.8 10. 12.155克
11. 85.2% 12. 10.975噸
13. 解：設生成了氧化銅x克
2Cu＋O2 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2CuO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
128 160 160－128＝32
x 1.6
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" x＝8克
答：略
14. （1）1、2、3
（2）符合；32克硫中真正參加 ( http: / / www.21cnjy.com )反應的硫的質量為16克，即參加反應的硫的質量（16克）和鐵粉的質量（28克）之和等于反應后生成的硫化亞鐵的質量（44克）
（3）4：7
（4）需要鐵粉84克；能生成硫化亞鐵132克 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
15. （1）2KClO3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 2KCl＋3O2↑
（2）是
（3）完全反應后產生氧氣的質量為2.5＋0.5－2.04＝0.96克
（4）解：設該樣品中氯酸鉀的質量為x
2KClO3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 2KCl＋3O2↑
245 96
x 0.96克
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" x＝2045克
氯酸鉀純度 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
答：略

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