人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料学案设计

微专题5　化学计算中的常见方法

1．关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径

当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。

(1)根据化学方程式确定关系式

写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。

(2)根据原子守恒确定关系式

如用1 mol CO还原足量的Fe2O3，充分反应后将生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成CaCO3沉淀的质量。

根据3CO＋Fe2O3===2Fe＋3CO2，

CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O

可知关系式：CO　～　CO2　～　CaCO3

             1 mol    1 mol     1 mol

2．差量法——化学方程式计算中的巧思妙解

化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为

(1)准确写出有关反应的化学方程式。

(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。

(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。

如2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　固体差值

  2 mol           2×106 g  1 mol  2×28 g

  n(Na2O2)       m(Na2CO3)  n(O2)  5.6 g

则：＝＝＝

3．平均值法——判断合金成分

平均值法就是根据两组分物质的某种平均值，来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)<X(平均)<X(b)。如利用平均摩尔电子质量(金属失去1 mol e－的质量)判断合金的成分。

如：两种金属形成的合金23 g与足量盐酸反应，放出1 mol H2，则平均摩尔电子质量为＝11.5 g·mol－1，可判断合金可能为Al与Fe形成合金。

4．守恒法——电子守恒、电荷守恒等

如1 mol Fe、Al与足量酸反应生成H2的物质的量比为∶＝2∶3。

【典例】　已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19 g，完全反应后固体质量减轻了3.1 g，求：

(1)原混合物中碳酸钠的质量是________g。

(2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________L。

[解析]　(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则：

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　　Δm

168 g          106 g                   62 g

m                                    3.1 g

故m＝×168 g＝8.4 g，

则碳酸钠的质量为19 g－8.4 g＝10.6 g。

(2)剩余Na2CO3质量为19 g－3.1 g＝15.9 g

n(Na2CO3)＝＝0.15 mol

根据C原子守恒可知关系式：Na2CO3～CO2，

V(CO2)＝0.15 mol×22.4 L·mol－1＝3.36 L。

[答案]　(1)10.6　(2)3.36

1．铁粉可在高温下与水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　)

A．0.5 mol 　　　　　 B．1 mol

C．1.5 mol D．2 mol

C　[3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　Δm

    3 mol                         64 g

    n(Fe)                         32 g

＝，解得n(Fe)＝1.5 mol。]

2．由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是(　　)

A．铁　　B．锌　　　　C．铝　　　　D．镁

C　[平均摩尔电子质量法：生成标准状况下11.2 L H2需转移1 mol e－，即金属的平均摩尔电子质量为10 g·mol－1。其中Mg、Fe、Zn、Al的平均摩尔电子质量分别为12 g·mol－1、28 g·mol－1、32.5 g·mol－1、9 g·mol－1，只有Al的平均摩尔电子质量小于10 g·mol－1，故一定含有Al。]