化学方程式（计算 讲学案）

根据化学方程式的计算讲学案（较难）
教学目标：
1．掌握根据化学方程式计算的步骤和方法，规范解题格式；
2．能根据化学方程式进行较难的计算。
教学难点：
1．根据化学方程式计算的方法；
2．有关不纯反应物或生成物的计算。
知识要点：
1．计算依据：化学方程式表示的量的意义就是根据化学方程式计算的依据；
（1）表示反应物和生成物各物质之间的质量比；
（2）表示反应物和生成物各物质之间的微粒个数比；
（3）参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。（即质量守恒定律）
2．根据化学方程式计算的一般解题步骤是：
（1）根据题意设未知数（用X，Y等字母来表示）；
（2）写出配平的化学方程式；
（3）根据已知物和待求物之间的质量比（即相对分子质量总和之比），列出比例式，求解；
（4）简明地写出答案。
（五步法：设、化学方程式、比例式、解、答）
3．注意事项：
（1）化学方程式是化学方程式计算题的依据，必须书写正确，且一定要配平；
（2）各有关物质的相对分子质量总和必须计算正确；
（3）相对分子质量必须写在对应物质化学式下面，相应的已知量、未知量须写在相对分子质量的下方，且单位要统一。
（4）代入化学方程式计算的已知物、待求物 ( http: / / www.21cnjy.com )必须是纯物质，若是气体体积需换算成质量，若为不纯物质或者溶液，应先换算成纯物质的质量或溶液中溶质的质量。
①气体质量：m＝ρV
②纯度指纯物质占不纯物质总质量的质量分数。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
4．解题思路：
（1）首先要认真审题、分析题意，找出哪些是 ( http: / / www.21cnjy.com )已知量和已知关系，哪些是未知量，已知量和未知量之间有什么联系？也就是发生了哪些化学反应，属于哪种类型的计算，需要进行哪些换算，本题的突破口在哪里。
（2）通过分析后再整理出清晰的解题思路，按照计算步骤完成解题过程。
【典型例题】
一、已知反应物（或生成物）的质量，求生成物（或反应物）的质量；
例1： 甲醇（CH3OH）是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应：8 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ＋nO2＝2CO＋mCO2＋16H2O.若反应生成3.6克水，请计算：
（1）m值是 （2）参加反应的氧气质量是多少克
分析与解：（1）根据反应前后原子数目不变可得：m＝6
（2）解：8＋2n＝6×2＋2＋16 n＝11
设参加反应的氧气质量为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、有关不纯反应物或生成物的计算：
例2： 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料之一，某课外探究小组的同学要进行小实验，需获得标准状况下的CO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 4升（标况下，ρ＝1.98g/L），他们用含杂质10％的大理石与足量稀盐酸反应则需这种大理石多少克？
分析：化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，因此不纯物质的质量必须换算成纯物质的质量才能进行计算，纯净物与不纯物质量换算关系如下：纯物质的质量＝不纯物质的质量 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解：设含杂质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：现有20％的硫酸铜溶液80g，跟一定量的氢氧化钠溶液恰好完全反应，则可得到氢氧化铜多少克？（该反应的化学方程式为：CuSO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
分析：代入化学方程式进行计算的必须是纯净物 ( http: / / www.21cnjy.com )的质量，溶液是一种混合物，所以不能将80g代入，而应先求出纯净的硫酸铜溶质的质量再代入，可根据下式进行：
溶质质量＝溶液质量 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解：设可得氢氧化铜沉淀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、有关多步反应的计算：
例4：高炉中炼铁主要是利用一氧化碳与赤铁矿（主要成分是反应为Fe2O3）反应来得到铁，其化学方程式为3CO+Fe2O3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2Fe+3CO2，现用足量的一氧化碳与1.25克不纯的氧化铁发生反应，将反应中生成的CO2通入澄清石灰水中，得到白色沉淀1.64克。求氧化铁粉末的纯度。
分析：本题属于多步反应的计 ( http: / / www.21cnjy.com )算。所谓多步反应的计算是指根据一个反应中已知的质量，再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算，求出最后一个化学反应的量。本题的常规解法是：先根据第二个反应中生成的白色沉淀的质量求出反应物CO2的质量，然后由CO2质量求出第一个反应中纯净的氧化铁的质量，最后求出氧化铁粉末的纯度。
解法一：设二氧化碳的质量为x，纯净氧化铁的质量为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
则氧化铁粉末纯度为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
解法二：从上述解题过程中可以看出CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )是一种中间产物，起到联系已知量白色沉淀CaCO3与未知量氧化铁的作用，故我们可以通过CO2这中间量直接把已知物与未知物连接起来，建立关系式，从而使计算过程大大简化，这种方法叫关系式法，一般用于解多步反应的计算。其步骤是：首先写出连续反应的各步化学反应方程式，然后找出已知物和待求物间的质量关系。应注意的是：关系式中各物质的系数比应与化学方程中他们的系数比相同。因此应先配平化学方程式，然后才能列出正确的关系式，具体解法如下：
设：参加反应的氧化铁的质量为x。
根据：Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O和3CO+Fe2O3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 2Fe+3CO2 可得关系式：
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；则氧化铁粉末纯度为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3
答：略
四、有关过量的计算：
例5：某研究学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200克，平均分成4份，进行实验，结果如下：
实验 1 2 3 4
加入样品的质量 5 10 15 20
生成CO2的质量 1.76 3.52 4.4 m
求：（1）哪几次反应中矿石有剩余？
（2）上表中m的数值是
（3）试计算这种样品中碳酸钙的质量分数。
解析：将200克稀盐酸平均分成4份 ( http: / / www.21cnjy.com )，每一份为50克，再在50克稀盐酸中分别加入5克、10克、15克、20克石灰石样品。分析1、2、3次实验可以看出随着样品加入量的增加，生成物中二氧化碳的质量也在增加，从而说明至少1、2次中盐酸过量、样品不足；仔细分析1、2、3次实验，我们还可以发现第2次中样品的质量是第一次的2倍，产物二氧化碳的质量也恰好是两倍，而第三次中虽然样品的质量是第一次的3倍，产物二氧化碳的质量却不是3倍，这就说明此时石灰石样品已过量，盐酸消耗完。所以第4次中二氧化碳的值也是4.4，要计算样品中碳酸钙的质量，必须选择碳酸钙不足的那几次反应，因为此时样品中碳酸钙已完全反应。
解：（1）3和4 两次 （2）4.4
（3）设5克样品中碳酸钙的质量为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：这种样品中碳酸钙的质量分数为80%。
五、差量计算：
例6：实验室中，把干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰混合物15.5g放入大试管加热，充分反应后称量，得10.7克固体物质，问：
（1）制得氧气多少克？
（2）10.7g固体物质里含有哪些物质？各多少克？
分析：本题要从化学反应的角度弄清以下两个问题：
①固体物质加热后质量为什么会减少？ 减少的是哪种物质的质量？
②10.7g固体里到底是什么物质？
根据该反应2KClO HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 以及质量守恒定律可知：①因产物中有氧气，所以反应前后减少的固体质量恰恰就是反应中放出的氧气的质量。②MnO2在反应中是催化剂，其本身的化学性质和质量在反应前后是不改变的，因此10.7g固体中含有KCl和MnO2两种物质。
解：（1）制得氧气的质量为15.5－10.7＝4.8g
（2）设生成KCl固体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
则MnO2的质量为10.7－7.45＝3.25g
答：略
例7：100克稀盐酸恰好与适量的大理石（主要成分是CaCO3）完全反应，所得溶液的质量变为105.6克，问：有多少克CaCO3参加了反应？
分析：本题给出的两个已知数都不是纯 ( http: / / www.21cnjy.com )物质的质量，不能直接代入进行计算。仔细观察我们可以发现反应前后物质质量发生了变化，即溶液增重了，故可运用差量法来解题。差量法解题的关键是分析物质变化的原因及规律，再建立差量（理论差量和实际差量）与所求量之间的对应关系差量，再列对应比例解题。
如在本题中我们看到：稀盐酸与固体CaCO3反 ( http: / / www.21cnjy.com )应后，固体质量减少，溶液质量增加，其增加值等于参加反应的CaCO3的质量减去生成的二氧化碳质量。从稀盐酸与CaCO3反应的质量关系可知，每消耗100克碳酸钙，生成44克二氧化碳气体，液体的质量就增加100－44＝56克，现液体的质量增加5.6克，则两者有如下关系：
设有质量为xg的CaCO3参加了反应，则：
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。
【模拟试题】（答题时间：45分钟）
1. 已知反应A＋2B＝C ( http: / / www.21cnjy.com )＋D，5.6克A 跟7.3克B恰好完全反应，生成12.7克C。若要制得0.4克D，则所需A 的质量为（ ）
A. 5.6克 B. 11.2克 C. 14.6克 D. 无法计算
2. 已知反应3A＋2B＝2C＋D，A、B两种物质完全反应时质量比为3：4，若生成C和D共140克，则该反应消耗B的质量为（ ）
A. 60克 B. 80克 C. 90克 D. 120克
3. 在A＋B＝C＋D的 ( http: / / www.21cnjy.com )反应中，若20克A和10克B正好完全反应生成5克C，则4克A和 克B完全反应可生成 克D，若D的相对分子质量为75，则A的相对分子质量为 。
4. 根据质量守恒定律，6克镁和6克氧气点燃生成氧化镁（ ）
A. 12克 B. 10克 C. 24克 D. 16克
5. 常用燃烧法测定有机物的组成。现取 ( http: / / www.21cnjy.com )3.2克某有机物在足量氧气中充分燃烧，生成4.4克CO2和3.6克H2O，则该有机物中（相对原子质量：H-1；C-12；O-16）
A. 一定含有C、H两种元素，可能含有O元素
B. 一定含有C、H、O三种元素
C. 一定含有C、O两种元素，可能含有H元素
D. 只含有C、H两种元素，不含有O元素
6. 今有氢气与氧气的混合气共20克，在密闭的容器中点燃，生成水18克，则下列分析正确的是（ ）
A. 氢气10克，氧气10克 B. 氢气2克，氧气18克
C. 氢气4克，氧气16克 D. 氢气1克，氧气19克
7. 维生素C（化学式为C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力。
（1）维生素C的1个分子由 个原子构成，它的相对分子质量为 。
（2）维生素C在氧气中能够燃烧生成二氧化碳和水，则化学方程式为
。
（3）将1.76克维生素C放在氧气中燃烧，可生成多少克水和二氧化碳？这些二氧化碳气体在标准状况下占多大的体积？（标准状况下二氧化碳气体的密度为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
8. 某同学从一铁制器物上收集到铁锈（Fe2O3）3.2克，若不考虑铁锈中的其它杂质，问这个铁质物体上有多少铁被氧化？
9. 电解含杂质5%的水（杂质不反应）9.47克，可制取约 克氧气？
10. 实验室常采用分解过氧化氢溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液的方法来制取氧气，某老师要进行氧气性质的演示实验，需要两瓶每瓶为200毫升的氧气，则需要消耗质量分数为10%的过氧化氢溶液多少克？
（标况下， HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" EMBED Equation.3 ）
11. 有一块不纯的锌片15.25克，跟 ( http: / / www.21cnjy.com )足量的稀硫酸完全反应（杂质不参加反应），生成0.4克氢气，求此锌片中含锌的质量分数。（反应的化学反程式为：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑）
12. 用含Fe2O375%的赤铁矿石20吨，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？
（反应的化学反程式为：Fe2O3＋3CO ( http: / / www.21cnjy.com )2Fe＋3CO2）
13. 10克铜放在空气中加热一段时间后发现固体质量增加了1.6克，求生成了氧化铜多少克？
14. 某同学在研究质量守恒定律的实验过程中，记录下了如下数据：
Fe＋S＝FeS（反应需要加热）
第一次 第二次 第三次
硫粉的质量（克） 16 32 32
铁粉的质量（克） 28 28 56
硫化亚铁的质量（克） 44 44 88
（1）这三次实验中，从数据来看，哪几次符合质量守恒定律？
（2）第二次实验是否符合质量守恒定律？ ，说明原因。
（3）通过实验说明，参加反应的各物质质量之间存在着比例关系 。从上可知，参加反应的铁和硫的质量比为 。
（4）若该同学要进行第四次实验，如果要将48克硫粉完全反应，则需要铁粉多少克？能生成硫化亚铁多少克？（计算说明）
15. 某同学为了测定实验中氯酸钾样品 ( http: / / www.21cnjy.com )的纯度，取2.5克样品和0.5克二氧化锰混合加热，加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热t2 、t3 、t4时间后剩余固体的质量，记录数据。表格如下：
加热时间 t1 t2 t3 T4
剩余固体质量（克） 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）写出发生反应的化学方程式。
（2）加热t3时间后氯酸钾是否已经完全反应？ （填“是”或“否”）
（3）求完全反应后产生氧气的质量。
（4）求该样品中氯酸钾的纯度。
【试题答案】
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吨
13. 解：设生成了氧化铜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克硫中真正参加 ( http: / / www.21cnjy.com )反应的硫的质量为16克，即参加反应的硫的质量（16克）和铁粉的质量（28克）之和等于反应后生成的硫化亚铁的质量（44克）
（3）4：7
（4）需要铁粉84克；能生成硫化亚铁132克 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
15. （1）2KClO3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 2KCl＋3O2↑
（2）是
（3）完全反应后产生氧气的质量为2.5＋0.5－2.04＝0.96克
（4）解：设该样品中氯酸钾的质量为x
2KClO3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 2KCl＋3O2↑
245 96
x 0.96克
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" x＝2045克
氯酸钾纯度 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
答：略