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有关化学方程式的计算
教案12（章节4-3：有关化学方程式的计算）
[高考要求分析]
1．掌握利用化学方程式的计算，掌握利用离子方程式计算，利用热化学方程式的计算。
2．能根据氧化还原方程式、电极反应式进行有关电子得失、化合价升降等计算。
3．利用化学方程式进行是高考试题中必考内容之一。计算中要注意灵活应用物质的量、质量守恒定律。
[知识综合脉络]
[典型例题分析]
[例1]往100mLpH=0的硫酸和硝酸混合液中投入3.84g铜粉，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448mL（标准状况）。则反应前的混合溶液中含硝酸的物质的量为（ ）
（A）0.02mol （B）0.08mol （C）0.10mol （D）0.16mol
[解析]应根据离子方程式进行计算
3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0.06 0.1 0.02
铜、H+过量，所以只可能是硝酸不足，进而可计算出硝酸的物质的量为0.02mol。选A。
有的同学会习惯于用硝酸跟铜反应的化学方程式进行计算，忽视了硫酸电离出的H+造成错解。要重视离子方程式在化学计算中的应用。
[例2]在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中，加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象，后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀，过滤，加热，冷却，称重为4g。求参加反应的铝的质量。
[解析]题中所述的反应关系可表示成如下：
再结合溶液中NO3-离子守恒进行整体分析。
由于反应前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在，反应后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在，所以有：
m(Al)=（4 mol·L-1×0.1L-）××27g·mol-1=2.7g。
参加反应铝粉的质量为2.7g。
[例3]标准状况下1.68 L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0 g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g。
（l）计算燃烧产物中水的质量。
（2）若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。
（3）若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式（只要求写出一组）。
[解析]根据澄清石灰水增重可计算出二氧化碳的质量，根据碱石灰增重可计算出二氧化碳、水的总质量。再由计算结果展开分析。
（1）m(CO2)=15.0g×44 g·mol-1/100 g·mol-1=6.6g，m(CO2+H2O)=9.3g。
则有：m(H2O)=9.3g-6.6g=2.7g 。
（2）n(CO2)=6.6g/44 g·mol-1=0.15mol，n(H2O)=2.7g/18 g·mol-1=0.15mol。
所求无色可燃性气体的物质的量为：n==0.075（mol）
分子中C原子数=0.15mol/0.075mol=2，分子中H原子数=2×2= 4。
由于常温下是气体，所以该物质中不可能含有氧等其它原子，所以该气体的分子式只能是是C2H4。
（3）要注意题中包含着四项条件，一是混合气体、二是等物质的量混合、三是只有一种是烃、四是可燃。联系常见有机物、无机物的性质可分析得出以下几种可能：C4H6和H2；C3H8和CO；C3H6和CH2O。
[课堂练习]
1．滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测定物质的克数，通常用T（M1/M2）表示。如T(H2SO4/NaOH)=0.040g·· mL-1，表示每毫升标准硫酸溶液恰好中和0.040gNaOH。
（1）若要使某标准盐酸对氧化钙的滴定度为T(HCl/CaO)=0.0056g··mL-1，则该盐酸物质的量浓度是多少？
（2）上述盐酸对氢氧化钠的滴定度是多少？
（3）现欲测定含有杂质的氢氧化钠样品的纯度（杂质不与盐酸反应），若用上述盐酸滴定到终点时，消耗盐酸的体积数恰好等于该氢氧化钠的纯度（如消耗1mL盐酸，氢氧化钠的纯度为1%），则样品的质量应取多少？
2．为测定火山喷出气体中SO2和H2S的量做如下实验：将5L除去水蒸气的火山气通入100mL0.1mol·L-1的碘水中（含有碘化钾），SO2和H2S被完全吸收，SO2被碘氧化成硫酸，H2S被氧化成硫单质析出。
取这种吸收液100mL，用水冲稀至1L，再取稀释后溶液50mL放入锥形瓶中，用淀粉做指示剂，用0.02mol·l-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗20mL该试剂恰好反应完全，其反应如下：I2+2 Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6。另取100mL稀释液加入过量的BaCl2溶液，经过滤、干燥，得到93.2mg白色沉淀。
（1）用Na2S2O3溶液滴定，开始时和滴定接近终点时操作应注意什么？
（2）计算火山气中SO2和H2S的体积比。
3．在碘量瓶（一种专用锥形瓶）中加入5.00mL的NaClO漂白液（密度为1.00g·mL－1），再加入过量的KI溶液。然后，加入适量稀H2SO4，立即以淀粉溶液为指示剂，用0.100mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，到达终点时消耗Na2S2O3溶液33.8mL。（已知I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6）
（1）写出NaClO与KI反应的离子方程式： 。
（2）计算漂白液中NaClO的质量分数w(NaClO)。
4．现有物质的量浓度为18.4 mol·L-1的浓硫酸20.0mL，加入铜屑共热一段时间后，冷却，滤去多余的铜屑，将滤液加水到100.0mL，测得溶液中SO42－的物质的量浓度为3.18mol·L-1。试求该100mL溶液中CuSO4的物质的量浓度
[练习答案]
1．（1）0.20mol·L-1。（2）0.0080g· mL-1 。（3）0.80g。
2．（1）开始时应轻摇快滴，接近终点时应重摇慢滴。
（2）与5L火山气中SO2、H2S反应，碘的总量为：
100×10-3×0.1-0.02×20×10-3×6×10-3mol
100mL吸收液中SO2被氧化的产物SO42-的物质的量为=4×10-3mol
即SO2物质的量、碘用于氧化SO2的物质的量均为4×10-3mol（因为1SO2~1I2~1SO42-）。
因此5L火山气中H2S的物质的量为6×10-3mol-4×10-3mol=2×10-3mol（因为1I2~1H2S），即火山气中SO2和H2S的体积比为2:1。
3．（1）ClO－+2I－+2H+=Cl－+I2+H2O
（2）NaClO~I2~2Na2S2O3
74.5G 2mol
m(NaClO) 0.100×33.8×10－3mol
4．0.5 mol·L-1。
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“n” 用于化学方程式的计算
基础知识：
(1)基本公式
cB=
1000(mL)× ρ(g/mL)×w
M(g/mol)×1(L)
1000Vρ
MV+22400
mol/L
cB=
V1 c1= V2 c2
平均相对分子质量的计算
(2)理 解 方程式中化 学 计 量 数 的含义
H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g)
化学计量数(V )
1
1
2
：
：
分子数(N)之比
扩大NA倍
1
：
1
：
2
NA
NA
2NA
：
：
物质的量(n)之比
1
1
2
：
：
相 同 条 件 下
气体体积(V )比
1
1
2
：
：
(3)其它比例关系
化学方程式中各物质的质量比
差量比（质量差、体积差等）
2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+ O2? x y
2mol 2mol 2mol 1mol
2mol 44.8L 112g 22.4L 22.4L 56g
气体体积差
固体质量差
(4)寻找各种守恒关系建立计算关系式
（1）质量守恒；
（2）原子个数守恒；
（3）电荷守恒；
（4）电子守恒；
（5）浓度守恒（如饱和溶液中）；
（6）体积守恒；
（7）溶质守恒；
（8）能量守恒。
(5)规范书写，规范立式，规范计算，规范“设”和“答”
V(NaOH)
V(HNO3)
n= 0.5 mol
NaOH + HNO3 == NaNO3 + H2O
[例1]完全中 和 0 .5 mol NaOH 需多少摩的 HNO3？其质量是多 少克？
解：
答：完全中和0.5molNaOH需0.5mol HNO3 其质量为31.5g
n(NaOH)
n(HNO3)
=
1mol
1mol
n
0.5 mol
HNO3的摩尔质量为63 g/mol
m(HNO3)= 0.5mol×63g/mol=31.5g
因为
所以
设需HNO3的物质的量为n。
n( CaCO3) =
m(CaCO3)
M (CaCO3)
=
【例 2 】实验室用60g含 CaCO3 80％的大理石与足量12mol/l浓盐酸完全反应(设杂质不参加反应)。求：
①参加反应浓盐酸的体积。
②生成CO2的体积(STP)。
解：
CaCO3的M为100 g/mol
( CaCO3)
60 g × 80％
100 g/mol
= 0.48 mol
1mol
V (HCl) =
2× 0.48 mol
2 mol
0.48 mol
答：参加反应浓盐酸体积为0.08L，生成CO2的体积在标况下10.75 L。
CaCO3(s) + 2HCl == CaCl2+ H2O +CO2 ?
12mol/L×V (HCl)
1×12mol/L
=0.08 L
22.4 L
V (CO2)
V(CO2)
=
0.48mol×22.4 L
1mol
=10.752 L
[练习3] 实验室里用MnO2和浓盐酸制取Cl2 。 若有8.7 g MnO2 完全反应，则被氧化的Cl-的物质的量为多少？生成Cl2在标准状况下体积为多少？
解：
1 mol
n (HCl)
2mol
8.7 g
87 g/mol
x
答：被氧化的Cl－ 为0.2mol，生成 2.24L氯气。
MnO2 + 4HCl(被氧化的是2HCl)==MnCl2 + Cl2 +2H2O
设被氧化Cl－为 n ，生成Cl2的体积在标况下为 x
n (HCl) = 0.2mol
22.4L
x =2.24 L
n(HCl)=
2mol×0.1mol
1mol
x=0.1mol×22.4L/mol
[变式练习] 实验室里用MnO2和浓盐酸制取Cl2 。 现取8.7 g MnO2 投入100mL12mol/L的浓盐酸中，加热后充分反应。若设反应前后溶液的体积不变，计算：
(1)STP下可生成多少升氯气？
(2)反应后溶液中c(H+)、c(Cl-)、c(Mn2+)
(3)在反应后溶液中加入足量的硝酸银溶液，可得到氯化银的质量是多少？
1.涉及哪些方面的知识？
2.用化学方程式计算还是离子方程式计算？
3.前后问题之间有什么联系？
2 mol
5.8L
22.4L
1 mol
c(NaOH)×0.4L
n(NaClO)
答：生成 NaClO 0.26mol，c(NaOH)为1.3mol/L。
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
【例3】400mL某浓度的NaOH溶液恰好跟5.8LCl2(标准状况)完全反应，求：⑴生成的NaClO的物质的量。⑵该溶液中NaOH的物质的量浓度。
n (NaClO) =
5.8L×1mol
22.4L
= 0. 26 mol
⑴
解：
⑵
c(NaOH)=
5.8L×2mol
0.40L×22.4L
=1.3 mol/L
【练习5】某盐酸的 =1.18g/cm3，HCl的质量分数为36.5％。求①该盐酸物质的量浓度是多少？ ②200mL该盐酸与过量铁屑充分反应，生成 H2的体积(STP)是多少？若反应后溶液体积变化忽略不计则FeCl2物质的量浓度是多少？有多少克FeCl2？
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2
解：
c (HCl)=
1 mol 2mol
11.8mol/L×0.2L
n(FeCl2)
n( FeCl2)=
1mol×11.8mol/L×0.2L
1000mL×1.18g/cm3×36.5%
36.5 g/mol × 1 L
=11.8mol/L
①
②
1mol
n(H2)
2mol
=1.18 mol
1mol
【练习5 】某盐酸的 =1.18g/cm3，HCl的质量分数为36.5％。求①该盐酸物质的量浓度是多少？②200mL该盐酸与过量铁屑充分反应，生成 H2的体积(标况状况下)是多少？若反应后溶液体积变化忽略不计则FeCl2物质的量浓度是多少？有多少克FeCl2？
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2
解：
答：盐酸物质的量浓度 1.18mol/L 。生成H2体积标况下为26.4L；c(FeCl2)为5.9mol/L；m(FeCl2)为149.9g。
m(FeCl2)=1.18mol×127 g/mol =149.9 g
c(FeCl2)=
n( H2)=
1mol×11.8mol/L×0.2L
②
V(H2) = 1.18mol×22.4L/mol =26.4 L
2mol
=1.18 mol
1.18 mol
0.2L
=5.9 mol/L
练习1： 向密度为d g·cm-3的盐酸中逐滴加入硝酸银溶液到过量，生成沉淀的质量与原盐酸的质量相等，原盐酸的物质的量浓度为（ ）mol·L-1。
（A）25.4d （B）12.7d
（C）6.97d （D）6.35d
练习2： 将溶质的质量分数为a%，物质的量浓度为c1 mol·L-1的硫酸溶液蒸发掉一定量的水，使其溶质的质量分数为2a%，此时物质的量浓度为c2mol·L-1。则c1和c2的关系是（ ）
（A）2c1=c2 （B）2c1>c2
（C）2c1练习3： 浓度不等的2种H2SO4溶液等质量混合时，其质量分数为a%，而等体积混合时其质量分数为b%；浓度不等的2种氨水等质量混合时，其质量分数为a%，而等体积混合时其质量分数为c%，则a、b、c的大小关系为（ ）。
（A）a>b>c （B）c>a>b
（C）b>a>c （D）不能比较
例题： 实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液，其中一瓶是盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为确定甲、乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度，现操作如下：
①量取25.00mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL，共收集到二氧化碳气体224mL。
②另取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL，共收集到二氧化碳气体112mL。
上述气体体积均已换算为标准状况，则根据上述操作及实验数据填空：
（1）写出上述过程中所涉及反应的离子方程式 ；
（2）甲是 ，甲溶液的物质的量浓度为 ，乙溶液的物质的量浓度为 ；（二氧化碳在溶液中的少量溶解忽略不计）
（3）将n mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合，产生的气体体积为V mL（标准状况），则V的取值范围为 。
（2）盐酸（或HCl）0.8mol·L-1 ；1.0mol·L-1。
（3）[0，8.96n]
一、二大题做在课本上，第三大题做在作业本上。
课本79页
作 业
教学与测试P59第四大题做在作业本上。
12班：重难点手册第四章第三节例题和练习
