2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第1章化学中常用的物理量——物质的量第1章第3讲　化学计算的常用方法

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第3讲　化学计算的常用方法

[复习目标]　1.进一步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。3.初步建立化学计算的思维模型。

考点一　利用差量法计算

1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物

的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、

反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)，结合题中的条件求

出或表示出实际的差值(实际差量)，根据比例关系建立方程式并求出结果。

2．差量法的解题关键是找准研究对象。

通常有：①固体的质量差，研究对象是固体。②气体的质量差，研究对象是气体。③液体的

质量差，研究对象是液体。

例　为了检验某含有 NaHCO3杂质的 Na2CO3样品的纯度，现将 w1 g 样品加热，其质量变为

w2 g，请列式计算该样品中 Na2CO3的质量分数。

答案　样品加热发生的反应为

2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm

168　　　　　106　　　　　　　　　62

m(NaHCO3)　　　　　　　　　　　(w1－w2) g

样品中 m(NaHCO3)＝ g，

样品中 m(Na2CO3)＝w1 g－ g，

其质量分数为×100%＝×100%＝×100%。

1．标准状况下，将 20 L CO2和CO 的混合气体全部通过足量的 Na2O2粉末，在相同状况下，

气体体积减少到 16 L，则原混合气体中 CO 的体积为(　　)

A．4 L B．8 L C．12 L D．16 L

答案　C

解析　混合气体中只有 CO2和Na2O2反应，设二氧化碳的体积为 V(CO2)，

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　　　ΔV

44.8 L　　　　　　　　　　　　　　22.4 L

V(CO2)　　　　　　　　　　　　　(20－16) L

44．8 L∶22.4 L＝V(CO2)∶(20－16) L，

解得 V(CO2)＝8 L，

则V(CO)＝(20－8) L＝12 L。

2．16 mL 由NO 与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于 400 ℃左右可发生反应：6NO＋

4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为 17.5 mL，计算原混合气体

中NO 与NH3的物质的量之比。

答案　<<

解析　

6NO ＋ 4NH35N2＋6H2O(g)　ΔV

6　　　　4　　　5　　6　　　1

V(NO)　V(NH3)　　　　　　　1.5 mL

V(NO)＝＝9 mL，

V(NH3)＝＝6 mL，

由此可知共消耗 15 mL 气体，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是 NO ，则

V(NO)∶V(NH3)＝(9 mL ＋1 mL)∶6 mL ＝5∶3，假设剩余的气体全部是 NH3，则

V(NO)∶V(NH3)＝

9 mL∶(6 mL＋1 mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是 NO、NH3的混合

气体，故<<。

考点二　利用关系式法计算

1．关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于

多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传

递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。

2．应用关系式法的思维模型

一、关系式法的基本应用

1．200 吨含硫 40%的黄铁矿，用接触法可以制得 95%的硫酸(不考虑中间过程的损耗)的质量

为多少吨？

答案　257.9 t

解析　根据反应前后硫原子数不变，可得关系式：2S～FeS2～2H2SO4

即：S　　～　H2SO4　

32　　　　98　　

200 t×40%　　95%·x　　

32∶98＝(200 t×40%)∶(95%·x)

x≈257.9 t。

2．由 NH3氧化制 NO 的转化率为 96%，NO 转化为 HNO3的转化率为 92%，现有 10 t NH3，

总共可以制得 63%的HNO3多少吨？

答案　51.95 t

解析　氨氧化法制硝酸的原理为 4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋

H2O===2HNO3＋NO。从以上三个化学方程式来看，氨与硝酸的关系式为 3NH3～2HNO3，

但工业生产上 NO 要进行循环利用，经过多次循环后，氨几乎全部转化为硝酸，则关系式应

为NH3～HNO3。设可制得 63%的HNO3的质量为 x，则＝，解得：x≈51.95 t。

3．用黄铁矿可以制取 H2SO4，再用 H2SO4可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.2%的黄

铁矿 75.0 t，最终生产出 79.2 t(NH4)2SO4。已知 NH3的利用率为 92.6%，H2SO4的利用率为

89.8%，试求黄铁矿制取 H2SO4时的损失率为______________。

答案　33.4%

解析　设黄铁矿的利用率为 x，

FeS2　　～2H2SO4　～　2(NH4)2SO4

120　　　　　　　　　　　　264

75.0 t×80.2%×89.8%·x　　　79.2 t

可得 x≈66.6%，则黄铁矿的损失率为 1.00－66.6%＝33.4%。

二、关系式法在滴定计算中的应用

4．硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。

回答下列问题：

利用 K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：

(1)溶液配制：称取 1.200 0 g 某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________

中溶解，完全溶解后，全部转移至 100 mL 的________中，加蒸馏水至________。

(2)滴定：取 0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液 20.00 mL，硫酸酸化后加入过量 KI，发生

反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定，发生反

应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液__________，即

为滴定终点。平行滴定 3次，样品溶液的平均用量为 24.80 mL，则样品纯度为________%

(结果保留 1位小数)。

答案　(1)烧杯　容量瓶　溶液的凹液面与刻度线相切

(2)蓝色褪去，且半分钟内不恢复成原来的颜色　95.0

解析　(1)配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至 100

mL 的容量瓶中，加水至距刻度线 1～2 cm 处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面与刻度线

相切。(2)加入淀粉作指示剂，淀粉遇 I2变蓝色，加入的 Na2S2O3样品与 I2反应，当 I2消耗完

后，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复成原来的颜色，即为滴定终点。

由反应 Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O、I2＋2S2O===S4O＋2I－

得关系式：

Cr2O　　　～　　　3I2　　～　　　6S2O

　1　　　　　　　　　　　　　　　　6

0.009 50 mol·L－1×0.02 L　　　0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6

硫代硫酸钠样品溶液的浓度为

，样品的纯度为

×100%＝95.0%。

5．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为 Sn＋

2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量的 FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋

2FeCl2，最后用已知浓度的 K2Cr2O7溶液滴定生成的 Fe2＋，反应的化学方程式为 6FeCl2＋

K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样 0.613 g，经上述反应后，

共用去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液 16.0 mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应，

锡的相对原子质量为 119)。

答案　93.2%

解析　Sn 与K2Cr2O7物质的量的关系：

3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7

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第3讲　化学计算的常用方法[复习目标]　1.进一步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。3.初步建立化学计算的思维模型。考点一　利用差量法计算1．所谓“差量”就是指反应过...

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