化學計算中常出現(xiàn)解題數(shù)據(jù)不足或沒有數(shù)據(jù)的習題,這類習題采取常規(guī)解法往往思路不通或難以奏效,這里介紹一種歸一法,把被研究的物質定為1摩爾(或1個其它單位)入手進行解題,常有它的獨到之處,現(xiàn)舉例說明之。
一、解題數(shù)據(jù)不足的計算選擇題
[例1] 某一盛滿硫酸溶液的試管,其質量是 47g(該硫酸溶液的密度為(1.4 g·mL-1),若用這一試管盛滿硝酸溶液(密度為1.2 g·mL-1),其質量為42g。則該試管最多能盛水( )
(A)35 mL (B) 10 mL (C) 25 mL (D)2.5 mL
[分析] 用相同的試管盛兩種溶液,則試管的質量、體積保持不變,恰恰這兩個不變值均未知,常規(guī)法應通過設兩未知借助密度關系聯(lián)立方程求解,但利用歸一法,可快速求解。
[解] 設試管體積為1mL,其溶液質量差為(1.4-1.2)g,現(xiàn)試管體積為V mL,差量為(47-42)g,故有1∶(1.4-1.2)=V∶(47-42) 解之,V=25( mL),選(C)。
[例2] 為了制取氧氣,取一定量的KClO3和一定量的MnO2共熱,開始時MnO2在混合物中質量分數(shù)為25%,當MnO2含量提高到30%時,則KCIO3已分解的百分率為( )
(A)43.3% (B)56.7% (C)40% (D)60%
[分析] MnO2作為該反應的催化劑,反應前后質量必然不變,它的質量分數(shù)能從25%提高到30%,說明反應后混合物質量必然減少,此減少的質量就是逸出O2的質量。如果把質量不變的MnO2定為lg,它將溝通未知的和反應了的KClO3質量關系。
[解] MnO2為1g時,反應前混合物質量為lg÷25%=4g,其中KClO3質量為3g;而反應后混合物質量為lg÷30%=10/3g,這樣便知逸出O2的質量為4g-10/3g=2/3g。
∴KClO3分解率為 。正確答案為(B)。
[例3] 某含溴化鎂和氧化鎂的混合物,經分析測得鎂元素的質量分數(shù)為38.4%,則溴元素均質量分數(shù)為( )
(A) 40% (B)30% (C) 20% (D)50%
[分析]此題只有一個已知數(shù)據(jù),但lmolMgBr2、MgO分子中Mg元素均為l mol,未知數(shù)雖多,但求助于歸一法,仍可巧解。
[解] 設取該混合物1 mol,其中含l molMg,依題意有有24/M(混)×l00%=38.4%,解得M(混)為62.5。由十字交叉法可知
故MgBr2為5/32mol
。選(A)。
二、沒有數(shù)據(jù)的計算選擇題
[例4] KHCO3和CaCO3的混合物同與之等質量的NaHCO3,二者分別與酸完全反應時,所耗酸的量相等,則KHCO3和CaCO3的質量比為( )
(A)17∶8 (B)1∶l (C)17∶4 (D)任意比
[分析] 從表面上看,此題未給任何數(shù)據(jù),但仔細挖掘可知:混合物中兩組分的相對分子質量均為100,則二者質量比就是物質的量比,且混合物平均耗酸量與NaHCO3耗酸量相等,即消耗的H+物質的量相等,這樣可形成解題思路。
[解] 設取1mol該混合物,其質量為l00g,則NaHCO3為100/84mol=25/21mol;依題意可知1mol混合物平均消耗H+為25/21mol。由十字交叉法可知:
∴選(C)。
[例5] 在氯化鐵和氯化銅的混合溶液中,加入過量的還原鐵粉,完全反應后,剩余固體的質量與所加還原鐵粉的質量相等,則原混合溶液中氯化鐵和氯化銅的物質的量濃度之比為( )
(A)7∶2 (B)2∶7 (C)1∶2 (D)2∶l
[分析] 剩余固體質量等于加入鐵粉的質量,可說明參加反應的鐵與反應生成的銅質量相等;同一混合溶液,體積一致,可得FeCl3與CuCl2物質的量濃度之比等于其物質的量之比。
[解] 設與FeCl3、CuCl2反應的Fe為1 mol(即56g)
∵ Fe+2FeCl3==3FeCl2 Fe+CuCl2==FeCl2+Cu
∴n(Cu)∶n(CuCl2) =56 g / 64 g·mol-1=7/8mol
則n(FeCl3)=(1-7/8)×2mol=2/8mol,故得n(FeCl3)∶n(CuCl2) =2/8∶7/8=2∶7 選(B)。
[例6] 由CaCO3和MgCO3組成的混合物高溫加熱至質量不會再減少時,稱得殘留物是原混合物的一半,則殘留物中Ca、Mg兩元素的物質的量之比是( )
(A)3∶2 (B)3∶l (C)1∶2 (D)1∶3
[分析] 本題涉及的反應有:CaCO3 CaO+CO2↑、MgCO3MgO+CO2↑;知殘留物Ca、Mg元素的物質的量比即CaCO3、MgCO3物質的量比,也就是CaO、MgO的物質的量比;殘留物質量是混合物的一半,說明殘留物的質量與逸出CO2的質量相等。
[解] 設取1molCaCO3、MgCO3的混和物,則生成CO2為lmol、殘留物CaO、MgO也是1mol。
依題意:CaO、MgO的平均相對分子質量為44。由十字交叉法,知
選(D)。
以上例解,思路清晰,步驟簡潔,易被同學接受掌握。每當數(shù)據(jù)不足或沒有數(shù)據(jù)的計算題出現(xiàn)且解題又一籌莫展時,不妨用用這一方法,借助于化學方程式、化學式以及一些特點的條件,可以使你進入“柳暗花明又一村”的境界,從中體會解題成功的樂趣。
附練習題:
1、CuO和Cu2O組成的混合物中,含Cu88%(質量分數(shù)),則混和物中CuO和Cu2O的物質的量之比為( )
(A)1∶2 (B)l∶1 (C)1∶5 (D)5∶1
(提示:將含Cu88%轉為含氧12%,選C)
2、玻璃儲氣瓶凈重179克,在同一條件下裝滿H2時質量為152克,裝滿另一種X2氣體時質量為198克,則X的原子量為( ) 。
(A)48 (B)14 (C)16 (D)32
(提示:空瓶中有空氣的質量,且設儲氣瓶可裝1mol氣體其體積為aL,選C)
3、在空氣中充分灼燒硝酸鋁和鋁粉的混合物,發(fā)現(xiàn)灼燒前后固體的質量相等,試求在原混合物中硝酸鋁的質量分數(shù)是多少?
(提示:設生成Al2O3為1mol或混合物為1mol,結果均為53.9%)
本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/78052.html
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