差量法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  差量法是根據(jù)在化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物的差量和造成這種差量的實質(zhì)及其關(guān)系,列出比例式求解的解題方法。我們甚至把“差量”看成是化學(xué)方程式中的一種特殊產(chǎn)物。該差量的大小與參與反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。一般說來,化學(xué)反應(yīng)前后凡有質(zhì)量差、氣體體積差、密度差、壓強(qiáng)差等差量都可用差量法求解。解題的關(guān)鍵是做到明察秋毫,抓住造成差量的實質(zhì),即根據(jù)題意確定“理論差值”,再根據(jù)題目提供的“實際差量”,列出正確的比例式,求出答案。
  
  解題步驟①根據(jù)化學(xué)方程式分析反應(yīng)前后形成差量的原因(即影響質(zhì)量變化的因素),②找出差量與已知量、未知量間的關(guān)系,然后再列比例式(對應(yīng)成比例,注意:單位要一致),③求解。
  
  差量法在初中、高中都要求熟練應(yīng)用:
  
  一、固體差量
  
 。劾1]在某些硫酸銅溶液中,加入一個質(zhì)量為1.12g的鐵片,經(jīng)過一段時間,鐵片表面覆蓋了一層紅色的銅,取出洗凈、烘干,稱重,質(zhì)量變?yōu)?.16g.計算在這個化學(xué)反應(yīng)中溶解了鐵多少克?析出了銅多少克?
  
 。鄯治觯軫e+CuSO4=FeSO4+Cu
  
  從化學(xué)方程可以看出,鐵片質(zhì)量的增加,與鐵的溶解和銅的析出直接聯(lián)系,每溶解56g鐵,將析出64g銅,會使鐵片,質(zhì)量增加: 64g-56g=8g
  
  根據(jù)鐵片增加的質(zhì)量(1.16g-1.12g),可計算出溶解的Fe的質(zhì)量和析出的Cu的質(zhì)量.
  
  [解]設(shè)溶解的Fe為xg,析出的Cu為yg
  
  Fe=CuSO4=Cu+FeSO4     質(zhì)量差
  
  56    64          64-56
  
  x     y         1.16-1.12
  
  則: ,解得:x=0.28(g)  y=0.32(g)
  
  答:在這個化學(xué)反應(yīng)中溶解了鐵0.28g析出了銅0.32g.
  
  例2.將質(zhì)量為100克的鐵棒插入硫酸銅溶液中,過一會兒取出,烘干,稱量,棒的質(zhì)量變?yōu)?00.8克。求有多少克鐵參加了反應(yīng)。
  
  解:設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x。
  
  棒的質(zhì)量增加(差量)
  
  56                           64                   64-56=8
  
  x                                           100.8克-100克=0.8克
  
  答:有5.6克鐵參加了反應(yīng)。
  
  例3.a(chǎn)gNa2CO3和NaHCO3混合物加熱至質(zhì)量減少到bg,則混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:     。
  
  解:設(shè)NaHCO3的質(zhì)量為x
  
  2NaHCO3====Na2CO3+H2+CO2↑                  △m
  
  168g        106g                           168g-106g=62g
  
  x                                            (a-b)g
  
  解得x=
  
  得NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
  
  例4.有NaCl和NaBr的混合物16.14g,溶解于水中配成溶液.向溶液中加入足量的AgNO3溶液,得到33.14g沉淀.則原混合物中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( )
  
  A.28.5%      B.50%         C.52.8%        D.82.5%
  
  解: NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3; NaBr+AgNO3=AgBr↓+NaNO3
  
  即:NaCl→AgCl, NaBr→AgCl銀元素替換了鈉元素.因此沉淀比混合物增重部分就是銀元素比鈉元素增重的部分。設(shè)Na元素的質(zhì)量為x
  
  Na    →   Ag              △m
  
  23g       108g             08g-23g=85g
  
  x                         33.14g-16.14g=17g
  
  解得:x=4.6g 所以Na%=4.6g/16.14g=28.5%
  
  例5.在密閉容器中,放入(NH4)2CO3和NaOH的混合物共ag,將容器加熱至200℃,經(jīng)充分反應(yīng)后,排除其中的氣體,冷卻,稱得剩余固體質(zhì)量為bg,求容器中(NH4)2CO3和NaOH各多少克?
  
  解:(本題中ag(NH4)2CO3和NaOH的混合物,在加熱時(NH4)2CO3與NaOH要發(fā)生反應(yīng),因而存在反應(yīng)物過量問題,但不知哪種反應(yīng)物過量,故需討論。
  
  設(shè)混合物中含(NH4)2CO3的質(zhì)量為xg,則NaOH的質(zhì)量為(a-x)g
  
  ① 若NaOH過量,根據(jù)反應(yīng)式則有:
  
  (NH4)2CO3+2NaOH=Na2CO3+2NH3↑+2H2O↑                 △m
  
  96          80      106                                (96+80)-106=70
  
 。╝-b)
  
  =    所以NaOH的質(zhì)量為a- = a-
  
 、 若(NH4)2CO3過量,剩余的(NH4)2CO3在加熱時還要分解生成NH3、H2O和CO2氣體,則此時bg固體全部是Na2CO3。根據(jù)鈉元素質(zhì)量守恒有
  
  n(NaOH)= , 則m(NaOH)=40×
  
  m((NH4)2CO3)=a-40×
  
  例6.將4.66g鹵素互化物BrClx溶于水后,通入足量SO2氣體與其反應(yīng)生成氫溴酸、鹽酸和硫酸,再用堿將溶液調(diào)至中性后,加入過量Ba(NO3)2溶液,充分反應(yīng)后濾去沉淀物,再向濾液中加入過量AgNO3溶液,最后得鹵化銀沉淀15.46g。試計算:
  
 。1)       參加反應(yīng)的AgNO3的物質(zhì)的量。
  
  (2)       BrClx中的x值。
  
  解:質(zhì)量增加的是Ag的質(zhì)量
  
  所以n(AgNO3)=  =0.1 (mol)
  
  設(shè)4.66g鹵素互化物BrClx為a mol
  
  BrClx → AgBr  +  xAgCl          質(zhì)量增加
  
  1mol                              108(1+ )
  
  a mol                             15.46g-4.66g
  
  則:     a=
  
  所以: =     =3
  
  例7.把6.1g干燥純凈的氯酸鉀和二氧化錳的混合物放在試管里加熱,當(dāng)完全分解、冷卻后稱得剩余固體質(zhì)量為4.2g,求原混合物里氯酸鉀有多少克?
  
  〔分析〕根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合物加熱后減輕的質(zhì)量即為生成的氧氣質(zhì)量(W混-W剩=WO2),由生成的O2即可求出KClO3。
  
  〔解答〕設(shè)混合物中有質(zhì)量為xKClO3
  
  答:略。
  
  例8. 將盛有12gCuO的試管通入氫氣后加熱,當(dāng)冷卻后試管內(nèi)的固體殘渣為10g時,求氧化銅被還原的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?
  
  分析:此題經(jīng)分析,12gCuO沒有完全反應(yīng),生成物的殘渣10g中也有沒有反應(yīng)的CuO。用常規(guī)解法較煩瑣,如果用差量法則較為簡便。但一定要分析清楚,減重的質(zhì)量是哪種元素,在這題里減重的是CuO中的氧元素,它與H2結(jié)合成為H2O。根據(jù)方程式分析:設(shè)參加反應(yīng)的CuO質(zhì)量為y。
  
  練習(xí):
  
  1、將一定量NaHCO3和Cu的混合物在空氣中加熱到質(zhì)量不再變化時,發(fā)現(xiàn)加熱前后固體質(zhì)量不變。則原混合物中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
  
  2、2.1g平均相對原子質(zhì)量為7.2的CO和H2混合氣體與足量的O2充分燃燒后,立即通入足量的Na2O2固體,則固體質(zhì)量增加( A)
  
  A 2.1g    B 2.6g    C 7.2g     D 無法求解
  
  二、液體差量
  
  例9.用含雜質(zhì)(雜質(zhì)不與酸作用,也不溶于水)的鐵10克與50克稀硫酸完全反應(yīng)后,濾去雜質(zhì),所得液體質(zhì)量為55.4克,求此鐵的純度。
  
  分析:
  
  56g                          2g
  
  由化學(xué)方程式可知,影響溶液質(zhì)量變化的因素是參加反應(yīng)的鐵和生成的氫氣。每有56份質(zhì)量的鐵參加反應(yīng)“進(jìn)入”溶液中的同時,則可生成2份質(zhì)量的氫氣從溶液中逸出,故溶液質(zhì)量增加56-2=54(份)。由題目給的差量55.4克-50克=5.4克,據(jù)此便可列比例求解。
  
  解:設(shè)此鐵的純度為x。
  
  溶液質(zhì)量增加(差量)
  
  56                           2                     56-2=54
  
  10x克                                         55.4克-50克=5.4克
  
  56∶54=10x克∶5.4克
  
  答:此鐵的純度為56%。
  
  三、氣體差量
  
  例10.將12克CO和CO2 的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后,得到氣體的總質(zhì)量為18克,求原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
  
  分析:CuO+CO Cu+CO2
  
  28               44
  
  由化學(xué)方程式可知,氣體質(zhì)量增加的原因是CO奪取了氧化銅中的氧元素。每28份質(zhì)量的CO參加反應(yīng),可生成44份質(zhì)量的 ,使氣體質(zhì)量增加44=28=16(份),F(xiàn)已知氣體質(zhì)量增加18克-12克=6克,據(jù)此便可列比例求解。
  
  解:設(shè)原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。

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