第三章鐵金屬材料第3課時(shí)第二節(jié)金屬材料物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用21本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)化學(xué)計(jì)算中的常用方法物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的。那么，化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)表示的是什么量的關(guān)系？解題思路首先弄清楚化學(xué)反應(yīng)的原理，正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；再將上述關(guān)系列成比例式，求解；然后根據(jù)化學(xué)方程式找出反應(yīng)物與生成物之間的定量關(guān)系，并據(jù)此確定已知量與未知量之間的關(guān)系；最后檢查確保計(jì)算過(guò)程和結(jié)果無(wú)誤后，簡(jiǎn)明地寫(xiě)出答案。2Na

＋

2H2O===2NaOH＋

H2↑物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系2∶∶∶221化學(xué)計(jì)量數(shù)之比：2mol物質(zhì)的量之比：∶∶∶2mol2mol1mol2

NA

擴(kuò)大NA倍：∶∶∶2

NA

2

NA

1

NA

∶∶∶擴(kuò)大6.02×1023倍：2×6.02×10232×6.02×10232×6.02×10231×6.02×10232molSTP氣體體積之比：∶∶∶2mol2mol1mol化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其_________之比，等于其__________之比。粒子數(shù)目物質(zhì)的量體積物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，在同溫同壓下各氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其_____之比。結(jié)論物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟NO.1NO.2NO.3NO.4設(shè)未知量，統(tǒng)一規(guī)定符號(hào)，如物質(zhì)的量(n)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式，注意配平找出已知量與未知量的關(guān)系，并寫(xiě)在對(duì)應(yīng)物質(zhì)的正下方列比例式，求解NO.5檢查無(wú)誤后，寫(xiě)出簡(jiǎn)明答案【例1】5.4g鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積是多少？物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

設(shè)：生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的物質(zhì)的量為n(H2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2

30.2mol

n(H2)n(H2)＝0.3mol答：生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積是6.72L。V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3mol×22.4L·mol－1＝6.72L題型一已知量、未知量均以物質(zhì)的量計(jì)算【例2】醫(yī)療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出均勻、穩(wěn)定的熱，使患處保持溫?zé)釥顟B(tài)。若56g鐵粉完全氧化成氧化鐵，則需要消耗標(biāo)況下氧氣的體積為多少？設(shè)：需要消耗標(biāo)況下氧氣的體積為V(O2)由反應(yīng)方程式4Fe＋3O2===2Fe2O34×56g

3×22.4L56g

V(O2)答：需要消耗標(biāo)況下氧氣的體積為16.8L。物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

題型二已知量、未知量單位不一致的計(jì)算設(shè)未知量時(shí)不帶單位，已知量和未知量單位統(tǒng)一；化學(xué)方程式要書(shū)寫(xiě)正確。要注意配平、化學(xué)方程式的完整(注明反應(yīng)條件、氣體和沉淀的符號(hào))；相對(duì)分子質(zhì)量要計(jì)算正確，且需乘化學(xué)式前面的系數(shù)；已知量和未知量的位置要寫(xiě)對(duì)。解題步驟規(guī)范，過(guò)程完整。注意事項(xiàng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

方法一：關(guān)系式法——解答連續(xù)反應(yīng)類(lèi)型計(jì)算題的捷徑化學(xué)計(jì)算中的常用方法當(dāng)已知量和未知量之間是靠多個(gè)反應(yīng)來(lái)聯(lián)系時(shí)，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”。根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系式根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式【例3】把一定量的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g沉淀，那么參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量是

g。2.8物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O則關(guān)系式為3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g常用方法一關(guān)系式法方法二：守恒法——質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子守恒化學(xué)計(jì)算中的常用方法A反應(yīng)前后元素種類(lèi)、質(zhì)量、原子個(gè)數(shù)不變B還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)【例4】4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是

g。10.6解析鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過(guò)程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變，可得關(guān)系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

常用方法二守恒法【例5】用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好將2×10－2mol的XO4-還原，已知氧化產(chǎn)物為SO42-，則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為_(kāi)__。＋4解析氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等，設(shè)元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為x，則有：1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－2mol×(7－x)，解得x＝＋4。物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

常用方法二守恒法方法三：差量法——質(zhì)量差值法、體積差值法化學(xué)計(jì)算中的常用方法根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、氣體體積差等，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。ΔmΔnΔV【例6】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為

。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

常用方法三差量法方法四：方程組法——兩個(gè)已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量化學(xué)計(jì)算中的常用方法一般方程組法用于解決兩種物質(zhì)的混合物計(jì)算，一般讀題時(shí)能找到兩個(gè)已知量時(shí)，均可以利用二元一次方程組進(jìn)行求算未知量?！纠?】把1.1g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol·L－1鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L－1(溶液體積變化忽略不計(jì))。求：(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。消耗HCl的物質(zhì)的量：0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2

6x

3x解得：x＝0.02mol，y＝0.01mol即n(Al)＝0.02mol；n(Fe)＝0.01molFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1

2y

2y常用方法三方程組法定量，就是以數(shù)字化符號(hào)為基礎(chǔ)去測(cè)量。定量研究通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的特征按某種標(biāo)準(zhǔn)作量的比較來(lái)測(cè)定對(duì)象特征數(shù)值，或求出某些因素間的量的變化規(guī)律。由于其目的是對(duì)事物及其運(yùn)動(dòng)的量的屬性作出回答，故名定量研究。定量研究定量研究是指確定事物某方面量的規(guī)定性的科學(xué)研究，就是將問(wèn)題與現(xiàn)象用數(shù)量來(lái)表示，進(jìn)而去分析、考驗(yàn)、解釋?zhuān)瑥亩@得意義的研究方法和過(guò)程?！敬鸢浮緼【詳解】鋁不管和鹽酸或氫氧化鈉反應(yīng)，都生成氫氣，根據(jù)電子守恒關(guān)系分析，等量的鋁產(chǎn)生等量的氫氣，故放出的氣體體積比為1:2，則鋁的質(zhì)量比為1:2。故選A。2．(2016·高一課時(shí)練習(xí))將足量鐵粉放入100mL0.1mol·L－1的CuSO4溶液中，充分反應(yīng)后析出的銅的質(zhì)量為A．32g B．6.4g C．0.64g D．3.2g【答案】C【詳解】根據(jù)反應(yīng)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu關(guān)系可知：鐵過(guò)量，硫酸銅完全反應(yīng)，1molCuSO4—1molCu，所以n（Cu）=n（CuSO4）=0.1×100×10－3mol，m（Cu）＝0.64g；故選C。【答案】A【解析】鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑；鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，反應(yīng)方程式為：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；【詳解】0.2mol鈉與鹽酸反應(yīng)生成0.1mol氫氣，0.2mol鎂與鹽酸反應(yīng)生成0.2mol氫氣，0.2mol鋁與鹽酸反應(yīng)生成0.3mol氫氣，三種金屬生成氫氣的質(zhì)量之比為0.1mol×2g/mol:0.2mol×2g/mol:0.3mol×2g/mol=1:2:3;答案選A?！敬鸢浮緼【解析】鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑；鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，反應(yīng)方程式為：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；【詳解】0.2mol鈉與鹽酸反應(yīng)生成0.1mol氫氣，0.2mol鎂與鹽酸反應(yīng)生成0.2mol氫氣，0.2mol鋁與鹽酸反應(yīng)生成0.3mol氫氣，三種金屬生成氫氣的質(zhì)量之比為0.1mol×2g/mol:0.2mol×2g/mol:0.3mol×2g/mol=1:2:3;答案選A。4．(2012上·浙江杭州·高二統(tǒng)考期末）在FeCl3與CuCl2的混合溶液中加入過(guò)量的鐵粉，反應(yīng)完畢后，剩余固體的質(zhì)量恰好與所加鐵粉的質(zhì)量相等，則原混合液中FeCl3與CuCl2的物質(zhì)的量之比為A．5∶2 B．4∶3 C．2∶7 D．7∶4【答案】C【詳解】本題考查鐵銅及其化合物。思路分析：根據(jù)鐵粉與氯化鐵以及與氯化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式考慮用差量法計(jì)算。由題意可知：

Fe+2FeCl3==3FeCl2

△m

⑴

56g

-56g

Fe+CuCl2==FeCl2+Cu

△m

⑵

56g

64g

+8g由⑴⑵兩個(gè)反應(yīng)可知，⑴是使固體質(zhì)量減少的反應(yīng)，⑵是使固體質(zhì)量增加的反應(yīng)，要使反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，將⑵式×7即可，故選C。【答案】C【詳解】由反應(yīng)方程式：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑