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桑建强:高中化学解题方法归纳7

2015-05-31  许愿真

桑建强:高中化学解题方法归纳----7 <wbr>关系式法 

关系式法是根据化学方程式计算的诸法中较主要的一种方法,它可以使多步计算化为一步而完成。

●难点磁场

请用关系式法解决下列问题,然后自我界定学习本篇是否需要。

a g 铁和 b g 硫粉混合均匀,隔绝空气加强热,充分反应后,再将所得固体混合物放入足量稀 H2SO4 中,试求产生的气体在标准状况下的体积(用含 ab 的代数式表示)。

●案例探究

[例题]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。

命题意图:主要考查学生利用关系式法解题的能力,同时考查学生对转化率、损失率的理解和认识。

知识依托:H2SO4 的工业制法、NH3 与 H2SO4 的反应。

错解分析:不能准确理解利用率的含义而错解。

解题思路:首先须搞清 H2SO4 的利用率与 FeS2 利用率的关系。H2SO4 的利用率为 89.8%,与 H2SO4 的利用率是 100%、FeS2 的利用率为 89.8% 是等价的。并排除 NH3 利用率的干扰作用。

其次,根据 S 原子守恒找出已知量 FeS2 与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x):

FeS  ~   2H2SO4  ~  2(NH4)2SO4

120                      264

75.0 t×80.2%×89.8%·         79.2 t

x=66.6%

黄铁矿的损失率为:1.00-66.6%=33.4%。

答案:33.4%

●锦囊妙计

凡反应连续进行,上一步反应的产物为下一步反应的反应物的反应,绝大多数可用关系式法解决。寻找关系式的方法,一般有以下两种:

1.写出各步反应的方程式,然后逐一递进找出关系式;

2.根据某原子守恒,直接写出关系式。

●歼灭难点训练

1.(★★★)在 O2 中燃烧 0.22 g 硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转化为 SO2,将这些 SO2全部转化为 SO3,生成的 SO3 完全被 H2O 吸收。所得 H2SO4 可用 10.0 mL 0.50 mol·L-1 的 NaOH(aq)完全中和,则原化合物中硫元素的质量分数为_________。

2.(★★★★)将 23.0 g 石英与 60.0 g 石灰石在高温下灼热,试求产生的气体在标准状况下的体积。

3.(★★★★)已知某厂每天排出 10000 m3 尾气(已折算为标准状况),内含 0.268%(体积分数)的 SO2,SO2可完全转化为 H2SO4,若用黄铁矿来生产同样多的 H2SO4, 则需要多少克含 FeS2 78.2% 的黄铁矿?

4.(★★★★★)某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3,已知由氨制 NO 的产率是 96%,NO 制硝酸的产率是 92%,求制硝酸所用去的氨的质量占总耗氨的质量分数是多少?

附:参考答案

难点磁场

提示:不论 Fe 过量与否,只要有 1 个 Fe 原子最终就产生 1 个气体分子,这个气体分子可能是 H2S,也可能是 H2。则:

n(气体)=n(Fe)= mol

V(气体)=22.4 L·mol-1× mol=4a L。

答案:4a L

歼灭难点训练

1.提示:S~ H2SO4~ 2NaOH

n(S)= n(NaOH)= ×0.010 L×0.50 mol·L-1=0.0025 mol,

w(S)= =0.36。

答案:0.36

2.提示:不论 CaCO3 过量与否,只要有 1 个 CaCO3 “分子”最终就会产生 1 个 CO2 分子。则:

n(CO2)=n(CaCO3)= =0.600 mol

V(CO2)=22.4 L·mol-1×0.600 mol=13.4 L。

答案:13.4 L

3.提示:只需找出 SO2 与 FeS2 的关系

FeS                         2SO2

120 g                   44.8 L

m(黄铁矿)×78.2%                104+3 L×0.268%

m(黄铁矿)=9.18×104g。

答案:9.18×104 g

4.解析:将本题分解为两步计算,并辅以一定的数值,可以化繁为简。

根据合成 NH4NO3 的反应:NH3+ HNO3====NH4NO3

可知当合成 80 t NH4NO3 时,需要用 63 t HNO3 吸收 17 t 的 NH3

(1)先求制备 63 t HNO3 需要的 NH3

NH                         HNO3

17                      63

m(NH3)×96%×92%            63 t

m(NH3)=19 t。

(2)再求制备 80 t NH4NO3 时,生产 HNO3 所用 NH3 占耗 NH3 总量的质量分数:w= =0.53。

答案:0.53

有些图表丢失,完整版可由以下链接下载

 http://u.115.com/file/f9e9f71290
桑建强:高中化学解题方法归纳----7关系式法.doc

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