2010年．第1期习题与解题思路69
多步反应快速计算技巧
段昌平
(武汉市黄陂一中，湖北武汉430300)
文章编号：1005--6629(2010)01—0069一03中图分类号：G632．479文献标识码：B
在“理科综合”环境下，化学计算被分散到各
个大题中．其表达形式有只要结果的选择题、填空
题，也有需要过程的推理题。不管什么形式，计算
题在一套试卷中均属于综合运用知识难度较大、解
决问题技巧性较强且区分度较高的能力型试题。面
对这类试题总有部分学生或者没有透彻理解题目内
容、或者没有理顺各方面关系，致使解题受阻，造
成耗时长而得分率低的遗憾。事实上计算题的解答
是有规律可循的．下面着重谈谈多步化学反应计算
题快速解答的技巧。
所谓多步化学反应计算题。是指从原料进入到
产品出来的过程中经历了前后相连贯的多步化学反
应．或对某一物质进行定量分析时所设计的多步检
验等。这类计算题与实际密切相联，是此解题时必
须“身临其境”地透彻理解题目内容、理顺各个
方面关系。具体表现为：1．写出前后相关联的化学
反应方程式，找出反应过程中的本质联系，使自己
“站得高”；2．巧用“守恒”规律(原子守恒、电子
守恒、物料守恒等)，把握关键点，使解答“不跑
题”。下面结合实际举例：
1巧用原子守恒规律解题
例1．某硫酸生产厂购得100t含FeS：80％的黄
铁矿石。现用这批矿石生产硫酸，已知煅烧时硫的
损失率为5％，S02的转化率为95％，问可生产
106．8％的发烟硫酸(H2SO。·S03)多少吨?然后将其
稀释成50％的稀硫酸．如何操作?
解析：生产过程中所发生的反应有：
4FeS2+1lOz兰娑2322；意11．4”1
2Fe3O+8S02S02+02SO
S03+H20—H2S04
S03+H2S04=H2S04·S03
S原子守恒关系式：Fes2H2s04·S03
120178
100tx80％x(100％-5％)x95％tx
x=[100tx80％x(100％一5％)x95％t]x178／120
=107．09t
107．09t发烟硫酸稀释成50％的稀硫酸(yt)时加
水质量：
H2s04·S03+H20
178
107．09t
2H2s04
196
yx50％
y=107．09txl96／(178x50％)=235．84t加水质
量：235．84t一107．09t=128．75t
答：100t含FeS280％的黄铁矿石可生产发烟
硫酸107．09t。先将128．75t水注入耐酸池中，然后
缓慢注入107．09t发烟硫酸，边注入边进行搅拌。
2巧用电子守恒规律解题
例2．一定质量的铜、镁合金投入足量浓硝酸
中反应．金属全部溶解时．收集的气体与560mL
O：(标准状况)混合后通入水中恰好全部被水吸收。
然后加适量碱溶液至金属阳离子全部沉淀出来。推
测生成沉淀的物质的量可能为()
A．0．025molB．0．050mol
C．0．075toolD．0．10tool
解析：设Cu、Mg物质的量之和为／7,．n(02)=O．56
L／22．4L·tool～--0．025m01
反应关系：
Cu
Mg
(，1)
Cu’、Mgz+
m)
适量Na0H
Cu(OH)^、Mg(OH)2
伽)
NO．、NO，一07(0．025m01),H：O．HNOjN02、N02页去o．025×4
m。le．’
反应过程中Cu、Mg失去的2ne-由硝酸得到还
原为N02、NO，然后NO：、NO又把得到的电子转移
给0．025tool02变为HN03，可认为n(Cu、MS)失去的
电子最终转移给0．025tool02，即0．025molx4=2n。
n=O．05tool，所以，金属阳离全部沉淀析出时其物
质的量为0．05mol(B选项符合题意)。
例3．某研究性学习小组的同学设计用图1装置
来分析黄铜(Cu与Zn合金)中各组分的质量分数。现
称取1．605g合金(块状)固体置于盛有8mL某浓度的
万方数据
70化学教学2010年。第1期
浓硝酸中(装置图中已用C02排尽了空气，活塞了关
闭)，金属全部溶解，气球鼓起。然后打开活塞，
缓慢通入280mL氧气
(标准状况)，反应过程
中产生的还原性气体恰
好全部被水吸收。检测
知：溶液中的阴离子
只有NO，-(由水电离出
的OH一；忽略不计)c图1
瘪气球
(H+)=6．75mol·L-1。请回答下列问题(溶液体积变化
忽略不计1：
(1)实验开始时如何进行操作(气密性检查合
格17·
(2)写出合金与硝酸最开始和最后2个反应的离
子方程式：
(3)计算合金中铜的质量分数；
(4)计算反应前该浓硝酸的c(Hn03)。
解析：(1)；(2)略；
(3)T／,(02)=0．28U22．4L·mol一--0．0125mol，设
Cu、Zn的物质的量为／1,，根据反应过程中得失电子
守恒。其关系为：
Cu、zn塑巡LN02、NO旦生02—_．HN03
(失n×2e3(得0．0125molx4e3
n=0．025tool
所以有：64x+65y=1．6051x=0．02mol
2(x+y)=0．025×4Jy--0．005mol
w(Cu)=64g·mol～x0．02moYl．605g=0．7975
(RP79．75％1
(4)根据溶液中阴、阳离子电荷量相等，由水
电离出的H+、HO一量极少，忽略不计，反应前后
N03-的量未变(N原子守恒，或阴、阳离子电荷守
恒)，所以
c(Hn03)=[(0．02+0．005)x2mol+0．008Lx6．75mol
·L．11／o．008L=13mol·L-1
附(1)、(2)参考答案：(1)取下橡胶塞，向试管中
加入一定量浓硝酸，然后倾斜试管，将合金块放于
试管口内，塞紧橡胶塞，缓慢将试管竖起。使合金
块滑入试管底部。
(2)(最先)zn“H++2N03一=Zn2++N02t+2H20
(最后)3Cu+8H++2N03一=3Cu2++2NOt“H20
3巧用物料守恒规律解题
例4．(2009d匕京卷28)以黄铁矿为原料生产硫
酸的工艺流程图如下(图2)：
98．3％
H：so。胃尊蚶
孵I魄～删
圈2
供稀释
用硫酸
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：4
+1102塑2Fe203+8S02。
(2)接触室中发生反应的化学方程式是——。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)——。
a．为使黄铁矿充分燃烧。需将其粉碎
b．过量空气能提高SO：的转化率
c．使用催化剂能提高的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160gS03气体与H20化合放出260．6kJ的热量，该反应的热化学方程是——。
(5)吸收塔排出尾气先用氨水吸收，再用浓硫
酸处理，得到较高浓度的SO：和铵盐。
①sO：既可作为生产硫酸的原料循环再利用，
也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。
SO：吸收Br2的离子方程式是
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同
质量的铵盐分别加入到50．00mL相同浓度的NaOH
溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵
盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全。
测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果：铵盐质量
为10．00g和20．00g时，浓硫酸增加的质量相同；
铵盐质量为30．00g时，浓硫酸增加的质量为0．68
g；铵盐质量为40．00g时，浓硫酸的质量不变。计
算：该铵盐中氮元素的质量分数是％；若
铵盐质量为15．009。浓硫酸增加的质量为——。
(计算结果保留两位小数)
解析：(1)一(5趄)略
(5)～②第一空：据题意，该铵盐样品的化学成
分是NH4HSO。、(NH4)2SO。的混合物，不同质量的铵
盐样品与等量的NaOH溶液之间存在不同反应。设
50．00mL溶液中含NaOH为nmol；设10g该铵盐样
品中NH4I-ISO+、(NH4)2SO<物质的量分别为n。、他。以
NaOH为红线(物料守恒)分析：
A．10g铵盐与50．00mL溶液共热时的反应有：
NH,HSO．+2NaOH兰=Na2so。+NH，f+2H20①l
(NH。)2SO,+2NaOH兰Na2SO．+2NH3f+2H20②J
产牛NH∞量：，l，+知：
NaOH过量，剩余,NaOH的量：n．2(／1，棚：)
万方数据
2010年，第1期习题与解题思路71
B．20g铵盐与50．00麟液共热时的反应有：
2NH。HSO，+2NaOH全(NH。)：S04十2Na2so。+2Hp③l
(NH。)：SO,+2NaOH----全Na2SO,+2NH，l+2H[20②J
先发生中和反应时消耗NaOH：2n，，过量NaOH(n．2n，)与NIL"
反应产生Nil，：nl+2n2，Iip(n一2n，)’2n，+2，l：①
C．309铵盐与50．00mL溶液共热时的反应有：
2NH,HSO,+2NaOH全(N}L)2sQ+2Na2so；+2H：O(虱l
(NHjksO。+2NaoH』苎Na2so。+2NH：t+2H：O②J
先发生中和反应时消耗NaOH：3n：，过量NaOH(n一3n，)与
in；反应产生NH，：，l一3n1-o．68g／17g·tool’。=o．04tool①
D．40g铵盐与50．00mL溶液共热时的反应只
有：
2NH4I-IS04+2NaOH=(NH4)2S04+2Na2S04+2H20
③只发生了中和反应，n≤4n。
由①一②得：n2--O．02tool
nl=(10g一132g·tool。x0．02m01)／115g·tool一=
0．064t001
n=(3n1+2n2)mol=(3x0．064+2x0．02)mol=0．232
tool
所以加(N)=①1+2n2)molxl4g·tool‘1110g=(0．064+
2xO．02)molxl4g·tool～／10g--0．1456，即14．56％
(5)～②第二空：15g铵盐样品中n(NHd-IS04)：
0．064molxl5g／10g=0．096mol
Ⅲ(NH4)2S04]：0．02molxl5g／lOg=O．03tool
产生n(NH3)=n(NaOH)一凡(NH止IS04)
=o．232mol一0．096tool=0．136mol<10．096+0．03x
2)tool
所以，浓硫酸增重的质量为：m(NH3)=0．136
m01婀?!婪k2—3g催化剂全题答案：(1)FeS2；(2)2S02+02蚩2S03；
(3)a、b、d
(4)S03(g)+H20(1)=H2S04(1)；AH=-130．3kJ。tool。1
(5)①s02+Br2+2H20=4H++2Br-+SO产；②14．56
％，2．31g
探秘高考宠儿——二氧化氯
陈儒生
(射洪县金华中学。四川射洪629213)
文章编号：1005--6629(2010)01—0071--03中图分类号：G632．479文献标识码：B
近年来研究表明：氯气与水中自发产生的一些
有机物质反应生成致癌的三卤甲烷。许多西方发达
国家已禁止使用氯气作为消毒剂。CIO：不但成本
低，且被公认为高效、广谱的A级安全性的新型消
毒剂。虽然我国在上世纪80年代末才开始大力提
倡，但是应用它进行饮用水消毒已成为一种趋势【l】。
二氧化氯的性质和制备等都涉及到高中化学的知
识，因此成为考查学生化学素养和能力很好的载
体，受到高考命题专家的青睐。成为高考的热点。
1结构
二氧化氯(C109是氯的一种重要的氧化物。其
中氯采取sp2杂化，孤电子对占据一pn
个杂化轨道，分子形状为v形，键船+“
角118。。分子中还存在一个离域1r，白爹cl：?118。
键垂直于分子平面。键长147pm。＼≮
CIO：的电子对排布是平面三角形的。Ittl
。
其结构如图1所示。
2物理性质
淡黄色气体，沸点为11℃，熔点为一59℃。液
态时密度为1．642g·mL一。易溶于水生成C102·
8H20。也可以溶于CCh中121。
3化学性质
二氧化氯的化学性质非常活泼，能与许多单质
和化合物作用。二氧化氯之所以有较强的氧化能
力，主要是由于正四价态的氯氧化能力较强。
(1)不稳定性
在室温下，干燥的CIO：经短时间激发后光解，
或者在45℃以上爆炸生成Cl：和02131。方程式如下：
2C102=C12+202。
(2)歧化反应
从氯元素的电势图(酸性)妒?八，：C103-1．15C102
堕HCl02’(碱性)90A／V：C103_-0．50C102』』￡C102_f4】
中可知，Eo(酸性)=妒吕。删嘎一9‰阳o，=1．27-1．15---0．12
V>O，Ee(碱性)=9蔷晶0-—妒品-／aO=1．16v-(-0．50V)=
1．66V>0。从Ee的大小来看，C102在酸性溶液和碱
性溶液中都能够发生歧化反应。其反应的离子方程
式分别如下：酸性2C102+H20=HCl02+C103-+H+；
碱性2C102+20H-=C102-+CIOf+H20。
(3)强氧化性
二氧化氯是一种强氧化剂。氧化能力是同质量
万方数据
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