巧画框图妙解题

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1、 巧画方框妙解题 湖北省襄樊市第四中学 杨国明 441021化学计算是高考命题的经典题型和高考的难点，同时也是学生学习化学的难点之一。尽管涉及化学计算的方法很多，如关系式法、差量法、守恒法、十字交差法等，但由于这些解题方法单一，并受一定条件的限制，因而学生在遇到较复杂的计算题时，往往因为无法理清题目所述叙的化学过程而感到无从下手，不知用何种方法解答。如果能在认真审题的基础上，巧妙的画出题目所叙述的化学过程的方框图，就可以发现题述化学过程中各种量的关系，从而达到妙解计算题的目的。例1：FeS2与一定浓度的HNO3反应，生成Fe2(SO4)3、H2SO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质

2、的量为21时，实际参加反应的FeS2与HNO3的物质的量之比为A 17 B 19 C 112 D 29解析：设参加反应的FeS2为2mol，HNO3为nmol，生成的NO2和NO分别为2amol和amol。根据铁原子和硫原子守恒，可画出如下方框图：2molFeS21molFe2(SO4)31molH2SO42amolNO2,amolNOnmolHNO3从上述方框图可以看出：这是一个复杂的氧化还原反应，反应前后，铁元素的化合价由+2价升高为+3价，硫元素化合价由-1价升高为+6价；氮元素的化合价则由+5价降低为+4价和+2价。由电子守恒：2（+3）（+2）+4（+6）（1）=2a(+5)(+4)

3、+a(+5)(+2)(1)由氮原子守恒：2a + a = n(2)联立上述（1）、（2）两个方程解得：a=6n=18答案：B例2：把一定量的碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠的混合物溶解在200mL1 molL1HCl中，完全反应后生成2016mL干燥的二氧化碳（标准状况下测定），然后加入400mL0.1 molL1Ba（OH）2溶液使BaSO4完全沉淀，再加入40mL1.0 molL1HCl恰好将溶液中过量的碱完全中和，最后把沉淀分离出来测其质量为1.48g。求混合物中三种化合物的质量百分组成。解析：这是一道较复杂的混合物的计算题，理清反应关系是解题的关键。根据题意可画出如下方框图：Na2CO3NaH

4、CO3Na2SO4CO2(2016mL)Na+、H+SO42-、Cl-Ba2+、Na+Cl-、OH-BaSO4(1.48g)Ba2+Na+Cl-0.2molHCl0.04molBa(OH)20.04molHCl从上述方框图可以看出：前后两次所加盐酸提供的H+与Na2CO3提供的CO32、NaHCO3提供的HCO3、Ba(OH)2提供的OH恰好完全反应；Na2CO3、NaHCO3中的碳元素全部转入CO2中；Na2SO4中的SO42全部进入BaSO4沉淀中。设原混合物中含xmolNa2CO3、ymolNaHCO3、zmolNa2SO4。则有：2x + y + 0.04mol2=0.2mol+0.0

5、4mol (1)x + y = （2）z=（3）联立（1）、（2）、（3）解得：x=0.07moly=0.02mol z=0.00635mol答案：Na2CO3：74.2%；NaHCO3：16.8%；Na2SO4：9.0%例3：Cu、Fe合金由于长时间露置于空气中表面会产生一层氧化物薄膜(成分为Fe2O3和CuO)，现进行如下实验(以下气体体积均在标准状况下测得)将金属5.76g置于烧杯中，然后将稀硫酸逐渐缓慢加入至过量，收集产生的气体为VmL，过滤得到浅绿色溶液A(不含Cu2+)，还有残渣B。将残渣B投入到一定浓度的硝酸中，完全溶解，得NO和NO2的混合气体896mL。经测定得混合气体的密度

6、为1.52g/L。将所得的溶液加入到同浓度的硝酸中，用排水法将所得的气体收集在烧瓶中，再向烧瓶中通入224mLO2，气体恰好完全溶于水生成硝酸。(1)A中阳离子有。(2)被腐蚀前的合金中Fe的物质的量为，Cu的物质的量为。(3)V的数值为。解析：这是一道涉及混合物、多步反应和氧化还原反应的复杂的综合计算题，理清题述的化学过程是解题的关键。由可知，由于硫酸过量，A中不含Cu2+，故所得溶液A为FeSO4与H2SO4的混合溶液；残渣B为铜。根据中条件，设生成的NO为xmol，NO2为ymol，则有：x+y = 0.896L/22.4Lmol-1=0.04mol（1）30x+46y=0.896L1.

7、52g/L（2）联立（1）、（2）解得：x=0.03moly=0.01mol设腐蚀前合金中含有amolFe，bmolCu，则有：amolFebmolCuFe、CuFe2O3CuOamolFe2+ H+bmolCu0.03molNO0.01molNO2NONO2HNO3amolFe3+H+O2H2SO4HNO3HNO3224mLO2H2ObmolCu2+(I)(II)5.76g(III)(IV)(V)(VI)H2VmL从（III）到（IV），反应前后氮元素的化合价未发生变化，铁元素化合价由+2价升高到+3价，氧元素化合价由0价降低为2价。由电子守恒：a（+3）（+2）=a=0.04mol从（V）

8、到（VI），由电子守恒：2b=0.03(+5)(+2)+0.01(+5)(+4)b=0.05mol从（I）到（II），固体增加的质量就是参加反应的氧气的质量，由质量守恒：0.04mol56g/mol+0.05mol64g/mol+m(O2)=5.76gm(O2)=0.32g从上述方框图可以看出，在整个反应前后，铁和铜失电子；（I）到（II）和（III）到（IV）中参加反应的氧气得电子、H+得电子生成氢气、（V）到（VI）中参加反应的硝酸得电子生成0.01molNO2和0.03molNO。由电子守恒：30.04mol + 20.05mol=V=448mL答案：(1)Fe2+，H+； (2)0.0

9、4moL，0.05moL(3)448mL例4：取3.40g只含羟基、不含其它官能团的液态饱和多元醇，置于5.00L氧气中，经点燃，醇完全燃烧。反应后气体体积减少0.56L。将气体经CaO吸收，体积又减少2.80L（所有体积均在标准状况下测定）。（1）3.40g醇中C、H、O物质的量分别为：Cmol、Hmol、Omol；该醇中C、H、O的原子数之比为。（2）由以上比值（填“能”或“不能”）确定该醇的分子式，其原因是。解析：液态饱和醇完全燃烧后，恢复到标况所得气体为CO2与O2的混合气体；燃烧后的气体通过CaO后，CO2被吸收，剩余气体为未反应的O2。由此可以画出如下方框图：O2（5.00L）CO

10、2、O2（4.44L）O2（1.64L）H2OCxHyOz（3.40g）CaO3.40g液态饱和醇完全燃烧后，生成V（CO2）=2.80L，n（CO2）=0.125mol参加反应的氧气的体积V（O2）=5.00L1.64L=3.36Ln(O2)=m(O2)=0.15mol32g/mol=4.8g由质量守恒：m(O2)+m(CxHyOz)=m(CO2)+m(H2O)m(H2O)= m(O2)+m(CxHyOz)-m(CO2)=4.8g+3.40g-0.125mol44g/mol=2.7g所以，在3.40g有机物中：n(C)=0.125moln(H)=0.300moln(O)=n(C) : n(H

11、) : n(O)=0.125mol : 0.300mol : 0.100mol=5 : 12 : 4答案：(1)0.125、 0.300、0.100；5 : 12 : 4(2)能；氢原子已达饱和，最简式即为分子式。链接练习：1Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量为11时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为A 17 B 19 C 15 D 292足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向

12、所得硝酸铜溶液中加入5 molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是 A60mL B45mL C30mL D15mL 3将Fe2O3与Fe的混合物共19.2g克完全溶解在足量稀硫酸中，放出标况下的氢气3.36升，反应后的溶液中不再有Fe3+。求原混合物中铁和氧化铁各多少克?4现有含FeSO4、Fe2（SO4）3和CuSO4的混合物样品14.84g，把它们溶于水配成100mL溶液，在其中加入铜粉1.02g，充分反应后过滤，将不溶物烘干，其质量为0.54g，在滤液中加入足量铁粉充分反应后过滤，将不溶物反复用盐酸洗涤，用清水洗净后烘干，质量为0.96g。 试计算：（1）

13、混合物中FeSO4的百分含量？（2）假定两次过滤时滤液无损失，体积仍为100mL，求滤液中溶质的物质的量浓度？5将3.2gCu溶于amolL-1过量的硝酸30mL中，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，反应结束后，将所得溶液加水稀释至1000mL，测得c（NO3-）为0.2molL-1。求：（1）稀释后溶液中氢离子的物质的量浓度为。（2）生成的气体中NO2的物质的量为，NO的物质的量为（用含a的关系式表示）。（3）用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NOx污染的一种方法。原理为：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O若生成的混合气体能

14、被NaOH溶液完全吸收，则a的取值范围为。链接练习参考答案：1A2.A3.11.2g、8.0g4.（1）71.7%（2）1.0 molL15（1）0.1molL1（2）(0045a0.35)mol，(0.150.015a)mol（3）8.3a10（3分）5提示：Cu2+、H+NO3-（1000mL） Cu(0.05mol)Cu(NO3)2HNO3NO2、NOH2O0.03amolHNO3（1）由电荷守恒：20.05mol+c(H+)1.0L1=0.2mol/L1.0L1（2）由电子守恒：n(NO2)+3n(NO)=0.052=0.10由N守恒： n(NO2)+n(NO)+0.2=0.03a（3）由题给信息可知：要使生成的气体能被NaOH溶液完全吸收，必须满足n(NO)n(NO)条件。（1）0.10mol/L（2）n(NO2)=(0.045a0.35)moln(NO)=(0.150.015a)mol(3)8.3a10湖北省襄樊市第四中学 杨国明 邮编： 441021 电话：15971156486电子信箱：hbxfygm