化學(xué)計(jì)算中的轉(zhuǎn)化策略

為生命畫一片樹葉美國(guó)作家歐·亨利在他的小說(shuō)《最后一片葉子》里講了個(gè)故事：病房里，一個(gè)生命垂危的病人從房間里看見窗外的一棵樹，在秋風(fēng)中一片片地掉落下來(lái)。病人望著眼前的蕭蕭落葉，身體也隨之每況愈下，一天不如一天。她說(shuō)：“當(dāng)樹葉全部掉光時(shí)，我也就要死了?！币晃焕袭嫾业弥螅貌使P畫了一片葉脈青翠的樹葉掛在樹枝上。最后一片葉子始終沒(méi)掉下來(lái)。只因?yàn)樯械倪@片綠，病人竟奇跡般地活了下來(lái)。溫馨提示：人生可以沒(méi)有很多東西，卻唯獨(dú)不能沒(méi)有希望。希望是人類生活的一項(xiàng)重要的價(jià)值。有希望之處，生命就生生不息！人生的秘訣30年前，一個(gè)年輕人離開故鄉(xiāng)，開始創(chuàng)造自己的前途。他動(dòng)身的第一站，是去拜訪本族的族長(zhǎng)，請(qǐng)求指點(diǎn)。老族長(zhǎng)正在練字，他聽說(shuō)本族有位后輩開始踏上人生的旅途，就寫了3個(gè)字：不要怕。然后抬起頭來(lái)，望著年輕人說(shuō)：“孩子，人生的秘訣只有6個(gè)字，今天先告訴你3個(gè)，供你半生受用?！?0年后，這個(gè)從前的年輕人已是人到中年，有了一些成就，也添了很多傷心事。歸程漫漫，到了家鄉(xiāng)，他又去拜訪那位族長(zhǎng)。他到了族長(zhǎng)家里，才知道老人家?guī)啄昵耙呀?jīng)去世，家人取出一個(gè)密封的信封對(duì)他說(shuō)：“這是族長(zhǎng)生前留給你的，他說(shuō)有一天你會(huì)再來(lái)?！边€鄉(xiāng)的游子這才想起來(lái)，30年前他在這里聽到人生的一半秘訣，拆開信封，里面赫然又是3個(gè)大字：不要悔。溫馨提示：中年以前不要怕，中年以后不要悔。今天你要做什么？有三個(gè)人要被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄三年，監(jiān)獄長(zhǎng)給他們?nèi)齻€(gè)一人一個(gè)要求。美國(guó)人愛抽雪茄，要了三箱雪茄。法國(guó)人最浪漫，要一個(gè)美麗的女子相伴。而猶太人說(shuō)，他要一部與外界溝通的電話。三年過(guò)后，第一個(gè)沖出來(lái)的是美國(guó)人，嘴里鼻孔里塞滿了雪茄，大喊道：“給我火，給我火！”原來(lái)他忘了要火了。接著出來(lái)的是法國(guó)人。只見他手里抱著一個(gè)小孩子，美麗女子手里牽著一個(gè)小孩子，肚子里還懷著第三個(gè)。最后出來(lái)的是猶太人，他緊緊握住監(jiān)獄長(zhǎng)的手說(shuō)：“這三年來(lái)我每天與外界聯(lián)系，我的生意不但沒(méi)有停頓，反而增長(zhǎng)了200％，為了表示感謝，我送你一輛勞施萊斯！”這個(gè)故事告訴我們，什么樣的選擇決定什么樣的生活。今天的生活是由三年前我們的選擇決定的，而今天我們的抉擇將決定我們?nèi)旰蟮纳?。我們要選擇接觸最新的信息，了解最新的趨勢(shì)，從而更好的創(chuàng)造自己的將來(lái)。把今天當(dāng)干草一次，去新疆旅游，住在一戶牧民家。牧民家里養(yǎng)了一頭駱駝，駱駝面前放著一堆干草。我問(wèn)牧民，為什么駱駝不吃鮮潤(rùn)的青草而吃苦澀的干草？牧民說(shuō)：駱駝是憂患心理很強(qiáng)的動(dòng)物，它害怕主人第二天就讓它穿越沙漠，而胃中的干草要比青草耐饑，一頭成年駱駝一晚可以慢慢咽下幾十斤干草。平時(shí)，我們只看到駱駝穿越沙漠時(shí)那驚人的耐力，卻很少知道駱駝為此付出的艱辛和所做的準(zhǔn)備。像駱駝一樣，常懷憂患之心，把今天當(dāng)作干草，不是貪圖享樂(lè)，而是品味艱辛，不斷增強(qiáng)自己承受坎坷、挫折和苦難的能力，只有這樣，你才能穿越人生的荒漠，抵達(dá)成功的綠洲。（一）化學(xué)計(jì)算中的轉(zhuǎn)化策略[例1]現(xiàn)有25℃的硫酸銅飽和溶液300克，加熱蒸發(fā)掉80克水后，再冷卻到原來(lái)的溫度，求析出CuSO4·5H2O多少克（已知25℃時(shí)，CuSO4的溶解度為20克）。解得x=28.2克[例2]溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3x％和x％的兩種硫酸等體積混合后，混合液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（）A.2x％ B.大于2x％C.小于2x％ D.無(wú)法計(jì)算答案：B。2.由局部轉(zhuǎn)化為整體。[例3]有一包FeSO4和Fe2（SO4）3的固體混合物，已測(cè)得含鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31％，則混合物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。所以硫元素占混合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69％×32/96=23％。[例4]有一放置在空氣中的KOH固體，經(jīng)測(cè)定，其中含KOH84.9％，KHCO35.1％，K2CO32.38％，H2O7.62％。將此樣品若干克投入98克10％的鹽酸中，待反應(yīng)完全后，再需加入20克10％的KOH溶液方能恰好中和。求蒸發(fā)中和后的溶液可得固體多少克。所以蒸發(fā)中和后的溶液可得固體質(zhì)量=98克×10％×74.5/36.5=20克3.由復(fù)雜轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單[例5]向1000克未知溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸銅溶液中加入一定量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾、干燥后得到藍(lán)色固體19.6克。在所得濾液中加入過(guò)量鐵粉，充分反應(yīng)后，再加入足量鹽酸，最后得到6.4克固體，求原溶液中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。原溶液中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（4.8％）4.由隱含轉(zhuǎn)化為顯露。[例6]將鎂粉和碳酸鎂的混合物置于氧氣中灼燒，直至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?。?jīng)測(cè)定，灼燒后所得固體質(zhì)量與原混合物質(zhì)量相同，求原混合物中鎂粉和碳酸鎂的質(zhì)量比。在原混合物中鎂粉與碳酸鎂的質(zhì)量比是44×24:16×84＝11:14。5.由文字轉(zhuǎn)化為圖示。[例7]把47克氧化銅與炭的混合物充分加熱后冷卻。已知反應(yīng)中炭已消耗完，剩余固體的質(zhì)量為36克。向此固體中加入100克4.9％的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，過(guò)濾后，將濾液蒸發(fā)掉46克水，再冷卻到t℃時(shí)，溶液恰好飽和（無(wú)晶體析出）。求：（1）原混合物中含多少克炭；（2）t℃時(shí)，CuSO4在水中的溶解度。S/100g=8g/[100克×（1－4.9％）—46g]S=16.3g（二）化學(xué)計(jì)算中的常用解題方法和技巧1.守恒法[例8]某種含有MgBr2和MgO的混合物，經(jīng)分析測(cè)得Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.4%，求溴（Br）元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。故Br%=40%。[例9]將44.4克堿式碳酸銅粉末加熱一段時(shí)間，經(jīng)測(cè)定銅元素的質(zhì)量占試管內(nèi)的80℅.試求（1）求此時(shí)試管中氧化銅的質(zhì)量?（2）若將試管內(nèi)的剩余固體全部溶于100克鹽酸溶液,求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)所以所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=54g/（32g+100g）×100%=40.9%[例10]有氮?dú)?、一氧化碳和二氧化碳的混合氣體12g,其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，使該混合氣體通過(guò)足量的灼熱氧化銅充分反應(yīng)后，再將氣體通入過(guò)量的石灰水中，能得到白色沉淀（）A.10gB.15gC.30gD.20g答：選C。2.巧設(shè)數(shù)據(jù)法[例11]將w克由NaHCO3和NH4HCO3組成的混合物充分加熱，排出氣體后質(zhì)量變?yōu)閣/2克，求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的質(zhì)量比。

3.極值法[例12]取3.5克某二價(jià)金屬的單質(zhì)投入50克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.25%的稀鹽酸中，反應(yīng)結(jié)束后，金屬仍有剩余；若2.5克該金屬投入與上述相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸中，等反應(yīng)結(jié)束后，加入該金屬還可以反應(yīng)。該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為（）A.24

B.40

C.56

D.65答案選A。4.十字交叉法[例13]取100克膽礬，需加入多少克水才能配成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的硫酸銅溶液?x=60克[例14]向100g8%的NaOH溶液中通入CO2氣體，所得溶液經(jīng)小心蒸干后，所得固體的質(zhì)量為13.7g，則通入CO2氣體的質(zhì)量。答案：4.6g5.估算法[例15]將13.2克可能混有下列物質(zhì)的（NH4）2SO4樣品，在加熱的條件下，與過(guò)量的NaOH反應(yīng)，可收集到4.3升NH3（密度為17克/22.4升），則樣品中不可能含有的物質(zhì)是（）A.NH4HCO3、NH4NO3

B.（NH4）2CO3、NH4NO3

C.NH4HCO3、NH4Cl

D.NH4Cl、（NH4）2CO3故答案選D。[例16]將4.9克氯酸鉀與1.62克二氧化錳混合后，放入試管中加熱，充分反應(yīng)后，試管中剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量約是：A.1.62克B.2.98克C.4.60克D.6.52克很明顯故選C。6.差量法[例17]4.0克+2價(jià)金屬的氧化物與足量的稀鹽酸反應(yīng)后，完全轉(zhuǎn)化為氯化物，測(cè)得氯化物的質(zhì)量為9.5克，通過(guò)計(jì)算指出該金屬的名稱。m=40。故金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為40－16=24，屬于鎂元素。[例18]某有機(jī)化合物含有碳、氫、氧三種元素，其相對(duì)分子質(zhì)量為32。取該有機(jī)物6.4克，將其充分燃燒后的產(chǎn)物通入足量的石灰水被完全吸收，經(jīng)過(guò)濾，得到20克沉淀物，濾液的質(zhì)量比原石灰水減少了4克。求：（1）原6.4克有機(jī)物中所含氧元素的質(zhì)量為多少？（2）通過(guò)計(jì)算確定該有機(jī)物的化學(xué)式。有機(jī)物的化學(xué)式為CH4O【模擬試題】1.在溫度不變的情況下，向一定量的硫酸銅溶液中加入25克膽礬（CuSO4·5H2O）或蒸發(fā)掉55克水均可得到飽和溶液，求該溫度時(shí)硫酸銅的溶解度。2.在化合物X2Y和YZ2中，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40％和50％，則在化合物X2YZ3中，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？3.已知某混合物由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三種物質(zhì)組成。經(jīng)測(cè)定，其中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m，求混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4.在托盤天平的兩邊各放置一只燒杯，燒杯內(nèi)分別盛有質(zhì)量相等的同種鹽酸（鹽酸均過(guò)量）調(diào)節(jié)天平至平衡。現(xiàn)向左邊燒杯中投入純鋅7.8克，若要使反應(yīng)后天平仍保持平衡，右邊的燒杯中應(yīng)加入多少克碳酸鈣固體？5.機(jī)動(dòng)車尾氣排放的氮的氧化物是城市污染源之一，其中有一種含氮約為46.7%，它是（）A.N2OB.NO2C.NOD.N2O56.將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為P%的硫酸與等體積的水混合后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為q%的硫酸，則下列關(guān)于P、q的關(guān)系式正確的是（）A.q＜p＜2qB.p＜2qC.p=2qD.p≥2q7.實(shí)驗(yàn)室用氫氣還原氧化銅m克，當(dāng)大部分固體變紅時(shí)停止加熱，冷卻后稱得殘留固體質(zhì)量為n克，共用去氫氣w克。則被還原得氧化銅的質(zhì)量為（）A.40w克B.80n/64克C.5（m－n）克D.m克8.X、Y元素的原子量之比為2:1，由兩元素形成的化合物中，X、Y元素的質(zhì)量比為2:3，其中X元素的化合價(jià)為+a，則化合物中Y元素的化合價(jià)為（）A.B.C.D.9.將一些氧化銅粉末加入到100克14℅的硫酸溶液中微熱至氧化銅全部溶解，再向該藍(lán)色溶液中加入鐵粉20克,充分反應(yīng)后過(guò)濾仍得到干燥固體物質(zhì)20克，求（1）原加入的氧化銅粉末的質(zhì)量是多少？（2）最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?10.某溶液中含有Na+,Mg2+,SO42-三種離子，設(shè)Na+個(gè)數(shù)為nNa+,Mg2+個(gè)數(shù)為nMg2+,SO42-個(gè)數(shù)為nSO42-,下列關(guān)系式正確的是（）A.nNa++nMg2+=nSO42-B.2nNa+=nSO42-－nMg2+C.nMg2+=nNa++nSO42-D.nSO42-=1/2nNa++nMg2+11.已知乙醇在O2不足時(shí)燃燒得到CO、CO2和H2O。今有23克乙醇與定量的O2點(diǎn)燃后發(fā)生如下反應(yīng)：XC2H5OH+8O2=YCO2+ZCO+9H2O，反應(yīng)后生成H2O質(zhì)量為27克。求：（1）系數(shù)的值；（2）反應(yīng)生成CO的質(zhì)量。12.氫氧化銅與一定質(zhì)量的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16％，則稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？13.托盤天平左、右兩盤的燒杯中各盛有100g9.8％的稀硫酸，天平平衡。在左盤燒杯里放入5.6gFe片，右盤里放入一定量的其他物質(zhì)，充分反應(yīng)后，天平仍然保持平衡，則右盤放入的物質(zhì)可能是（）A.5.4gCuO粉末B.5.6gCu片C.5.6gMg條D.5.6gZn片14.一定質(zhì)量的氧化鎂剛好與10倍質(zhì)量的稀硫酸反應(yīng)，則該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。15.某5.6g不純的鐵片（含有下列一種金屬）與足量的稀鹽酸反應(yīng)。放出0.21g氫氣，則鐵片中含有的金屬雜質(zhì)可能是（）A.ZnB.AgC.AlD.Cu16.有80克稀硝酸溶液，取其中一半，跟100克的氫氧化鉀溶液恰好完全反應(yīng)，取另一半稀硝酸跟50克氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)，將溶液蒸發(fā)掉56克水后，所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。求氫氧化鉀溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)？17.將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為P%的硫酸與等體積的水混合后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為q%的硫酸，則下列關(guān)于P、q的關(guān)系式正確的是（）A.q＜p＜2qB.p＜2qC.p=2qD.p≥2q18.以知X和Y兩種物質(zhì)混合后能發(fā)生反應(yīng)，設(shè)X物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為Ax，Y物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為Ay，當(dāng)X和Y按質(zhì)量比Ax：Ay反應(yīng)后，溶液的pH〉7，如果X和Y按質(zhì)量比為2Ax:Ay，則反應(yīng)后的pH=7，X、Y應(yīng)是下列物質(zhì)中的（）A.NaCl和Ba（OH）2 B.HCl和Ba（OH）2C.HCl和NaOH D.NaOH和H2SO419.向一定質(zhì)量的用氫氧化鋇與氫氧化鈉固體配成的混合溶液中加入足量的純堿溶液，經(jīng)充分反應(yīng)后，將生成的沉淀過(guò)濾、干燥，稱得沉淀的質(zhì)量與配制混合液的固體總質(zhì)量相等，則配制的混合溶液所用的氫氧化鋇與氫氧化鈉的質(zhì)量比為_________

【試題答案】1.解析：設(shè)想將原來(lái)的不飽和硫酸銅溶液分解成兩部分（化復(fù)雜為簡(jiǎn)單）：一部分是飽和溶液，另一部分是55克水，而在這55克水中若溶解25克膽礬（內(nèi)含16克CuSO4和9克H2O），則也恰好成為該溫度時(shí)的硫酸銅飽和溶液。S=25g2.25%3.1－39/23m4.解析：Zn~H2

6527.8g0.24g左邊燒杯實(shí)際增重為7.8克－0.24克=7.56克。CaCO3~CO2質(zhì)量差1004456（13.5g）7.56g5.估算：A的含氮量為28/44，很明顯>56%（把分母看作50則它的值是56%）；B的含氮量為14/46，略大于28%，不會(huì)是46.7%；D的含氮量為28/108，也很明顯<28%，那么答案就是C了（14/30這個(gè)值接近50%）6.A分析：形式后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，所以q<p；因?yàn)榱蛩岬拿芏缺人螅缘润w積的水比硫酸的質(zhì)量小，即稀釋后溶液的質(zhì)量不足原來(lái)的2倍，則其質(zhì)量分?jǐn)?shù)比原來(lái)的1/2大，即q>1/2p，∴q<p<2q7.C提示：氧元素質(zhì)量守恒，參加反應(yīng)得氧化銅中氧元素質(zhì)量即為生成水中氧元素質(zhì)量，也就是反應(yīng)后固體減少的質(zhì)量（m－n）克。CuO~Cu~O80165（m－n）克（m－n）克8.B9.設(shè)原加入的氧化銅粉末的質(zhì)量是x，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，8098160x98x/802xCuSO4+Fe=FeSO4+Cu56152642x112x/160304x/160128x/160則與鐵反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量=100克×14℅-98x/80=14-98x/80設(shè)與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為y。H2SO4+Fe=FeSO4+H2985615214－98x/80y152y/56y=56（14－98x/80）/98=8－7x/10所以112x/160+8-7x/10=128x/160，解得x=10g，y=1g。最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量=304x/160+152y/56=21.7g最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=21.7g/（21.7g+100g×（1－14%））=20.15%10.D11.解：設(shè)反應(yīng)生成CO為m克。3C2H5OH+8O2=4CO2+2CO+9H2O3×46569×18m27解得m約=9.3克答：反應(yīng)生成CO9.3克。12.解析：設(shè)參加反應(yīng)的H2SO4質(zhì)量為x,則根據(jù)化學(xué)方程式有：Cu（OH）2+H2SO4=CuSO4+2H2O989816036xx160x/98∴反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量==∴參加反應(yīng)的硫酸溶液的質(zhì)量=-x∴稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=10.9%13.解析：要保證天平仍然平衡，必須要求加入兩盤的質(zhì)量與兩盤減少的質(zhì)量之差是相等的。在左盤燒杯里放入5.6gFe，與100g9.8％的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，生成0.2gH2，所以左盤燒杯實(shí)際增重5.4g。向右盤加入5.4gCuO粉末時(shí)，增重5.4g；加入5.6gCu時(shí)，增重5.6g；加入5.6gMg時(shí)，生成0.2gH2，增重5.4g；加入5.6gZn時(shí)，Zn不足生成H2少于0.2g，增重大于5.4g。答：AC。14.解析：設(shè)氧化鎂的質(zhì)量為x，則稀硫酸的質(zhì)量為10x。MgO+H2SO4=MgSO4+H2O40