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上海世博会上,100辆燃料电池观光汽车活跃在世博会园区,它们靠氢气和氧气反应提供能量,由于它们“喝”的是氢气,产生的是水,真正实现了“零排放”.若燃烧2Kg氢气,需要氧气多

一、题文

上海世博会上,100辆燃料电池观光汽车活跃在世博会园区,它们靠氢气和氧气反应提供能量,由于它们“喝”的是氢气,产生的是水,真正实现了“零排放”.若燃烧2Kg氢气,需要氧气多少千克?

考点提示:环境和能源,化学反应方程式的计算

二、答案

设需要氧气的质量为x
2H2+O2
 点燃 
.
 
  2H2O
4   32
2Kg  x
4
2Kg
=
32
x

x=16Kg
所以需要氧气的质量为16Kg
答:需要氧气的质量为16kg.

三、考点梳理

知名教师分析,《上海世博会上,100辆燃料电池观光汽车活跃在世博会园区,它们靠氢气和氧气反应提供能量,由于它们“喝”的是氢气,产生的是水,真正实现了“零排放”.若燃烧2Kg氢气,需要氧气多》这道题主要考你对 环境和能源化学反应方程式的计算 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:环境和能源,化学反应方程式的计算

考点名称:环境和能源
  • 1. 环境:
         环境既包括以空气、水、土地、植物、动物等为内容的物质因素,也包括以观念、制度、行为准则等为内容的非物质因素;既包括自然因素,也包括社会因素;既包括非生命体形式,也包括生命体形式。环境是相对于某个主体而言的,主体不同,环境的大小、内容等也就不同。
    2. 能源:
         能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源,核物理能源,大气环流能源,地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
  • 节能减排:
    1. 概念:节能减排有广义和狭义定义之分,广义而言,节能减排是指节约物质资源和能量资源,减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放;狭义而言,节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。
    2. 生活实例
    一些简单易行的改变,就可以减少能源的消耗。例如,离家较近的上班族可以骑自行车上下班而不是开机动车;短途旅行选择火车而不搭乘飞机;在不需要继续充电时,随手从插座上拔掉充电器;如果一个小时之内不使用电脑,顺手关上主机和显示器;每天洗澡时用盆浴代替淋浴,每人全年可以减少约0.1吨二氧化碳的排放……还可以根据不同的环境、地点,进行适当的调整。

    一、居家
    (1)照明用电
    注意随手关灯。使用高效节能灯泡。美国的能源部门估计,单单使用高效节能灯泡代替传统电灯泡,就能避免四亿吨二氧化碳被释放。 节能灯最好不要短时间内开关,节能灯在开关时是最耗电的,对于保险丝的损伤也是最大的。 白天可以干完的事不留着晚上做,洗衣服、写作业在天黑之前做完。早睡早起有利于身体健康,又环保节能。
    (2)低碳烹调法
    尽量节约厨房里的能源。食用油在加热时产生致癌物,并造成油烟污染居室环境。减少煎炒烹炸的菜肴,多煮食蔬菜。不要把饭锅和水壶装得太满,否则煮沸后溢出汤水,既浪费能源,又容易扑灭灶火,引发燃气泄漏。调整火苗的燃烧范围,使其不超过锅底外缘,取得最佳加热效果。如果锅小火大的话,火苗烧在锅底四周只会白白消耗燃气。 自家煮饭炒菜,量足够吃就好,不多炒。路上看到被人丢弃的食物,可以捡起来喂野狗、野猫和小鸟等小动物。变质的饭菜可以埋在地里做肥料。
    (3)节水妙招
    淘米水是很好的去污剂,可以留下来洗碗或者浇花。 沾了油的锅和盘子要先用用过的餐巾纸擦干净,洗起来既节水省时,又可少用洗涤剂,减少水污染。 冲洗衣服时,可以加入少量肥皂粉,因为洗衣粉遇到肥皂会减少很多泡沫,既省水又节约清洗的时间。 洗脸、洗手用小脸盆接住水,然后倒进大桶收集起来。 洗手、洗澡、洗衣、洗菜的水和较干净的洗碗水,都可以收集起来洗抹布、擦地板、冲马桶。 刷牙时要用多少水就盛多少水,不要开着水龙头让水一直流个不停。 可以把装满水的饮料瓶(或一块砖)放到马桶的水箱里,既可以减少每次用的冲水量,也能冲干净马桶。
    (4)爱惜衣物之道
    穿衣以大方、简洁、庄重为美,加少量的时尚即可。相比那些时尚的服饰,传统衣着的保鲜度和耐用性更好。 外出时穿的正式服装和家居服分开,回家就换上宽松舒适的家居服,可以延长正装的寿命。 吃饭、走路时注意照管衣服,避免溅上油污和泥渍。 做饭、干活时穿上围裙或劳动服,保护衣服不被损污。 洗头、洗脸时,用毛巾遮护衣领,卷起袖子,避免衣服被水打湿。 脱下来的衣服要折叠好,放在衣柜里或者挂进衣橱,不要在外面乱堆乱放,以免落上尘埃杂秽。
    (5)家用电器的节能使用
    购买洗衣机、电视机或其他电器时,选择可靠的低耗节能产品。电视、电脑不用时及时切断电源,既节约用电又防止插座短路引发火灾的隐患。不用时关掉饮水机的电源。保持冰箱处于无霜状态。
    (6)循环再利用
    靠循环再利用的方法来进行材料的循环使用,可以减少生产新原料的数量,从而降低二氧化碳排放量。例如,纸和卡纸板等有机材料的循环再利用,可以避免从垃圾填埋地释放出来的沼气(一种能引起温室效应的气体,大部分是甲烷)。据统计,回收一吨废纸能生产800千克的再生纸,可以少砍17棵大树,节约一半以上的造纸原料,减少水污染。因此,节约用纸就是保护森林、保护环境。回收塑料及金属制品,一公斤铝的重新利用可以避免十一公斤二氧化碳排放。尽量少消耗铝膜包装的利乐砖包装,以及其他一次性用品。
    (7)节能的健身方式
    假如所住楼房的楼梯通风采光状况良好,安全设施齐备,可以每天做「爬梯运动」,在节电的同时,健身、健心一次完成。手洗轻便的衣服,也是一种很好的运动。以站桩的姿势在洗衣池前站定,既锻炼腿力,又可使经常处于紧张状态的腰部和背部放松。双手同时搓洗衣服,节水节电的同时锻炼了手指灵活性和左右脑的协调能力。
    (8)节省取暖和制冷的能源
    大部分家庭的能源都消耗在取暖和制冷上。只要有效地使用自然通风和避免房间过暖,就能简单地减少10%的费用和二氧化碳排放量。检查阁楼和空心墙隔热材料的质量。冬季检查门和窗边的缝隙是否密闭。夏季天气不算十分炎热时,最好用扇子或电风扇代替空调。使用空调时,不要把温度调得太低。
    (9)可再生能源
    用各种可再生能源的技术,能大大地减少我们在使用能源的过程中产生的二氧化碳。太阳能可以加热水和发电。在一些欧洲国家越来越多地采用生物质采暖系统,还有一些新式的小型风力涡轮发电机已经可以供家庭使用。
    (10)垃圾分类处理
    垃圾分类可以回收宝贵的资源,同时减少填埋和焚烧垃圾所消耗的能源。例如,废纸被直接送到造纸厂,用以生产再生纸;饮料瓶、罐子和塑料等也可以送到相关的工厂,成为再生资源;家用电器可以送到专门的厂家,进行分解回收。家里可以准备不同的垃圾袋,分别收集废纸、塑料、包装盒、厨余垃圾等。每天进行垃圾分类和回收,不仅是我们应尽的责任,也有利于培养孩子爱护环境的习惯和自觉性。
    (11)交流捐赠多余物品
    将多余或不用的物品集中起来,通过交换和捐赠的办法,达到重复利用的目的。

    二、在路上
    (1)经济型汽车
    高能效汽车每公里产生更少二氧化碳。一般说来,汽车重量越大越耗油,产生的二氧化碳越多。与经济型的小汽缸车相比,大型SUV汽车和豪华汽车排放至少两倍以上的二氧化碳。越野型汽车安全系数高,但比较耗油。自动档汽车的动力传递通过液压完成,在工作中会造成动力损失,尤其是在低速行驶或堵车中走走停停时,油耗更大。
    (2)燃料
    汽油和柴油:环保型的汽油和柴油能提高汽车的性能。它能清洁汽车的引擎,减少引擎的摩擦力,并使燃油能更充分燃烧,从而降低对空气的污染。 生物液体燃料:生物液体燃料与传统车用燃料相比,可以潜在地带来二氧化碳减排。中国已经是世界燃料乙醇的第三大生产国和使用国。燃料乙醇在全国9个省的车用燃料市场得以推广和使用。
    (3)明智的旅行
    先计划好最佳路线再出发。 仔细想想你旅行需求。尽量使用公共交通工具。 你有想过跟家人和朋友共乘一辆汽车吗?你真的需要飞行吗?可能一个电话会议更节省时间、金钱和降低二氧化碳排放量。
    (4)汽车保养
    做好汽车的日常养护,确保它能在最佳状态下行使。检察轮胎气压和机油。不需要的时候,把车顶行李架和箱子拆下来,因为这些都会使车子的效率降低超过10%。
    (5)开车时
    行驶时注意油离配合,保持在经济时速。试验显示,油门踩到底比中速行驶费油2—3倍,所以在行驶中猛刹车、猛起步都是大忌,尽量做到平稳起步。 在排队、堵车或等人时,尽量避免发动机空转。发动机空转3分钟的油耗可以让汽车行驶1公里。因此,如果滞留时间超过1分钟,就应该熄火。
    (6)提高出门办事效率
    除非必需,不单独驾车出门。每次出门之前,把要办的事列出来,争取一口气办完。这样可以减少塞车造成的能源浪费和环境污染。

    三、购物时
    (1)自备购物袋或重复使用塑料袋购物 塑料的原料主要来自不可再生的煤、石油、天然气等矿物能源,节约塑料袋就是节约地球能源。我国每年塑料废弃量超过一百万吨,「用了就扔」的塑料袋不仅造成了资源的巨大浪费,而且使垃圾量剧增。
    (2)购买本地的产品 购买本地的产品能减少在产品运输时产生的二氧化碳。例如:根据环境、食品和乡村事务部公布的一份报告,在英国,8%从车子释放的二氧化碳来自运送非本地产品的车辆。
    (3)购买季节性的产品
    购买季节性的水果和蔬菜能减少温室生长的农作物。很多温室都消耗大量的能源来种植非季节性的产品。 一方水土养一方人,本地的食品最适合当地人食用。本地生产的其他商品,维修保养方便且成本低廉。季节性的食品是在最适宜该物种生长的自然生态下成熟的,最富营养,同时也少有各种催生的添加品。而反季节食品不仅价格贵而且营养较少,添加的农药、化肥和催生剂也危害健康。
    (4)减少肉、蛋、奶等动物性食品的采购 地球上人为产生的温室气体,畜牧业排放的甲烷就占37%,氧化亚氮占65%(平均以100年为单位,甲烷和氧化亚氮的暖化效能分别是二氧化碳的25倍和298倍)。肉类的生产、包装、运输和烹饪所消耗的能量比植物性食物要多得多,并且植物性食物也更有利健康。
    (5)少用一次性制品 商场里充斥着一次性用品:一次性餐具、一次性牙刷、一次性雨衣、一次性签字笔……一次性用品给人们带来了短暂的便利,却给生态环境带来了灾难。它们加快了地球资源的耗竭,所产生的大量垃圾造成环境污染。以一次性筷子为例,我国每年向日本和韩国出口约150万立方米,需要损耗200万平方米的森林资源。
    (6)不要掉进奢侈品的陷阱 越时尚的商品,更新换代的速度越快。无论是电子产品还是时髦的服装,商家通过不断地推陈出新,刺激人们的购买欲。那些追求奢侈品消费的“月光族”和“车奴”、“卡奴”,不仅浪费资源,还使自己背上沉重的经济枷锁,究竟是富人还是“负人”,只能冷暖自知。
    (7)过度包装 注意购买包装简单的产品。这代表在包装的生产过程中,消耗了较少的能量。减少了送往垃圾填埋地的垃圾,也减少消费者的经济负担。
    (8)使用再循环材料的好处
    比起用原始材料制造的产品,用再循环材料制造的产品,一般消耗较少的能源。例如:使用回收钢铁来生产所消耗的能源比使用新的钢铁少75%。
  • 低碳生活:
    1.  概念:低碳生活,就是指生活作息时所耗用的能量要尽力减少,从而减低碳,特别是二氧化碳的排放量,从而减少对大气的污染,减缓生态恶化,主要是从节电节气和回收三个环节来改变生活细节。可以理解为:减少二氧化碳的排放,就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。

    2. 养成低碳习惯
    从若干个环节来改变生活细节,包括以下一些低碳的良好生活习惯:倡导低碳,呵护地球。
    (1)每天的淘米水可以用来洗手、洗脸、洗去含油污的餐具、擦家具、浇花等。干净卫生,天然滋润。
    (2)将废旧报纸铺垫在衣橱的最底层,不仅可以吸潮,还能吸收衣柜中的异味;还可以擦洗玻璃,减少使用污染环境的玻璃清洁剂
    (3)用过的面膜纸可以用它来擦首饰、擦家具的表面或者擦皮带,不仅擦得亮还能留下面膜纸的香气
    (4)浸泡过后的茶叶渣,把它晒干,做一个茶叶枕头,既舒适,又能帮助改善睡眠;还可以用来洗碗、手工皂的原材、晒干后可吸异味
    (5)出门购物,尽量自己带环保袋,无论是免费或者收费的塑料袋,都减少使用 保护地球——低碳生活保护地球——低碳生活
    (6)出门自带喝水杯,减少使用一次性杯子
    (7)多用永久性的筷子、饭盒,尽量自带餐具,避免使用一次性的餐具
    (8)养成随手关闭电器电源的习惯,避免浪费电力。
    (9)尽量不使用冰箱、空调、电风扇,热时可用蒲扇或其他材质的扇子
    (10)夏天开空调前,应先打开窗户让室内空气自然更换,开电风扇让室内先降温,开空调后调至室温25~26°之间(最好26°以上),用小风,这样既省电也低碳
    (11)用过的塑料瓶,把它洗干净后可用来盛各种液体物质(也可以盛放一些豆类)
    (12)食物废料、残渣,可以用作肥料用

    3. “低碳生活,从我做起”的生活方式:
    (1)每天使用传统的发条闹钟,替代电子闹钟。
    (2)用节能灯替换60瓦的灯泡;一旦不用电灯、空调,随手关掉。
    (3)在午休和下班后关掉电脑电源;手机一旦充电完成,立即拔掉手机充电插头。
    (4)使用电脑时,尽量使用低亮度,开启程序少些。
    (5)尽量少看电视。建议多看书,既节电,又可以增长知识。
    (6)选择晾晒衣物,避免使用滚筒式干衣机;用在公园等适合跑步的空气清新的地方中慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼。
    (7)冰箱内存放食物的量以占容积的80%为宜,放得过多或过少,都费电。食品之间留10毫米以上的空隙。
    (8)用剩的小块肥皂香皂,收集起来装在不能穿的小丝袜中,可以接着用。
    (9)尽量在出行时选择步行或骑脚踏车,即低碳,又健康。不开汽车而改骑自行车或步行。
    (10)少坐飞机,飞机从停机坪上升到空中所排出的二氧化碳等于3600台汽车的排放量。
    (11)少买不必要的衣服。服装在生产、加工和运输过程中,要消耗大量的能源,同时产生废气、废水等污染物。在保证生活需要的前提下,每人每年少买一件不必要的衣服可节能约2.5千克标准煤,相应减排二氧化碳6.4千克。如果全国每年有2500万人做到这一点,就可以节能约6.25万吨标准煤,减排二氧化碳16万吨。
    (12)联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)主席暨2007年诺贝尔奖得主帕乔里博士(Dr.RajendraK.Pachauri)表示:“不吃肉、骑脚踏车、少消费,就可以协助遏止全球暖化”。他说:这是IPCC早先不敢表达,但是我们必须公诸于世的概念。他呼吁全球民众,“请少吃肉!肉食是排碳量极大的产品。”
    (13)减少使用塑料物品,塑料废物去到垃圾处理厂及堆田区,一般需要20~30年才能被土壤稀释及完全氧化。泥石流、土地下沉等问题并不是自然现象,而是人为造成的,请爱护我们的土地,爱护地球。
    (14)旅游时,请自带清洁用品,减少更换被铺的需要,因酒店每次回收的毛巾、被单、床铺都需要用大量的水和清洁剂来清洗,造成水质污染。一次性的洗刷用品都要经历回收、再造的过程里产生废物及废料地球是需要好几十年才能氧化掉。
    (15)旅游观光区,避免接触海洋生物,会破坏海洋生态平衡。
考点名称:化学反应方程式的计算
  • 利用化学方程式的简单计算:
    1. 理论依据:所有化学反应均遵循质量守恒定律,根据化学方程式计算的理论依据是质量守恒定律。

    2. 基本依据
          根据化学方程式计算的基本依据是化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比为定值。而在化学方程式中各物质的质量比在数值上等于各物质的相对分子质量与其化学计量数的乘积之比。例如:镁燃烧的化学方程式为 2Mg+O22MgO,其中各物质的质量之比为,m(Mg):m (O2):n(MgO)=48:32:80=3:2:5。
  • 有关化学方程式的计算:
    1. 含杂质的计算,在实际生产和实验中绝对纯净的物质是不存在的,因此解题时把不纯的反应物换算成纯净物后才能进行化学方程式的计算,而计算出的纯净物也要换算成实际生产和实验中的不纯物。这些辅助性计算可根据有关公式进行即可。

    2. 代入化学方程式中进行计算的相关量(通常指质量;必须需纯净的(不包括未参加反应的质量)。若是气体体积需换算成质量,若为不纯物质或者溶液,应先换算成纯物质的质量或溶液中溶质的质量。
    (1)气体密度(g/L)=
    (2)纯度=×100%=×100%=1-杂质的质量分数
    (3)纯净物的质量=混合物的质量×纯度

    综合计算:
    1. 综合计算题的常见类型
    (1)将溶液的相关计算与化学方程式的相关计算结合在一起的综合计算。
    (2)将图像、图表、表格、实验探究与化学方程式相结合的综合计算

    2. 综合计算题的解题过程一般如下:


    综合型计算题是初中化学计算题中的重点、难点。这种题类型复杂,知识点多,阅读信息量大,思维过程复杂,要求学生有较高的分析应用能力和较强的文字表达能力。它考查的不仅是有关化学式、化学方程式、溶解度、溶质质量分数的有关知识,也是考察基本概念、原理及元素化合物的有关知识。综合计算相对对准度较大,但只要较好地掌握基本类型的计算,再加以认真审题,理清头绪,把握关系,步步相扣,就能将问题顺利解决。
    3.溶质质量分数与化学方程式相结合的综合计算
           溶质质量分数与化学方程式相结合的综合计算题,问题情景比较复杂。解题时,应首先明确溶液中的溶质是什么,溶质的质量可通过化学方程式计算得出,其次应明确所求溶液的质量如何计算,最后运用公式汁算出溶液的溶质质量分数。
          解题的关键是掌握生成溶液质量的计算方法:生成溶液的质量=反应前各物质的质量总和一难溶性杂质(反应的混有的且不参加反应的)的质量一生成物中非溶液(生成的沉淀或气体)的质量。
    (1)固体与液体反应后有关溶质质量分数的计算于固体与液体发生反应,求反应后溶液中溶质的质量分数,首先要明确生成溶液中的溶质是什么,其次再通过化学反应计算溶质质量是多少(有时溶质质量由几个部分组成),最后分析各量间的关系,求出溶液总质量,再运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数。
    对于反应所得溶液的质量有两种求法:
    ①溶液组成法:溶液质节=溶质质量+溶剂质量,其中溶质一定是溶解的,溶剂水根据不同的题目通常有两种情况:原溶液中的水;化学反应生成的水。
    ②质量守恒法:溶液质量=进入液体的固体质量(包括由于反应进入和直接溶入的)+液体质量-生成不溶物的质量-生成气体的质量。

    (2)对于液体与液体的反应,一般是酸碱、盐之间发生复分解反应,求反应后溶液中溶质的质量分数。此类计算与固体和液体反应后的计算类似,自先应明确生成溶液中的溶质是什么,其次再通过化学应应计算溶质质量是多少(往往溶质质量由几个部分组成),最后分析各量间的关系、求出溶液总质量再运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数此类反应发生后,溶液质量也有两种求法:
    ①溶液组成法(同上)。
    ②质量守恒法:溶液质量=所有液体质量之和-生成沉淀的质量-生成气体的质量。

    4. 图像、表格、实验探究与化学方程式相结合的综合计算
        在近几年中考题出现了以图像,表格为载体的化学计算题这类题的特点是利用数学方法将化学实验数据进行处理和表达,常常以坐标曲线、图像、表格等形式将解题信息呈现。解答此类题目时,受求学生能够对图像,表格进行科学分析从中获取有用信息并结合化学知识将有用信息,应用到解决实际问题中
    (1)图像与化学方程式结台的综合计算
    图像型计算题是常见的题型是坐标曲线题,其特点是借助数学方法中的坐标图,把多个元素对体系变化的影响用曲线图直观表示出来。
        坐标系中的曲线图不仅能表示化学反应,还能较好地反映化学变化的过程,读图时,要善于从曲线图中捕捉到“三点”,(起点,拐点,终点),并分析其含义。特别是要重点了解拐点表示对应两种物质一定恰好完全反应,这是此类题的关键。

    (2)表格与化学方程式结合的综合计算
    这类题往往给出一组或多组数据或条件,通过对表格中数据或条件的分析,对比,解答有关问题或进行计算。
    策略:要通过仔细阅读,探究表格中各组数据之间内在的规律,努力从“变”中找“不变”,及时发现规律之中的矛盾点,从“不变”中找“变”,进而分析矛盾的根源,解决问题。

    (3)实验探究与化学方程式相结合的综合计算
    做实验探究的综合计算题时,学生应将化学计算与化学实验紧密结合,在对实验原理,实验数据进行分析理解的基础上,理出解题思路,在解题过程中要特别注意实验数据与物质(或元素)质量间的关系,解题的关键是理清思路,找出正确有用数据,认真做好每一步计算。

    5. 化学方程式计算中的天平平衡问题:
         化学计算中有关天平平衡问题的计算一般指眨应前灭平已处于平衡状态,当托盘两边烧杯中加入物质后,引起烧杯内物质净增量的变化,从而确定天平能否仍处于平衡的状态。解此类题目必须理顺以下关系:烧杯内物质净增质量=加入物质质量一放出气体质量;当左边净增质量=右边净增质量时,天平仍处于平衡状念;当左边净增质量>右边净增质量时,天半指针向左偏转;当左边净增质量<右边净增质量时,天平指针向有偏转。

    6. 化学方程式计算的技巧与方法:
    (1)差量法(差值法)
        化学反应都必须遵循质量守恒定律,此定律是根据化学方程式进行计算的依据。但有的化学反应在遵循质量守恒定律的州时,会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现象,根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比,可求出化学反应中反应物或生成物的质量,这一方法叫差量法。此法解题的关键是分析物质变化的原因及规律,建立差量与所求量之间的对应关系。如:

    2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
    反应后固体质量减小,其差值为生成氧气的质量
    ②H2+金属氧化物金属+水,该变化中固体质量减少量为生成水中氧元素的质量(或金属氧化物中氧元素的质量)
    ③CO+金属氧化物金属+CO2,该变化中固体质量减少量为气体质量的增加量。
    ④C+金属氧化物金属+CO2,反应后固体质量减小,其差值为生成的二氧化碳的质量。
    ⑤2H2+O22H2O,反应后气体质量减小,其减小值为生成水的质量。
    ⑥金属+酸→盐+H2,该变化中金属质量减小,溶液质量增加,其增加值等于参加反应的金属质量与生成氢气质量的差值。
    ⑦金属+盐→盐+金属,该变化中金属质量若增加,溶液的质量则减小,否则相反。其差值等于参加反应的金属质量与生成的金属质量的差值。
    ⑧难溶性碱金属氧化物+水,该变化中固体质量减小,其差值为生成的水的质量
    例:为了测定某些磁铁矿中四氧化三铁的质量,甲、乙两组同学根据磁铁矿与一氧化碳反应的原理,分别利用两种方法测定了磁铁矿中四氧化三铁的质量分数,已知磁铁矿与一氧化碳反应的化学方程式如下:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
    (1)甲组同学取该磁铁矿10g与足量的一氧化碳充分反应,并将产生的气体通入足量的氢氧化钠溶液中,溶液的质量增加了5.5g,请你根据甲组同学的实验数据,计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。
    (2)乙组同学取该磁铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应,测得反应后固体物质的质量为8g,请你根据乙组同学的实验数据,计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。
    解析:(1)甲组同学的实验中被氢氧化钠溶液吸收的是CO还原Fe3O4生成的CO2,由5.5gCO2的质量作为已知条件,根据方程式可计算出Fe3O4的质量
    (2)乙组同学的实验中10g样品被CO充分还原后剩余8g固体,减少的质量为Fe3O4中氧元素的质量,利用产生的差量即可求出Fe3O4的质量。也可以根据题中杂质不参加反应来建立等量关系,求出Fe3O4的质量。
    答案:(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
          232        176
          x         5.5g
    232/x=176/5.5g
    解得x=7.25g
    样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%
    答:样品中Fe3O4的质量分数为72.5%
    (2)设样品中Fe3O4的质量分数为x
    Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 △m
    232     168   232-168=64
    x           10g-8g=2g
    232:64=x:2g
    x=7.25g
    样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%
    答:样品中Fe3O4的质量分数为72.5%

    (2)关系式法
    关系式法就是根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包含的各种比例关系,找出已知量与未知量之间的比例关系式直接列比例式进行计算的方法。关系式法有如下两种类型. (1)纵向关系式
    经过多步的连续反应,即后一反应的反应物为前一反应的生成物,采用“加合”,将多步运算转化为一步计算
    (2)横向关系式
    ①几种不同物质中含相同的量,根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算
    ②有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同,根据这一相同的生成物,找出有关物质的关系式,依此关系式进行计算可建华运算过程。
    关系式法抓住已知量与未知量之间的内在关系,建立关系式,化繁为简,减少计算误差,是化学计算常用方法之一。
    例:碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是一种白色固体,是焙制糕点的发酵粉的主要成分之一,它能与稀硫酸等酸反应生成CO2,试回答:
    (1)写出NaHCO3与稀硫酸反应的化学方程式
    (2)如何用98%的硫酸(密度为1.84g/mL)配制980g18.4%的硫酸溶液?
    (3)现将45gNaHCO3(混有KHCO3)固体粉末加入100mL稀硫酸,恰好完全反应后是气体全部逸出,固体粉末的质量与产生CO2的体积的关系如图(该状况下,CO2的密度为2g/L)所示,计算:

    ①求100mL稀硫酸中硫酸的质量
    ②若稀硫酸为120mL时,加入固体粉末为58.5g,求产生CO2的体积。
    解析:
    (1)书写化学方程式时注意化学方程式的配平和“↑”的书写
    (2)设配制980g18.4%的硫酸溶液需98%的硫酸(密度为t.84g/mL)的体积为x,则: x×1.84g/ml×98%=980g×18.4%,x=100mL,需水的质量为:980g-100ml×1.84g/mL=796g;配制过程中应注意一定要把浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
    (3)由图像可以看出,45g固体粉爪与100ml稀硫酸恰好完全反应生成CO211L, 11LCO2的质量为l1L×2g/L=22g,根据CO2的质量可计算出100mL稀硫酸中硫酸的质量:由100mL 稀硫酸能与45g固体粉末完全反应,可计算出120mL 稀硫酸能与54g固体粉未完全反应,而加入的固体粉末为58.5g,则固体粉末有剩余,稀硫酸完全反应生成CO2气体11L,则120mL稀硫酸与54g固体粉末完全反应生成二氧化碳的体积为:
    答案:(1)2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2CO2↑+2H2O
    (2)将100ml98%的H2SO4沿着烧杯内壁慢慢倒入796ml水中,同时用玻璃棒不断搅拌。
    (3)解:①45g固体完全反应时生成CO2的质量m(CO2)=11L×2g/L=22g
    设硫酸溶液中H2SO4的质量为x
    由(1)得H2SO4——2CO2
         98    88
         x     22g
    x=(98×22g)/88=24.5g
    ②设与120mL稀H2SO4完全反应的固体粉末的质量为y
    100mL/120mL=45g/y
    y=54g<58.5g
    所以固体粉末过量,以硫酸的量进行计算:
    V(CO2)=(11L×120mL)/100mL=13.2L
    答:100mL稀硫酸中硫酸的质量为24.5g,产生的CO2的体积为13.2L。

    (3)平均值法
         混合物中确定各组分的有关计算是初中化学计算中难度较大的一种题型.如混合物中各组分均能与某一物质反应且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组成成分均含有同一种元素,要确定其成分的有天计算可用平均值法求解。解答此类题的关键是要先找出混合物中各成分的平均值(如平均二价相对原子质节、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等),此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间。利用这些平均值解题的方法叫做平均值法。下面分类进行讨论:
    (1)平均二价相对原子质量法
       由金属单质组成的混合物,要判断混合物的组成或计算某一成分的质量,利用平均二价相对原子质量法计算较为快捷、准确。解题时先设该混合物为一种纯净的二价金属,利用化学方程式或其他方法求出平均二价相对原子质量,混合物各组分中一种金属的二价相对原子质量小于半均二价相对原子质量,则另一种金属的二价相对原子质量必须大于平均二价相对原子子质量,据此求出正确答案。
    二价相对原子质量=×2
    如:Na的二价相对原子质量=×2=46
    Mg的二价相对原子质量=×2=24
    Al的二价相对原子质量=×2=18
    设一种二价金属R的质量为m,其二价相对原子质量为M,与足量稀硫酸反应产生H2的质量为x
    R+H2SO4==RSO4+H2
    M                             2
    m                             x
    解得:x=m/M×2
    即金属与足量稀硫酸反应,生成H2的质量与该金属质量成正比,与该金属二价相对原子质量成反比,若像Cu等金属与稀硫酸不反应,即产生的H2的质量为零。
    注意:①二价相对原子质量和相对原子质量有本质区别,前者为一假设值。
    ②Cu、Ag等不与稀硫酸或稀盐酸发生置换反应的金属产生H2质量为0。
    ⑧金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应产生氢气的质量为:
    ④制取一定量的氢气需要金属的质量为:
    例:小明同学用6.5g不纯的锌与足量稀盐酸完全反应,收集到H2的质量为0.205g,已知其中含有另一种金属杂质,这种金属杂质不可能是()
    A.铁B.铝C.铜D.镁
    解析:由题意可知,两种金属混合物6.5g与足量的稀盐酸反应生成了0.205g氢气,则混合物的二价相对原子质量为(6.5/0.205)×2=63.4,。已知Zn、Fe、Al、Cu、Mg五种金属的二价相对原子质量分别为65,56,18,∞(无穷大),24,混合物中含有Zn,则另一种金属的二价相对原子质量不能大于63.4,所以这种金属杂质不可能是Cu。

    (2)相对分子质量平均值法
    由化合物组成的混合物,要判断混合物中各物质是否存在或计算某成分的质量,可用相对分子质量平均值法解题。解题时根据化学方程式和其他方法求出平均相对分子质量,混合物中一种物质的相对分子质量如果大于平均相对分子质量,则另一种物质的相对分子质量必小于平均相对分子质量,据此可求出正确答案。

    (3)质量平均值法
    利用混合物中平均质量解题方法。

    (4)质量分数平均值法
    混合物中某元素的质量分数总是介于混合物中一种成分该元素的质量分数与另一种成分中该元素的质量分数之间,据此可确定混合物的组成。
    4. 守恒法
    化学变化中等量关系的简历,有一条很重要的定律——质量守恒定律,即参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。在实际应用中,上述定律演绎为:a化学反应前后,物质发生变化生成新物质,但组成物质的元素种类不变,质量不变;b化学反应前后,分子本身发生变化,而分子的数目虽然有的改变,但原子的种类,数目不变。该定律反映出化学反应中的一些等量关系,是解化学试题的思路之一。利用化学反应前后某些量之间的等量关系,推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。下面分类进行讨论:
    (1)质量守恒法
    ①发宁前后反应物与生成物质量守恒
    ②溶液混合或稀释前后,溶质总质量守恒
    ③化学反应中某些元素的质量守恒

    (2)电荷守恒法
    溶液中阴、阳离子个数不一定相等,但正负电荷总数相等。

    (3)比例守恒法
    利用试题中潜在的某些量之间的比例恒定不变的原理来解题的一种方法。
    例:某二价金属M的氧化物10g与90g稀硫酸恰好完全反应后,形成无色透明溶液,测得反应后溶液中溶质的质量分数为30%,请计算(结果保留一位小数):
    (1)该金属M的相对原子质量和上述新硫酸中溶质的质量分数
    (2)反应后溶液中氢元素与氧元素的质量比
    解题:(1)由质量守恒定律可知,反应后溶液中溶质质量为100g×30%=30g
    设金属M的相对原子质量为M,稀硫酸中H2SO4的质量为x
    MO + H2SO4== MSO4 + H2O
    M+16    98    M+96
    10g    x     30g
    M+16):(M+96)=10g:30g
    解得M=24,可知M为镁元素
    98:40=x:10g
    x=24.5g
    硫酸溶液中溶质的质量分数为:24.5g/90g×100%=27.2%
    (2)反应后溶液中MgSO4的质量为30g,则水的质量为70g,氢元素的质量即水中氢元素的质量,氧元素的质量是水与硫酸镁中氧元素的质量和
    氢元素与氧元素的质量比为:
    (70g×):(70g×+30g×)=35:352

    5. 假设量法
    在所给题目中缺少实例,无数据,仅有字母或仅有比值,在解答该类题设未知数之前,先假设一个题目中缺少的关键量为假设量,即一个已知量,补充解题的条件。然后,此假设量可参与整个化学计算,使计算过程简单,清晰。但该假设的已知量只帮助解题,不会影响最终结果,这种解题方法叫假设量法。具体有两种类型:
    假设用具体的物质代替题目中抽象或不定的物质来解题。
    ②假设一具体数据代替题目中未知数据来解题。
    a. 题目中给出化学反应前后某两种物质的等量关系(已知条件),求混合物中各组分间的质量比—找等量设为假设量。
    b. 题目中给出某种物质的质量分数(已知条件),求另一种物质的质量分数—找条件中给出的质量分数所对应的物质质量为假设量
    例:已知完全中和一定量的某盐酸,需100g80%的氢氧化钾溶液,若改用100g80%的氢氧化钠溶液,则反应后溶液的pH()
    A.大于7B.小于7C.等于7D.无法确定
    解析:设题目中盐酸溶液中溶质的质量为36.5g,需要NaOH、KOH的质量分别为x和y
    NaOH+HCl==NaCl+H2O
    40  36.5
    x   36.5g
    40/x=36.5/36.5g
    x=40g
    KOH+HCl==KCl+H2O
    56 36.5
    y  36.5
    y=56g
    若用含56gNaOH的溶液与含36.5gHCl的盐酸反应,则NaOH过量,溶液pH>7,选A。

    6. 比较法
    解题时对题目给定的已知条件或数据,结合有关知识进行全面,仔细地分析,比较,然后确定正确答案。此法解计算型选择题时可避免对各备选答案一一进行计算。运用该法解题时有如下情况:
    (1)分类比较:按被选择对象的某些特点,先分类后比较选择

    (2)计算比较:解题时先做简单计算,然后比较化学式,相对分子质量或分子中某一相同原子的个数,最后选择。

    (3)转化问题比较:解题之前将所求问题转化为直观问题来比较选择答案。

    (4)排列比较:将被选择答案按某种顺序排列后,再分析比较选择答案。
    例:铅蓄电池中需要一定质量分数的硫酸溶液,现将50%的硫酸溶液(密度为d1g/ml)与10%的硫酸溶液(密度为d2g/ml)按体积比1:1混合,已知d1>d2,所得溶液的质量分数()
    A.大于30%B.等于30%C.等于60%D.小于30%
    解析:当两种同溶质的溶液混合时,以m1g a%的溶液和m2g b%的溶液混合为例,且a>b。
    当m1>m2时,混合后溶质质量分数大于(a%+b%)/2
    当m1=m2时,混合后溶质质量分数=(a%+b%)/2
    当m1<m2时,混合后溶质质量分数<(a%+b%)/2
    从题意分析知,由d1>d2,则等体积的两种溶液,50%的H2SO4溶液质量大,则混合后溶质质量分数>(50%+10%)/2=30%

  • 要明确解题思路解题时的一般思路:
    (1)先找出题中涉及的化学反应,并正确书写化学方程式。
    (2)找出题中所提供的数据与化学方程式中各物质的直接或间接关系。
    (3)确定哪些数据能直接代入化学方程式。如果所给数据与化学方程式中各物质的关系仅仅是间接关系,那必须分析清楚该数据是通过什么“中介”与各物质产生联系的,然后再列出相应的比例式。

    根据化学方程式计算的步骤具体的计算步骤如下:
    (1)设未知量,求什么设什么。
    (2)正确完整地写出相应的化学方程式。
    (3)根据化学方程式写出各物质的相对分子(或原子)质量总和,标在相应的化学式下面。把题中的已知条件和待求未知址写在相应物质的相对分子(或原子) 质量总和的下面。
    (4)列比例式。
    (5)求解。
    (6)简明地写出答案。

    应注意的问题:
    (1)解题时首先要认真审题、理清思路、确定解题方法、严格按解题步骤求解。
    (2)化学方程式所表示的反应物、生成物的质量关系是进行化学计算的基础,在化学方程式中各物质的化学式一定要书写正确,一定要配平化学方程式或关系式中某元素原子的数目一定要相等,相对分子质量的计算一定要准确。
    (3)化学方程式所表明的各物质均指纯净物,参加计算的各物质的质量也必须是纯净物的质量。如果求纯净物的质量需进行换算,换算方法:纯净物的质量= 物质总质量×该物质的质量分数(即纯度)。
    (4)对题目中所给的“适最”“足量”“过量”“恰好反应”“完全反应”“充分反应”等词语,要认真对待,正确理解一般来说:“适量”—两种(或多种)反应物之间按一定量比恰好反应。 “足量”—一种反应物完全反应,无剩余;另一种反应物可能完全反应,也可能过量。 “过量”—完全反应后,有一种(或多种)反应物剩余。 “恰好反应”和“完全反应”—完全反应,反应物无剩余。 “充分反应”和“反应完全”—同“足量"。
    (5)用化学方程式计算时解题格式要规范。

    利用化学方程式计算的几种类型:

    (1)已知某反应物或生成物的质量,求另一种反应物或生成物的质量。
    (2)有关含杂质的物质质量间的计算。
    (3)根据化学方程式进行计算的含有体积、密度与质量间换算的有关计算。
    (4)关于过量问题的计算。
    (5)多步反应的计算。
    (6)其他类型的计算。

    计算时常见的错误:

    (1)不认真审题,答非所问;
    (2)元素符号或化学式写错;
    (3)化学方程式没有配平;
    (4)相对分子质量计算错误;
    (5)没有统一单位;
    (6)把不纯物质当成纯净物质计算。

    化学方程式计算中的几个误区:
    (1)化学方程式不正确就计算,这是最严重的问题。
    (2)把含杂质的质量直接应用在化学方程式计算中,或把体积直接代入化学方程式。
    (4)解题格式不规范,设的未知缺与求的量不同,相对分子质量计算错误,
    (5)计算不准确,不按题目要求写化学方程式(方程式应用不当)。
    (6)体积、质量、密度之间的关系问题及单位问题弄错等。

    化学方程式计算中的“三个三”:
    在解题时要把握好“三个要领”、抓住“三个关键”、注意“三个事项”,即:
    三个要领:(1)步骤要完整;(2)格式要规范; (3)结果要准确。
    三个关键:(1)准确书写化学式;(2)化学方程式要配平;(3)计算质量比要准确。
    三个事项:(1)单位统一;(2)用纯量进行计算; (3)若是体积要换算成质量。

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