資源簡(jiǎn)介

2.2 第3課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解化學(xué)方程式中物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系。
2.能運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)算。
【合作探究】
【學(xué)習(xí)情境】
　　在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,我們常常會(huì)面對(duì)未知濃度的溶液。為簡(jiǎn)便地確定其物質(zhì)的量濃度,可以借助某個(gè)特定化學(xué)反應(yīng)中消耗的溶質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算,此時(shí)可以根據(jù)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與各物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系列式計(jì)算。
任務(wù)　化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算
【新知生成】
為確定未知溶液的濃度,可以借助某個(gè)特定化學(xué)反應(yīng)中消耗的溶質(zhì)的　　　　來進(jìn)行計(jì)算。具體過程:取一定　　　　但物質(zhì)的量濃度未知的待測(cè)溶液,向其中滴加已知　　　　的標(biāo)準(zhǔn)溶液,根據(jù)反應(yīng)結(jié)束時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的　　　　,通過兩者物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比就能確定待測(cè)液的物質(zhì)的量濃度。
【答案】物質(zhì)的量　體積　物質(zhì)的量濃度　體積
【核心突破】
典例　取1.43 g Na2CO3·xH2O 溶于水配成10 mL溶液,然后逐滴滴入稀鹽酸直至沒有氣體放出為止,用去鹽酸 2.0 mL,并收集到112 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
(1)稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度是　　　　;
(2)Na2CO3·xH2O的摩爾質(zhì)量是　　　　;
(3)x的值是　　　　。
【答案】(1)5.0 mol·L-1　 (2)286 g·mol-1　 (3)10
【解析】有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。
(1)n(HCl)=2n(CO2)=×2=0.01 mol,c(HCl)==5.0 mol·L-1。
(2)n(Na2CO3·xH2O)=n(CO2)=0.005 mol,M(Na2CO3·xH2O)==286 g·mol-1。
(3)x==10。
歸納總結(jié)
1.化學(xué)計(jì)算的關(guān)鍵是建立未知物與已知物之間的定量關(guān)系。
2.兩種物質(zhì)之間的定量關(guān)系可以通過質(zhì)量守恒(元素守恒)、電荷守恒、化學(xué)計(jì)量數(shù)等方法確定。
3.計(jì)算過程中要帶單位進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)注意數(shù)據(jù)的有效位數(shù)。
　　訓(xùn)練　取100mL Na2CO3和Na2SO4的混合溶液,加入Ba(OH)2溶液100mL后,恰好完全反應(yīng),過濾、干燥后得到14.51g白色沉淀和濾液,再用過量稀硝酸處理沉淀,最后減少到4.66g,并有氣體放出。計(jì)算:
(1)原混合液中Na2SO4的物質(zhì)的量濃度。
(2)產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。
(3)過濾出沉淀后,所得濾液的物質(zhì)的量濃度。(忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化)
【答案】(1)0.2mol·L-1　(2)1.12L (3)0.7mol·L-1
【解析】題中發(fā)生的反應(yīng):Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NaOH,BaCO3+2HNO3H2O+CO2↑+Ba(NO3)2。
(1)BaSO4的質(zhì)量為4.66g,則n(BaSO4)==0.02mol,故n(Na2SO4)=0.02mol,所以c(Na2SO4)==0.2mol·L-1。
(2)m(BaCO3)=14.51g-4.66g=9.85g,n(BaCO3)==0.05mol,故n(CO2)=0.05mol,V(CO2)=0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L。
(3)過濾出沉淀后,溶液中的溶質(zhì)為NaOH,n(NaOH)=0.02mol×2+0.05mol×2=0.14mol,故c(NaOH)==0.7mol·L-1。
課堂小結(jié)
【隨堂檢測(cè)】
1.等體積的硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸鋁溶液分別與足量氯化鋇溶液反應(yīng),若生成硫酸鋇的質(zhì)量相等,則三種硫酸鹽的物質(zhì)的量濃度之比為(　　)。
A.3∶3∶1　　　　　 B.6∶3∶2 　　　　　C.3∶2∶1　　　　　 D.1∶1∶1
【答案】A
【解析】生成硫酸鋇的質(zhì)量相等,根據(jù)硫酸根離子守恒可得,三種硫酸鹽提供的硫酸根相等。設(shè)三種硫酸鹽的物質(zhì)的量濃度分別為a、b、c,則a=b=3c,解得a∶b∶c=3∶3∶1。
2.實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)2KClO32KCl+3O2↑制取氧氣,現(xiàn)有24.5g KClO3參加反應(yīng),則得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣的體積是(　　)。
A.2.24L 　　　　　B.4.48L 　　　　　C.6.72L　　　　　 D.44.8L
【答案】C
【解析】24.5g KClO3的物質(zhì)的量是=0.2mol,
2KClO32KCl+3O2↑
2mol　　　　　　3mol
0.2mol　　　　　n(O2)
2mol∶0.2mol=3mol∶n(O2),則n(O2)=0.3mol。
故產(chǎn)生的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.3mol×22.4L·mol-1=6.72L。
3.對(duì)晶體MgCl2·xH2O進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究,確定其組成:
步驟1:充分灼燒2.03 g該晶體,得到混合氣體甲和0.40 g固體乙(含有兩種元素的純凈物)。
步驟2:將混合氣體甲通過濃硫酸,氣體的質(zhì)量減少0.90 g。
步驟3:將剩余氣體溶于水配成100 mL溶液丙。取10 mL溶液丙與含0.002 mol NaOH的溶液恰好完全反應(yīng)。
下列有關(guān)說法正確的是(　　)。
A.混合氣體甲中兩氣體的物質(zhì)的量之比是1∶5
B.固體乙的成分是MgO
C.溶液丙中c(H+)為0.02 mol·L-1
D.x=5
【答案】B
【解析】混合氣體甲中被濃硫酸吸收的氣體應(yīng)為水蒸氣,可知n(H2O)=0.9 g÷18 g·mol-1=0.05 mol;由步驟3知,另一種氣體為HCl,即n(HCl)=0.02 mol。固體乙中一定含有Mg元素,晶體化學(xué)式為MgCl2·xH2O,氫元素一部分形成水,一部分形成HCl,多余的氧原子一定與Mg結(jié)合,則固體乙為MgO。n(HCl)∶n(H2O)=0.02 mol∶0.05 mol=2∶5,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由元素守恒知,乙為MgO,B項(xiàng)正確;c(H+)=0.02 mol÷ 0.1 L=0.2 mol·L-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由Cl守恒知,n(MgCl2·xH2O)=0.01 mol,由H守恒知,晶體中n(H)=0.05 mol×2+0.02 mol=0.12 mol,故晶體中n(H2O)=0.06 mol,所以x=6,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.將24.8 g鐵和鋁的混合物溶于500 mL鹽酸,恰好完全反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為19.04 L。
(1)混合物中鐵的物質(zhì)的量為　　　　　,鋁的質(zhì)量為　　　　　。
(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度為　　　　。
【答案】(1)0.25 mol　10.8 g　(2)3.4 mol·L-1
【解析】(1)設(shè)混合物中Fe、Al的物質(zhì)的量分別為x、y,則:
Fe+2HClFeCl2+H2↑
1 　1
x n1(H2)
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2 　3
y n2(H2)
n1(H2)=x,n2(H2)=1.5y,由此可得56 g·mol-1×x+27 g·mol-1×y=24.8 g,x+1.5y==0.85 mol。聯(lián)立解上述方程得x=0.25 mol,y=0.4 mol。m(Al)=0.4 mol×27 g·mol-1=10.8 g。
(2)由方程式可知,反應(yīng)消耗的n(HCl)是n(H2)的2倍,則n(HCl)=1.7 mol,c(HCl)=1.7 mol÷0.5 L=3.4 mol·L-1。
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