列方程组解化学计算题

列方程组解化学计算题

王利民

王利民（威远县威煤中学四川威远642450）

化学计算题不但能考查学生的阅读能力，化学基础知识，分析问题和解决问题的能力，还能考查学生的计算能力。因此，在历年的中考试题中占有一定的比例，且大都以压轴题出现。怎样有效的解决化学计算题目呢？列方程组求解是解决问题的一种好方法。不妨请看：

例1：将铁粉和铜粉的混合物7g，加入到盛有58.1g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应。此时烧杯内各物质的总质量为64.9g。试计算：①原混合物中铁粉的质量分数；②反应后所得溶液中溶质的质量分数；③配制上述反应中所用稀盐酸需要质量分数为38%的浓盐酸（密度为1.19g/cm3）的体积。（计算结果精确到0.1）。

解析：将铁粉和铜粉的混合物加入盐酸中，铜在金属活动性顺顺序表中位于氢后，和盐酸不反应。铁在金属活动性顺序表中位于氢的前面，要和盐酸发生置换反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，在该反应中，一方面游离的态的铁进入盐酸溶液中形成FeCl2溶液，另一方面盐酸中化合态的氢变成游离态氢而逸出液面，混合物和盐酸溶液的质量从（7+58.1）克变为64.9克是因溶入了铁逸出H2的结果。设铁的质量为ⅹ克，逸出的氢气为y克，根据题意有

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑︳56：2=ⅹ：y…①7+58.1-y=64.9…②联立①②解得

2ⅹ︳=5.6（克）y=0.2（克）

ⅹ︳y原混合物中铁的质量分数为5.6/7×100%=80%

5．6克铁进入58.1克盐酸溶液中逸出0.2克氢气后的剩余物就是反应后溶液，即FeCl2溶液的质量为（5.6+58.1-0.2）=63.5克，根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑知，5.6克铁生成FeCl2的质量为12.7克，FeCl2溶液的质量分数为12.7/63。5×100%=20%

根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑计算知，5.6克铁参加反应消耗盐酸7.3克。设7.3克盐酸需要质量分数为38%的浓盐酸的体积为V升，又据稀释前后溶质质量相等有7.3=1.19×V×38%→V=16.1（升）。

例2：某实验室工作人员为了确定小苏打样品的纯度，现称取200克该小苏打样品充分加热（杂质不反应）后冷确到室温，测得实验过程中剩余固体质量随时间变化关系如下：

（1）固体质量减少因为生成了______；最终固体减少质量为___________克。

（2）试计算200克样品中含碳酸氢钠多少克？

（3）样品中小苏打的纯度为多少？

解析：小苏打加热的化学方程式为2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O↑，从方程式可知，二氧化碳和水蒸汽已逸出，加热后的剩余固体为Na2CO3和杂质，再从题中剩余固体质量随时间变化关系表可知，0-6分钟的剩余固体质量没有恒定，说明NaHCO3分解没有完全。只有0-9分钟的剩余固体质量是恒定值。说明200克该小苏打样品充分加热得138克Na2CO3和杂质。设NaHCO3为X克，杂质为Y克。则有X+Y=200…①根据化学方程式和题意：

2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O↑︳106X/168+Y=138…②联立①②解得：

2*84106︳X=168（克）Y=32（克）

X106X/168︳故有：①固体质量减少因为生成了二氧化碳和水；最终固体减少质量为138克。②200克样品中含碳酸氢钠168克。③样品中小苏打的纯度为168/200×100%=84%。

例3：现将45gNaHCO3(混有KHCO3)固体粉末加入100mL稀硫酸，恰好完全反应后使气体全部逸出，固体粉末的质量与产生CO2体积的关系如图(该状况下，CO2的密度为2g／L)。通过计算：①固体混合物中碳酸氢钠的质量分数(作者加入)；②、求100mL稀硫酸中硫酸的质量。③、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：根据题中固体粉末的质量与产生CO2体积的关系图知，45克NaHCO3(混有KHCO3)固体粉末加入100mL稀硫酸完全反应生成的CO2为m(CO2)==11L×2g／L=22g。设产生22克CO2的NaHCO3质量为X克，KHCO3的质量为Y克。则有

2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+H2O

2KHCO3+H2SO4=K2SO4+2CO2↑+H2O

2×842×442×1002×44

X88x/168Y88Y/200

据题意X+Y=45…①88x/168+88Y/200=22…②联立①②解得X=26.25克Y=18.75克。固体混合物中碳酸氢钠的质量分数为26.25/45×100%=28.33%。26.25克NaHCO3根据方程式2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+H2O计算知，需要硫酸15.31克；18.75克KHCO3根据方程式2KHCO3+H2SO4=K2SO4+2CO2↑+H2O计算知，需要硫酸9.19克。故100mL稀硫酸中硫酸的质量为(15.31+9.19)=24.5克。

由于45gNaHCO3(混有KHCO3)固体粉末加入100mL稀硫酸恰好反应，120mL稀硫酸反应的混合物若为Z克。

z=54g54克混合物比58.5克小,即120mL稀硫酸不能将58.5克固体粉末完全反应，固体粉末过量，以硫酸的量计算CO2

V(CO2)==

链接中考：有两种外观类似黄金的①Cu—Zn合金和②Cu—Ag合金制品，若实验室只提供一瓶稀硫酸和必要仪器。

你认为能测出合金（填序号）中铜的质量分数；

取上述①中的合金粉末20g放入烧杯中，加入50g的稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余物的质量为69.8g。

求：①产生氢气的质量；②求出该合金中铜的质量分数。

某部分变质的NaOH试剂经处理后只含有NaOH和Na2CO3两种物质。小明同学从中均匀取出9.3g样品用19.9g水溶解后，再向其中缓慢滴加10%的稀盐酸至恰好完全反应时，用去稀盐酸73g，经测定共放出气体2.2g。

向样品中加入稀盐酸至恰好完全反应时，发生的两个反应可用化学方程式表示为：；。

9.3g样品中，含Na2CO3的质量为g，含NaOH的质量为g。

通过计算确定原NaOH试剂的变质程度。（用质量百分数表示）。

上述恰好完全反应后的溶液中，溶质的质量分数是多少？（用百分数表示，保留一位小数）。

参考文献

[1]（1）、①；（2）、①0.2g；②67.5％.

[2]（1）、NaCl+HCl=NaCl+H2ONa2CO3

+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑5.3克;4克;（2）、50%.

[3]11.7%.

收稿日期：2012-04-27