4NO3 34.7 ~ 35.0
H3 82.3
易溶 易溶
氨水 NH3
· H2O 20
可和水任意比例混合
硫酸铵 (NH4 尿素 NH2
)2SO4 20.5 ~ 21.5
CONH2 46
易溶 易溶
硝酸钙 Ca(NO3)
2 · 2H2O 17.0
易溶
氯化铵 NH
4Cl 26.0
一般
硝酸钠 Na
NO3 16.0
易溶
硝酸铵钙 NH4NO
3+CaCO3 20.0
易溶,但其中石灰不溶
碳酸氢铵 NH4
HCO3 17.5
易溶
氨水和无水氨属液态氮肥,其它属固态氮肥。氨水是一种廉价的速效肥 料,施入土壤后,作物能很快吸收,不会残留有害物质,不影响土壤的结构 和性质。但由于氨水易分解、挥发,放出氨气,因此在运输、贮存时,应把 氨水密封在容器里,或在氨水表面覆盖一层矿物油,放在阴凉的地方。由于 氨水对多种金属有腐蚀作用,还应将其放在耐腐蚀的容器里,如橡皮袋、陶 瓷坛或内涂沥青的铁桶等。施用时必须稀释,深施到土层中,再用土盖覆, 或灌溉时使氨水随水流入田地里。还应注意,对于含有 NH4+的氮肥,都不能 跟石灰、草木灰等碱性物质混合,否则会影响肥效。因为铵盐能同碱反应, 放出氨气。
氮肥生产的主要原料是合成氨,少量来自煤气工业和其它工业回收的副 产氨。因此,氮肥生产一般需要与合成氨生产配套进行。
磷肥 以磷矿为原料生产的含有作物营养元素磷的化肥。磷在植物体内 是细胞原生质的组分,对细胞的生长和增殖起重要作用;磷还参与植物生命 过程的光合作用,糖和淀粉的利用和能量的传递过程。磷肥还能促进植物苗期根系的生长,使植物提早成熟。植物在结果时,磷大量转移到籽粒中,使 得籽粒饱满。最早的磷肥是过磷酸钙,现已逐渐被磷酸铵和重过磷酸钙等高 浓度磷肥取代。磷肥的有效组分的品位以五氧化二磷的百分含量表示。磷肥 主要品种及其主要成分和性质如下表所示:名称
含量
( P2O5%)
主要组分
溶解性质
过磷酸钙 重过磷酸钙① 富过磷酸钙
14 ~ 20
42 ~ 46
20 ~ 30
Ca(H2PO4)2 · H2O , CaSO4
Ca(H2PO4)2 · H2O
,CaSO4
水溶性 水溶性 水溶性
磷酸二钙
38 ~ 48
CaHPO4 · 2H2O 或 CaHPO4
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液②
偏磷酸钙
65 ~ 68
Ca(PO3)n 玻璃质
微溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
名称
含量
( P2O5%)
主要组分
溶解性质
脱氟磷酸钙
22 ~ 42
a-Ca3(PO4)2
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
钙钠磷肥
28 ~ 30
CaNaPO4
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
熔融钙镁磷肥 钢渣磷肥
16 ~ 22
15 ~ 20
H3PO4 ( Ca,Mg,Si )
5CaO · P2O5 · SiO2 和
7CaO · P2O5 · 2SiO2
溶于 2%枸橼酸溶液 溶于枸橼酸铵溶液
近代产量最大的磷肥品种是磷酸铵类肥料,它们是既含营养元素磷,又 含营养元素氮的复合肥料。
钾肥含有作物营养元素钾的一种化肥。由于钾元素在植物体内以游离钾离子形式存在,它有促进碳水化合物和氮的代谢、控制和调节各种矿物营养 元素的活性、活化各种酶的活动、控制养分和水的输送、保持细胞的内压、 防止植物枯萎的功效。施用钾肥能促进作物茁壮生长,茎秆粗硬,增强对病 虫害和倒伏的抵抗能力,并能促进糖分和淀粉的生成。目前主要的钾肥品种 是用天然钾盐矿经富集精制加工而制得的氯化钾,占钾肥产量的 90%以上;其次是硫酸钾和无水钾镁矾(K2SO4·2MgSO4),占 8~10%,少量是水泥生产中回收的窑灰钾肥。其主要成分是 K2SO4·K2CO3,硅酸钾等。钾肥的有效成分以氧化钾的百分含量表示。农用氯化钾含 K2O55~62%、硫酸钾含 K2O48~52%。氯化钾主要是由钾石盐矿以下面三种方法富集:①浮选法;②溶解结晶 法;③重液分离法。硫酸钾主要是用可溶性硫酸盐钾矿为原料。工业上常用 的碳酸钾的制备有电解法和离子交换法。农业上从各种植物壳,如棉籽壳、 茶子壳、桐子壳、葵花籽壳燃烧生成的草木灰(其主要成分是 K2CO3 和少量 钙、镁、磷的化合物),也可得到钾肥。但应注意,由于 K2CO3 溶于 H2O,因 此堆放草木灰要防止雨淋,避免肥价的流失;窑灰钾肥和草木灰都含有 K2CO3,而具碱性,注意不可和铵态氮肥混合使用。
农药 用于防治农业上各种有害生物,和调节农作物生长发育的一类精 细化工产品。农药按来源分类有生物源农药和化学合成农药。后者又分为无 机农药和有机农药。农药产品按用途又可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀 螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等许多门类。如无机农药波尔多 液是一种杀菌剂,有机农药乐果、敌百虫都是杀虫剂。每种农药原药,即农 药有效成分,都是工业纯度的、有特定化学结构的化合物。农药在田间实际 使用时,药效常受到制剂质量,施药方法,有害生物的种群和生长阶段、危 害方式与程度,作物栽培管理情况,田间环境条件(气温、湿度、风雨、土 壤性质)等诸多因素的影响。因此必须根据具体情况来选择农药的种类和施 用的剂量及方法。使用农药在生物灾害的防治中起着非常大的作用。估计每 年全世界由各种生物灾害(虫害、病害、草害等)造成的损失,约占农业潜 在产量的 35%。一般使用农药可提高农业产量的 10~20%以上。据联合国粮食 及农业组织(FAO)估计,在发展中国家如果不使用杀虫剂、棉花将减产 50%。 农药在卫生保健,预防传染病,建筑物的保护,城市和庭园的绿化,交通沿 线或工业场地等许多领域都有着广泛的用途。农药还可用来杀蚊蝇、蟑螂、 家鼠,防虫、防霉、防腐、防蚁,除草、灭病等。
一种农药长期使用,由于目标有害生物产生了抗药性,药效会减退。因 此,在同一地区应轮换使用多种农药来避免或延缓抗药性的发展。
农药虽然对人类有许多益处,但由于农药施用后,分布在农作物上和土壤表层并通过风吹雨淋灌溉等转移到大气和水中。大多数农药可在较短时间 内通过化学或生物途径分解成无毒物质,但有些农药如滴滴涕、六六六等有 机氯杀虫剂,性质稳定,不易降解,残留时期长,可能造成环境污染。残留 的农药可通过收获的农产品直接被摄入人体;也可由生态系统中食物链的传 递和富集,间接地最后进入人体。使用农药必须遵循农药使用的管理法规。 黑火药 黑火药是由硝酸钾、硫黄和炭等组成的混合火药。它的成分配 比从古到今变化不大,一般配比为硝酸钾 75%;炭 15%;硫黄 10%。黑火药三种组分燃烧时的反应如下(按 KNO3 74.8%,C 13.4%,S 11.8%的配比):20KNO3+10S+30C→6K2CO3+K2SO4+3K2S3+14CO2+10CO+10N2
黑火药的化学反应是以爆燃或爆炸形式出现的。 由于黑火药具有易被火焰、火花点燃,燃烧时又产生许多灼热的固体颗粒,而易于点燃其它火药的特点,在军事上广泛用做火药装药的点火药和传火药,可用于照明弹、信号弹、燃烧弹和烟幕弹的抛射装药。民用制爆竹、 礼花、导火索、猎枪发射器以及某些矿山的爆破作业等。
明矾 又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式 KAl(SO4)2·12H2O,式量 474.39,无色立方,单斜或六方晶体,有玻璃光泽,密度 1.757 克/厘米 3,熔点 92.5℃。64.5℃时失去 9 分子结晶水,200℃时失去 12 分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。明矾性味 酸涩,寒,有毒。故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中药。明矾还可用于 制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾 净水是过去民间经常采用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金 属离子:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42
而 Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝 Al(OH)3:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ 氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使 水澄清。所以,明矾是一种较好的净水剂。
明矾可由明矾石经煅烧、萃取,结晶而制得。我国产地有浙江平阳,福 建福鼎等。
三、化学基本计算
计算物质的式量 式量就是化学式中各原子的原子量的总和。计算物质式 量的步骤是:(1)写出物质正确的化学式;(2)用各元素的原子量分别乘 以化学式中所含的该原子个数,得出各元素的原子量之和;(3)把各元素原 子的原子量之和相加,就可算出该物质的式量。
[例]计算明矾晶体的式量。
[分析]明矾晶体的化学式是 KAl(SO4)2 ·12H2O,计算结晶水合物
(A·nH2O)的式量,先要算出 A 的式量,再用水的式量乘以所含结晶水个数n,算出含有的结晶水的式量,把无水盐 A 的式量与结晶水 nH2O 的式量相加,便可得到结晶水合物(A·nH2O)的式量。在结晶水合物 A·nH2O 的化学式中,A 与 nH2O 之间的小圆点“·”,在计算时是表示相加的符号。
[解]明矾的化学式是 KAl(SO4)2·12H2O,其中无水盐 KAl(SO4)2 的式量为:39×1+27×1+(32+16×4)×2=258 明矾 KAl(SO4)2·12H2O 中含有结晶水的式量为:(1×2+16)×12=216
明矾晶体的式量为:
258+216=474
答:明矾晶体的式量是 474。
计算化合物中各元素的质量比 化合物中各元素的质量比,就是在该 化合物的一个分子中各元素原子的原子量之和的比值。计算化合物中各元素 的质量比,要依据化合物的化学式分别算出各元素的原子量之和,再进而求 出各元素的原子量之和的比值。
[例]计算四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比是多少?
[分析]四氧化三铁的化学式是 Fe3O4,在 Fe3O4 的一个分子中,含有 3 个
铁原子和 4 个氧原子,3 个铁原子的原子量之和是:3×56=168
4 个氧原子的原子量之和是:
4×16=64
铁元素与氧元素的质量比是 168:64,可简化为 21:8。 [解]在 Fe3O4 中铁元素与氧元素的质量比是:3×56∶4×16=21∶8 答:在 Fe3O4 中 Fe 与 O 的质量比是 21 比 8。 计算化合物中各元素的百分含量 计算化合物中各元素的百分含量,先要写出该化合物的化学式并计算出式量,再用化学式中各元素原子的原子 量之和,分别除以化合物的式量,乘以百分之百,便可算出化合物中各元素 的百分含量。
[例]计算化肥硝酸铵(NH4NO3)中氮元素、氢元素、氧元素的百分含量。
[分析]计算化合物中某元素的百分含量可以应用下面的公式:元素原子量×原子个数
化合物中某元素的百分含量
在 NH4NO3 中氮元素的百分含量为:
化合物式量
×100%
氢元素的百分含量为: 氧元素的百分含量为:
N的原子量×2
NH 4 NO3 式量×100%
H的原子量×4 ×100% NH 4 NO3 式量
O的原子量×3 ×100% NH 4 NO 3式量
[解]氢的原子量是 1,氮的原子量是 14,氧的原子量是 16,NH4NO3 的式 量是 80。在 NH4NO3 中氮元素的百分含量是:
14×2
氢元素的百分含量是: 氧元素的百分含量是:
80
1×4
80
16×3
80
×100% = 35%
×100% = 5%
×100% = 60%
答:在 NH4NO3。中含 N35%,含 H5%,含 O60%。
溶解度的计算 在一定温度下的饱和溶液里,溶质的质量、溶剂的质量 与该物质的溶解度存在以下关系:溶质的质量(克)
溶解度(克)
溶剂的质量(克) = 100(克)
将上式移项处理后可得:
溶解度
溶质的质量
溶剂的质量
×100
只要知道饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可以计算出该物质在该温 度下的溶解度。
[例]在 20℃时,把 25 克蓝矾(CuSO4·5H2O)溶解在 71 克水中,恰好形
成饱和硫酸铜溶液,计算 20℃时 CuSO4 的溶解度。
[分析]蓝矾溶于水中形成硫酸铜饱和溶液,在该饱和溶液中,溶质是 CuSO4,溶剂是 H2O。蓝矾是带有 5 个结晶水的硫酸铜,在本题中计算溶质 CuSO4 的质量时,要把含水晶体 CuSO4·5H2O 的质量换算为无水 CuSO4 的质量;在 计算溶剂的质量时,又要加上 25 克 CuSO4·5H2O 中含有的结晶水的质量。 [解]在该饱和硫酸铜溶液中溶质 CuSO4 的质量是:
160
溶剂的质量是:
25克×
250
= 16克
90
71克 + 25克×
在 20℃时 CuSO4 的溶解度是:
250
= 80克
16克
80克
×100 克 = 20克
答:20℃时 CuSO4 的溶解度是 20 克。
质量百分比浓度的计算 依据质量百分比浓度的定义,计算溶液的质 量百分比浓度,可以应用下列换算式:溶质的质量
质量百分比浓度
溶液的质量
×100%
计算质量百分比浓度还要应用下面的公式: 溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量当已知溶液的密度 d 和体积 V,计算溶液、溶质的质量,还可以应用下面的 公式:溶液的质量(克)=溶液密度 d(克/厘米 3)×V(厘米 3) 溶质的质量(克)=d(克/厘米 3)×V(厘米 3)×质量百分比浓度 关于溶液质量百分比浓度的计算,主要有以下三种基本类型:①已知溶质和溶剂的质量,计算溶液的质量百分比浓度[例]把 2 克固体 NaOH 溶解在 18 克水中,计算所得溶液的质量百分比浓 度。
[分析]在该 NaOH 溶液中,溶质的质量是 2 克,溶剂的质量是 18 克,溶液的质量是:
2 克+18 克=20 克 氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为:
NaOH质量
×100%
溶液的质量
[解]
2 克
18克 + 2 克
×100% = 10%
答:该 NaOH 溶液质量百分比浓度是 10%。
②已知溶液的质量百分比浓度,计算溶质和溶剂的质量 [例]欲配制质量百分比浓度为 2%AgNO3 溶液 500 克,应称取 AgNO3 多少克?加入水多少毫升?
[分析]用 AgNO3 溶液的质量乘以质量百分比浓度,便可得到溶质 AgNO3
的质量;用 AgNO3 溶液的质量减去 AgNO3 溶质的质量,便可得到应加入水的质量;用水的质量除以水的密度,便可计算出加入水的体积。 [解]应当称取 AgNO3 的质量为:
500 克×2%=10 克
应当加入水的质量为:
加入水的体积为:
500 克-10 克=490 克
490 克÷1 克/毫升=490 毫升
答:配制 2%AgNO3 溶液 500 克应称取 AgNO310 克,加入水 490 毫升。
③关于溶液稀释的计算
[例]配制质量百分比浓度为 20%,溶液密度为 1.14 克/厘米 3,体积为500 毫升的稀硫酸,需要量取质量百分比浓度为 98%,密度为 1.84 克/厘米 3
的浓硫酸多少毫升? [分析]溶液在稀释过程中,溶液的体积和浓度都会发生变化,溶液中所含溶质的质量却始终保持不变。即 原溶液中所含溶质的质量=稀释后溶液中所含溶质的质量运用这一规律,各种类型的溶液稀释计算,均可正确求解。 [解]设量取 V 毫升的浓硫酸,则浓硫酸中所含溶质的质量为:V×1.84×98% 稀硫酸溶液中所含溶质的质量为:
500×1.14×20% 按照溶液稀释过程中溶质质量保持不变,可以列出下列等式:V×1.84×98%=500×1.14×20% V=63.22(毫升)
所需水的质量为:
所需水的体积为:
500-63.22×1.84=383.67(克)
383.67克
= 383.67 毫升
1克 / 毫升
[注意]进行溶液稀释(或混合)计算时,溶液与溶剂(或另一溶液) 的质量可以相加,其体积不能相加。
答:需要量取浓硫酸 63.22 毫升,量取水 383.67 毫升。
溶解度与质量百分比浓度的换算 溶解度是表示一定温度下的饱和溶 液里溶剂质量与溶质质量的关系;质量百分比浓度是表示任何溶液(饱和溶 液或不饱和溶液)里溶液质量与溶质质量的关系。溶解度与质量百分比浓度 的换算,是对一定温度下的饱和溶液而言,溶解度的分母是溶剂质量,质量 百分比浓度的分母是溶液质量。
①已知溶解度计算质量百分比浓度
[例]在 30℃时,CuSO4 的溶解度是 25 克,计算该温度下硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是多少?
[分析]30℃时 CuSO4 的溶解度是 25克,说明在100克水中溶解25克CuSO4
时,可以形成该温度下硫酸铜饱和溶液。根据溶质 CuSO4 的质量是 25 克,溶液质量是 125 克,便可计算出硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度。 [解]
质量百分比浓度
溶质质量
溶液质量
25克
×100%
×100%
100克 + 25克
= 20%
答:30℃时 CuSO4 饱和溶液的质量百分比浓度是 20%。
②已知饱和溶液的质量百分比浓度计算该温度下溶质的溶解度[例]在 30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是 20%,计算该温度下 CuSO4 的溶解度是多少克?
[分析]从 30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是 20%,可知当溶液质量为 100 克时,溶质质量为 20 克,则溶剂的质量为: 溶剂质量=溶液质量-溶质质量
=100 克-20 克=80 克
知道了饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可计算出 30℃时 CuSO4 的溶解度。
[解]30℃时 CuSO4 的溶解度为:
溶质质量 溶剂质量
×100
20
100 - 20
×100 = 25(克)
答:30℃时 CuSO4 的溶解度是 25 克。
溶液析晶计算 正确运用溶解度和浓度概念,算出原溶液里溶质和溶剂 的质量;依据题给条件,找出析出晶体后溶液里的溶质与溶剂的质量关系; 把握住析晶后的溶液肯定是该物质在该温度下的饱和溶液。抓好以上三点, 对于各种条件下的溶液析晶计算,都可以用简单方法求出析出晶体的质量。
①饱和溶液降温析出晶体的计算
[例]已知 72℃时 KNO3 的溶解度为 140 克,18℃时 KNO3 的溶解度为 30 克。
现有 72℃饱和 KNO3 溶液 48 克,当冷却至 18℃时析出晶体多少克?
[分析]从 72℃KNO3 的溶解度是 140 克,可知在 100 克水中能溶解 KNO3140
克,按照溶剂质量与溶质质量之和等于溶液质量,可知在 240 克硝酸钾饱和 溶液中含有 KNO3140 克,当冷却至 18℃时,可以析出 KNO3(140-30)克,运 用正比例关系,就可计算出 72℃时 48 克 KNO3 饱和溶液冷却至 18℃时析出晶 体的质量。
[解]设 72℃时 48 克 KNO3 饱和溶液冷却至 18℃时析出晶体的质量为 x克。
溶液质量 析晶质量
100克 + 140克
48克
140克 - 30克
x
x=22 克 答:冷却至 18℃析出晶体 22 克。
②蒸发饱和溶液中水分析出晶体的计算
[例]已知 70℃时 NH4Cl 的溶解度是 60 克,若将 320 克 70℃的 NH4Cl 饱和溶液,加热蒸发 40 克水之后,再冷却至 70℃时,有多少克 NH4Cl 晶体析出?
[分析]在一定温度下,饱和溶液蒸发溶剂析出的晶体质量,就是被蒸发 的溶剂质量所能溶解溶质达于饱和时的质量。这样,只需运用溶剂质量与溶 质质量的关系,便可计算出蒸发水分析出的晶体的质量。
[解]设蒸发 40 克水析出 NH4Cl 晶体为 x 克
溶剂质量 溶质质量
100 克
40克
60克
x
x=24 克 答:蒸发 40 克水可析出 24 克 NH4Cl 晶体。
③不饱和溶液蒸发水分和降低温度的析晶计算
[例]今有 40℃时 250 克 20%KNO3 溶液,蒸发 150 克水,仍保持 40℃时可
析出 KNO3 多少克?若降温至 10℃时,又能析出 KNO3 多少克?
[分析]在 250 克 20%的 KNO3 溶液中,含有溶质 KNO3 的质量为:250 克×20%=50 克
含有溶剂的质量为:
250 克-50 克=200 克
从溶解度曲线查出 40℃KNO3 溶解度是 64 克,10℃KNO3 溶解度是 20 克,由此可知 40℃时 20%的 KNO3 溶液是不饱和溶液。对于不饱和溶液蒸发水分的析晶计算,要用原溶液里含有的溶质质量减去剩余水中溶解的溶质质量。
[解]在 250 克 20%的 KNO3 溶液中,含有溶质 KNO3 50 克,溶剂 200 克,
蒸发 150 克水后,溶液里剩余水的质量为:
200 克-150 克=50 克
50 克水在 40℃时可溶解 KNO3 为 x 克
溶剂质量
100克
50克
KNO3 质量
64克
x
在 40℃时可析出 KNO3 的质量为:
x=32 克
50 克-32 克=18 克 设继续降温至 10℃时,析出 KNO3 的质量为 y 克。
溶液质量 溶质质量
100克 + 64克
50克 + 32克
64克 - 20克
y
共析出 KNO3 的质量为:
y=22 克
18 克+22 克=40 克
答:250 克 20%KNO3 溶液蒸发 150 克水并冷却至 40℃析出 KNO318 克,继
续降温至 10℃时又析出 KNO322 克,共析出 KNO340 克。
④析出含水晶体的计算
[例]浓度为 15%的硫酸铜溶液 500 克,在加热蒸发 300 克并冷却至 20℃ 时,可析出蓝矾晶体(CuSO4·5H2O)多少克?(在 20℃时 CuSO4 的溶解度是
20 克)
[分析]本题硫酸铜溶液中的溶质是 CuSO4,析出的晶体是 CuSO4·5H2O。
计算析晶后溶液里含有的溶质质量时,要先把析出的含水晶体 CuSO4·5H2O的质量,换算为无水晶体 CuSO4 的质量,再用原溶液里总溶质质量减去换算为无水晶体 CuSO4 的质量;在计算析晶后溶液里含有的水的质量时,又要减去析出含水晶体 CuSO4·5H2O 带走的结晶水的质量。
[解]原硫酸铜溶液里含有的溶质 CuSO4 的质量是:500 克×15%=75 克
含有的溶剂 H2O 的质量是:
500 克-75 克=425 克
当蒸发 300 克水并冷却至 20℃析出 CuSO4·5H2O 的质量为 x 克时,析晶
后溶液中的溶质 CuSO4 的质量是:
160
75克 x· 克
250
析出 x 克 CuSO4·5H2O 后溶液中水的质量是:
90
425克 - 300 克 - x· 克
250
依据析出 x 克 CuSO4·5H2O 后的溶液是该温度下的饱和溶液,可列出如下比例关系
溶质: 溶剂:
160
75克
x· 克
250
90
425克
300克
x· 克
250
20克
100克
x=88 克
答:可析出 CuSO4·5H2O 88 克。
根据化学方程式计算有关反应物或生成物的质量 化学方程式可以 表示在该化学反应中,各反应物与生成物间的质量关系,是进行化学计算的 依据。根据化学方程式的计算,一般按以下三步进行:第一步 认真审题,依据题意写出正确的化学方程式。
第二步 深入析题,充分认清已知条件和未知求问,找出已知条件和未知 求问间的联系,并写在化学方程式有关物质化学式的下方。
第三步 根据化学方程式各物质的质量关系,列出比例式,具体完成该题的计算。应该做到解题要有根据,解法要规范,书写要工整,答案要确切。
①计算反应物或生成物的质量 [例]由红磷燃烧制取五氧化二磷,现有红磷 0.62 克,若充分反应可制取五氧化二磷多少克?需耗用标准状况下的氧气体积为多少升?(标准状况下氧气的密度是 1.429 克/升) [分析]化学方程式所表示的是各物质的质量关系4P+5O22P2O5
4×31 克 5×32 克 2×142 克 依据红磷完全燃烧的化学方程式,可知 124 克红磷完全燃烧需耗用氧气 160 克,生成五氧化二磷 284 克。题目给出红磷质量是 0.62 克,用正比例关系, 可以计算出生成五氧化二磷的质量和耗用氧气的质量。
[解]设 0.62 克红磷完全燃烧生成 x 克五氧化二磷,耗用 y 克氧气。
4P+5O22P2O5
4×31克
0.62克
5×32克
y
2×142 克
x
x=1.42 克
y=0.80 克
0.80 克氧气在标准状况下占有的体积为:
0.80克
1.429克 / 升
= 0.56升
答:0.62 克红磷完全燃烧需耗用标准状况下氧气 0.56 升,生成五氧化 二磷 1.42 克。
②计算物质的纯度
[例]含有铁锈(主要成分是 Fe2O3)的铁粉质量为 7.0 克,跟足量稀盐酸充分反应后,生成氢气 0.2 克,计算该铁粉的纯度。 [分析]铁粉跟稀盐酸发生置换反应,生成氯化亚铁和氢气Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
根据生成 H2 的质量可以计算出 Fe 的质量,再用 Fe 的质量除以不纯铁粉的质量,乘以 100%,便可得出该铁粉的纯度。 [解]设该铁粉中含 Fe 为 x 克Fe+2HCl=H2↑+FeCl2
56克
x
2 克
= 0.2 克
该铁粉的纯度为:
5.6 克
7.0克
x=5.6 克
×100% = 80.0%
答:该铁粉的纯度为 80%。
根据化学方程式计算反应物或生成物的质量百分比浓度 这种计算 的特点是把质量百分比浓度与化学方程式的计算结合起来。进行这种类型的 计算,先要依据化学方程式,计算出反应物或生成物的质量;再分别除以各 自溶液的质量,就可以计算出反应物或生成物的质量百分比浓度。
[例]含有 Al2O3 的 Al 粉 3 克,已知 Al 的百分含量为 90%,该铝粉跟质量为 100 克的稀硫酸恰好反应完全,计算稀硫酸的质量百分比浓度是多少?所 得 Al2(SO4)3 溶液的质量百分比浓度是多少?
[分析]把含有 Al2O3 的 Al 粉放入稀硫酸中,发生的化学反应是:
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
在 3 克铝粉(内含 Al2O3)中含有铝(Al)的质量为:3 克×90%=2.7 克 含有三氧化二铝(Al2O3)的质量为:3 克×(1-90%)=0.3 克
跟 2.7 克 Al 反应的 H2SO4 与跟 0.3 克 Al2O3 反应的 H2SO4 的质量之和,是稀
H2SO4 中的溶质质量,据此可以计算出稀硫酸的质量百分比浓度。
2.7 克 Al 跟 H2SO4 反应生成的 Al2(SO4)3 与 0.3 克 Al2O3 跟 H2SO4 反应生成的 Al2(SO4)3 的质量之和,是 Al2(SO4)3 溶液中 Al2(SO4)3 溶质的质量,据此
可以计算出所得 Al2(SO4)3 溶液的质量百分比浓度。
[解]设跟 2.7 克 Al 反应的 H2SO4 为 x1 克,生成 Al2(SO4)3 y1 克,产生 H2z1
克;跟 0.3 克 Al2O3 反应的 H2SO4 为 x2 克,生成 Al2(SO4)3 y2 克,生成水 z2
克。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2×27克
2.7克
3×98克
x1
342克
=
y1
3×2克
z1
x1=14.7 克
y1=17.1 克
z1=0.3 克
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
102克
0.3克
3×98克
x2
342克
y2
3×18克
z2
稀硫酸的质量百分比浓度为:
x2=0.86 克
y2=1.01 克
z2=0.16 克
14.7克 + 0.86 克
100克
生成 Al2(SO4)3 的质量为:
×100% = 15.56%