应用质量守恒定律的优化措施

【课标要点】

1.认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。

2.能正确书写简单的化学方程式，并进行简单的计算。

3.认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。

【梳理归纳】

1.化学方程式表达了参加反应的各物质之间质与量的变化关系

质的变化是指有哪些物质参加化学反应，生成了哪些新物质；量的变化是指反应物与生成物之间的分子数以及质量等的变化关系。

2.根据化学方程式的计算，一般按下列四个步骤进行

（1）正确写出反应的化学方程式（注意配平）；

（2）计算出有关物质的相对分子质量，并分别写在化学方程式中有关化学式的下面，如果有关化学式的前面有化学计量数，必须用这个化学计量数去乘该物质的相对分子质量；

（3）把已知量和待求量（用x表示）分别写在相应物质化学式的下面，并把有关的四个量列成比例式，求出未知数；

（4）简明地写出答案。

3.有关化学方程式的计算是化学计算中既普遍又重要的一种计算

计算的依据是化学方程式，而相对分子质量或相对分子质量总和又是有关化学方程式计算的基础。解题时要注意严格按照一定的解题格式；要注意配平化学方程式，那么已知物质、待求物质相应的相对分子质量或相对分子质量总和之比才能正确；要注意列入比例式的物质的质量必须是纯物质的质量。若是不纯的质量，必须换算成纯的质量，方可计算。

【案例分析】

1.反应物、生成物为纯净物的计算

例1 用电解水的方法制取96g氧气，需要消耗水的质量是多少？

分析 根据化学方程式计算，注意解题格式要规范。

解 设需要消耗的水的质量为x。

答：需要消耗的水的质量为108g。

2.反应物或生成物为不纯物的计算

例2 2004年4月16日，某厂发生氯气（Cl2）泄漏事故，消防特勤队立即向事故中心上空喷洒氢氧化钠溶液吸收氯气（反应原理：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O）。若所用氢氧化钠溶液的质量分数为10%。试计算，吸收14.2kg氯气，理论上至少需要消耗10%的氢氧化钠溶液多少千克？（相对原子质量：H—1、O—16、Na—23、Cl—35.5）

分析 可先求出需纯净的氢氧化钠的质量，再换算成10%的氢氧化钠溶液的质量；也可直接用表示纯净物质的代数式列入方程进行计算，但设未知数时含义要叙述清楚。

解 设需纯净的氢氧化钠的质量为x。

因此需10%的氢氧化钠溶液的质量为

答：需要氢氧化钠溶液的质量为160kg。

3.混合物内各物质含量的计算

例3 某兴趣小组同学在一份资料中了解到：铜有CuO和Cu2O（红色）两种常见的氧化物。因为Cu和Cu2O均为红色，故他们猜测，在H2还原CuO所得的红色产物中可能含有Cu2O。

（1）该小组同学准确称取了8.0g黑色CuO粉末放入大试管中，不断通入足量的H2，在加热条件下进行还原，如果产物只有Cu，其质量应为__________。

（2）该小组在H2还原CuO时，当发现8g黑色CuO粉末全部转变成红色时，停止加热，冷却后称得固体质量为6.8g。此红色固体中氧元素的质量为___________，以此推得Cu2O的质量为__________。

（3）将（2）中所得的6.8g固体放入烧杯中，加入48g过量稀盐酸（Cu2O与稀盐酸的反应为：Cu2O+2HCl===CuCl2+Cu+H2O），充分搅拌，除有红色固体外，还发现溶液变蓝。试计算此蓝色溶液中CuCl2的质量分数。

解 （1）设生成Cu的质量为x。

答：生成Cu的质量为6.4g。

（2）因为冷却后固体质量为6.8g＞6.4g，因此产物为Cu与Cu2O的混合物，根据铜元素质量守恒，6.8g混合物中氧元素质量为6.8g-6.4g=0.4g。

设Cu2O质量为y。

答：Cu2O质量为3.6g。

（3）设反应后CuCl2的质量为z，Cu的质量为a。(www.xing528.com)

解得 z=3.375g a=1.6g

答：反应后溶液中CuCl2的质量分数为6.75%。

【基础检测】

（一）选择题（单项选择）

1.在的反应中，反应前后肯定发生变化的是（　）。

A.元素的种类　　B.各元素的化合价

C.物质的质量总和　　D.各种原子的数目

2.下列有关实验的叙述中，错误的是（　）。

A.暴露在空气中的白磷，在自燃前后磷元素质量是相同的

B.稀硫酸质量为ag，氢氧化钠溶液质量为bg，混合后溶液总质量为（a+b）g

C.锌和稀硫酸反应后，溶液总质量增加

D.氢气还原氧化铜的实验中，反应前后固体质量不变

3.用酸性高锰酸钾溶液可以测定室内空气的污染物甲醛的含量是否超标。相关反应的化学方程式是4KMnO4+5CH2O+6H2SO4===2K2SO4+4MnSO4+5X+11H2O，其中X的化学式为（　）。

A.CO　　B.CO2　　C.H2CO3　　D.K2CO3

4.燃煤锅炉尾气中含有较多的SO2，用石灰水吸收SO2后生成的CaSO3和CaSO4可用于化工生产。若这两种物质的混合物中钙元素的质量分数为30%，则其中含CaSO4的质量分数为（　）。

A.46%　　B.51%　　C.56%　　D.85%

5.常用燃烧法测定有机物的组成，现取3.2g某有机物在足量氧气中充分燃烧，生成4.4gCO2和3.6g H2O，则该有机物中（相对原子质量：H—1、C—12、O—16）（　）。

A.一定含有C、H两种元素，可能含有O元素

B.一定含有C、H、O三种元素

C.一定含有C、O两种元素，可能含有H元素

D.只含有C、H两种元素，不含O元素

（二）填空题

6.将高锰酸钾加热后，固体混合物中氧元素的质量和原来相比___________，锰元素所占的质量分数和原来相比__________。（均填“增大”“减小”或“不变”）

7.现有CO和CO2的混合气体20g，其中氧元素的质量分数为64%，先使该混合气体通过足量灼热的氧化铁，再通过足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量为__________g（假设每步均完全反应）。

8.不纯的NaCl样品中可能含有KCl、MgCl2、NaNO3中的一种或几种。称取11.7g样品加到水中，得到无色溶液；向其中滴加过量的AgNO3溶液，得到28.7g白色沉淀。则NaCl样品的可能组成有哪些？（有几种情况就填几种，不一定填满四种情况）

第一种情况：NaCl、______________________________；

第二种情况：NaCl、_______________________________；

第三种情况：NaCl、______________________________；

第四种情况：NaCl、_______________________________。

（三）计算题

9.三硝酸甘油酯［C3H5（ONO2）3］是一种炸药，撞击后会发生爆炸，反应的化学方程式为4C3H5（ONO2）3===wN2+xCO2+yH2O+zO2，则化学计量数x、y之和为_________。

10.我国铁矿石资源比较丰富，某钢铁厂用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？

11.“过碳酸钠”极易分解，得到碳酸钠、水和氧气，其反应方程式可表示为

请通过计算说明：

①若“过碳酸钠”分解产生氧气12g，则同时产生碳酸钠的质量是多少？

②若将上述产生的碳酸钠全部配制成溶质质量分数为10.6%的溶液，需加水的质量是多少？