初中化學(xué)計(jì)算題的解題方法有很多,如估算法、關(guān)系式法、差量法、討論法、守恒法、巧設(shè)數(shù)據(jù)法、十字交叉法等等。下面要談的是如何用“質(zhì)量守恒法”來(lái)解有關(guān)計(jì)算題的問(wèn)題?!百|(zhì)量守恒法”就是化學(xué)反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量等于反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量。用“質(zhì)量守恒法”解某些計(jì)算題要比用其他方法簡(jiǎn)單,不易出現(xiàn)錯(cuò)誤,提高做題的正確率。
例1:把一定質(zhì)量的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中,使二氧化碳恰好與氫氧化鈉完全反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)后碳酸鈉溶液的質(zhì)量為22.2g,若把溶液蒸干可得到5.3g純凈的無(wú)水碳酸鈉,求氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解析:(1)氫氧化鈉的質(zhì)量可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算。(2)氫氧化鈉溶液的質(zhì)量可用“質(zhì)量守恒法”計(jì)算,即參加反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量之和等于碳酸鈉溶液的質(zhì)量;氫氧化鈉溶液的質(zhì)量等于碳酸鈉溶液的質(zhì)量減去參加反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量。
解題過(guò)程如下。解:設(shè)氫氧化鈉的質(zhì)量為x,參加反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量為y: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
80 44 106
X y 5.3g
則80:106=x:5.3g,x=4g;44:106=y:5.3g,y=2.2g。氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為:m NaOH溶液=22.2g-2.2g=20g,氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:NaOH%=■×100%=90.1%。答:氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.1%.
例2:(2012年,天津)純堿樣品中含有少量的氯化鈉,某同學(xué)為測(cè)定該純堿樣品中碳酸鈉的含量,他取該純堿樣品11g,全部溶解在100g水中,再加入150g氯化鋇溶液,恰好完全反應(yīng)。過(guò)濾得到19.7g沉淀(不考慮過(guò)濾過(guò)程中物質(zhì)質(zhì)量的損失)。請(qǐng)計(jì)算:(1)純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。(2)所加氯化鋇溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果保留到0.1%)。(3)反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解析:(1)純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)計(jì)算。(2)氯化鋇溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式先計(jì)算出氯化鋇質(zhì)量,再計(jì)算其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(3)反應(yīng)后所得溶液為氯化鈉溶液,要求其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),就要先求出氯化鈉的質(zhì)量,再根據(jù)“質(zhì)量守恒法”計(jì)算溶液的質(zhì)量,最后計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解題過(guò)程如下。解:設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x,氯化鋇的質(zhì)量為y,反應(yīng)后生成氯化鈉的質(zhì)量為z。
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
106 208 197 117
x y 19.7g z
則106:197=x:19.7g,x=10.6g;197:209=19.7g:y,y=20.8g;197:117
=19.7g:z,z=11.7g。所加氯化鋇溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為BaCl2%=■×100%=13.9%,反應(yīng)后所得氯化鈉溶液中氯化鈉的質(zhì)量為:mNaCl=11g-10.6g+11.7g=12.1g,氯化鈉溶液質(zhì)量為:mNaCl溶液=11g+100g+150g
-19.7g=241.3g,氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:NaCl%=■×100%=5%。答:純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g,所加氯化鋇溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.9%,反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。
(河南省濮陽(yáng)市油田第四中學(xué))