【備戰(zhàn)】高考化學(xué)沖刺押題解題方法薈萃系列 專題01 關(guān)系式法

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1、 專題01 關(guān)系式法 【母題1★★★】為測(cè)定某石灰石中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取W g石灰石樣品，加入過(guò)量的濃度為6 mol/L的鹽酸，使它完全溶解，加熱煮沸，除去溶解的CO2，再加入足量的草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，則析出草酸鈣沉淀，離子方程式為：C2O+Ca2+=CaC2O4↓，過(guò)濾出CaC2O4后，用稀硫酸溶解：CaC2O4+H2SO4=H2C2O4 +CaSO4，再用蒸餾水稀釋溶液至V0 mL。取出V1 mL用a mol/L的KMnO4酸性溶液滴定，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，若滴定終點(diǎn)

2、時(shí)消耗a mol/L的KMnO4 V2 mL，計(jì)算樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 【分析】本題涉及到化學(xué)方程式或離子方程式為： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ C2O+Ca2+=CaC2O4↓ CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4 2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 【解答】由方程式可以得出相應(yīng)的關(guān)系式： 5CaCO3——5Ca2+——5CaC2O4——5H2C2O4——2MnO－4 5 2 n1(CaCO3)

3、 aV210-3 mol n1(CaCO3) = 2.5 aV210-3 mol 樣品中：n(CaCO3) = 2.5 aV210-3 mol 則：ω(CaCO3) = 【點(diǎn)撥】對(duì)于多步反應(yīng)，可根據(jù)各種的關(guān)系(主要是化學(xué)方程式、守恒等)，列出對(duì)應(yīng)的關(guān)系式，快速地在要求的物質(zhì)的數(shù)量與題目給出物質(zhì)的數(shù)量之間建立定量關(guān)系，從而免除了涉及中間過(guò)程的大量運(yùn)算，不但節(jié)約了運(yùn)算時(shí)間，還避免了運(yùn)算出錯(cuò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，是最經(jīng)常使用的方法之一。 【解題錦囊】實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過(guò)若干步反應(yīng)；測(cè)

4、定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過(guò)若干步中間過(guò)程。對(duì)于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解的方法，稱為“關(guān)系式”法。 關(guān)系式法常常應(yīng)用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)。在多步反應(yīng)中，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物，即是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物。根據(jù)化學(xué)方程式，每一步反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物之間有一定的量的關(guān)系，即物質(zhì)的量之比是一定的。所以，可以利用某中間物質(zhì)作為“中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系。它是化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法之一，利用關(guān)系式法可以將多步計(jì)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算，免去逐步計(jì)算中的麻煩，簡(jiǎn)化解題步驟，減少運(yùn)算量，且計(jì)算結(jié)果不易出錯(cuò)，準(zhǔn)確率高。

5、 用關(guān)系式法解題的關(guān)鍵是建立關(guān)系式，而建立關(guān)系式一般途徑是： (1) 利用化學(xué)方程式之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)間的關(guān)系建立關(guān)系式； (2) 利用化學(xué)方程式的加合建立關(guān)系式； (3) 利用微粒守恒建立關(guān)系式。 【衍生1★★★】用CO還原10.0 g某磁鐵礦石樣品(所含的雜質(zhì)不參加反應(yīng))，生成的CO2再跟過(guò)量的石灰水反應(yīng)，得到12.8 g沉淀。求磁鐵礦石中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 【解析】本題發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有： Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 可以用CO2作為“中介”得出下列關(guān)系：Fe3O4—

6、—4 CO2——4 CaCO3，即：Fe3O4——4 CaCO3。然后利用兩者之間的質(zhì)量關(guān)系或物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。 在進(jìn)行多步反應(yīng)的計(jì)算時(shí)，一般的解題步驟為：(1)寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式；(2)根據(jù)化學(xué)方程式找出作為中介的物質(zhì)，并確定已知物質(zhì)、中介物質(zhì)、所求物質(zhì)之間的量(質(zhì)量或物質(zhì)的量或相同條件下氣體的體積)的關(guān)系；(3)確定已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系；(4)根據(jù)所確定的已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計(jì)算。 【答案】本題發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有： Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 根據(jù)化學(xué)方程式，找出關(guān)

7、系式： Fe3O4 —— 4 CaCO3 232 400 m(Fe3O4) 12.8 g m(Fe3O4) ＝ ＝ 7.42 g ω(Fe3O4) ＝ ＝ 74.2% 答：該磁鐵礦石中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74.2%。 【點(diǎn)撥】尋找關(guān)系式的方法是： （1）對(duì)于獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng)，可以通過(guò)化學(xué)方程式，或反應(yīng)中某原子、離子守恒，找 出它們物質(zhì)的量之間的關(guān)系，然后進(jìn)行計(jì)算。 （2）對(duì)于連續(xù)發(fā)生的多步化學(xué)反應(yīng)，可以根據(jù)前后某元素的原子、離子的數(shù)量不變 找到關(guān)系式（假定反應(yīng)過(guò)程中它沒(méi)有損失），不過(guò)象氨氧化法制硝酸的中間反應(yīng)，雖然有氮原子損失，

8、但對(duì)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，由于NO的循環(huán)利用，故仍可認(rèn)為有如下關(guān)系式：NH3～HNO3 ，否則應(yīng)由多個(gè)化學(xué)反應(yīng)找出關(guān)系式。 【衍生2★★★】一定量的鐵粉和9克硫粉混合加熱，待其反應(yīng)后再加入過(guò)量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集得9克水，求加入的鐵粉質(zhì)量為（　?。? A.14g　 B.42g　 C.56g　 D.28g 【解析】根據(jù)各步反應(yīng)的定量關(guān)系，可列出關(guān)系式： Fe → FeS(鐵守恒) → H2S(硫守恒) → H2O(氫守恒)（1） Fe → H2(化學(xué)方程式) → H2O(氫定恒)………… （2） Fe ～ H2O 56 18 Xg 9g 56

9、∶xg = 18∶9g x = 28g 即應(yīng)有鐵為28克。 【答案】D 【點(diǎn)撥】注意Fe → FeS(鐵守恒) → H2S(硫守恒) → H2O(氫守恒)，在關(guān)系式中的應(yīng)用。 【衍生3★★】200噸含硫40%的黃鐵礦，用接觸法可以制得95%的硫酸（不考慮中間過(guò)程的損耗）的質(zhì)量為（ ） A.257.5噸 B.277.5噸 C.225.5噸 D.300.5噸 【解析】根據(jù)反應(yīng)前后硫原子數(shù)不變，可得關(guān)系式：2S～FeS2～2H2SO4 　 即:S ～ 　H2SO4 32 98 200t40% 95%x　 32∶98 = 20040%

10、∶95%x x = 257.5t 【答案】A 【點(diǎn)撥】注意硫元素守恒，在關(guān)系式中的應(yīng)用。 【衍生4★★★】在O2氣中灼燒0.44g S和Fe組成的化合物，使其中的S全部轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，把這些SO2全部氧化轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4。這些H2SO4可以用20mL 0.50molL-1NaOH溶液完全中和。則原化合物中S的百分含量為 （ ） A．18% B．46% C．53% D．36% 【解析】解：全部反應(yīng)過(guò)程中，各物質(zhì)的量的關(guān)系可用下式表示： S→SO2→SO3→H2SO4→2NaOH 32g　　　　　　　　　2mol x　　　　　　(0.020.5)mol x

11、=0.16g 【答案】D 【點(diǎn)撥】關(guān)注S→SO2→SO3→H2SO4硫元素守恒，根據(jù)酸堿中和求出與NaOH的關(guān)系。 【衍生5★★★】用黃鐵礦可以制取 H2SO4，再用 H2SO4 可以制取化肥(NH4)2SO4。煅燒含 FeS2 80.2% 的黃鐵礦 75.0 t，最終生產(chǎn)出 79.2 t(NH4)2SO4。已知 NH3 的利用率為 92.6%，H2SO4 的利用率為 89.8%，試求黃鐵礦制取 H2SO4 時(shí)的損失率為（ ） A. 23.8% B. 33.4% C. 35.6% D. 63.8% 【解析】首先須搞清 H2SO4 的利用率與 FeS2 利

12、用率的關(guān)系。H2SO4 的利用率為 89.8%，與 H2SO4 的利用率是 100%、FeS2 的利用率為 89.8% 是等價(jià)的。并排除 NH3 利用率的干擾作用。其次，根據(jù) S 原子守恒找出已知量 FeS2 與未知量(NH4)2SO4的關(guān)系(設(shè)黃鐵礦的利用率為x)： FeS2 ~ 2H2SO4 ~ 2(NH4)2SO4 120 264 75.0 t80.2%89.8%x 79.2 t x=66.6% 黃鐵礦的損失率為：1.00－66.6%=33.4%。 4 用心 愛心 專心