4.过量计算
(1)过量计算中过量判断判断的方法:①比例法:将反应物的已知量与化学方程式中的关系量相比,比值大者即为过量的反应物,然后根据不过量的那种反应物的量来计算。②极值法:常用于某混合物与一种物质反应,如一定质量碳酸钠和碳酸氢钠混合物与一定量盐酸反应,或一定体积甲烷、氢气、乙烷混合气与一定体积氧气反应,判断的方法为假设混合物为全为消耗另一反应物最多或最少的一种物质,看能否完全反应,判断出该反应物一定过量过一定不足,从而选择适当的物质进行计算。
(2)过量计算的几种类型:
①常规题型:若已知两个反应物的量,应先过量判断,再根据不足量进行计算。②多种反应物混合型:若反应物有三种或三种以上,过量判断时,需判断有哪两种或两种以上的物质过量。③反应物总量确定型:反应物未全部消耗(即肯定有物质过量),需讨论何者反应物过量。④反应物用量不确定型:在有些物质之间进行的化学反应,由于反应物相对用量不同而会导致产物不同, 往往借助数轴、极值法等来讨论。⑤金属与酸或碱反应(天平问题)的过量计算:“天平问题”一般涉及两种类型的计算:过量计算和差量计算。
[典型例析]
例1:2005年国家质检总局铝合金抽检合格率约为90%。已知国家行业标准中铸造铝合金的各成分的质量分数为:Si-4.5%-5.5%,Cu-1.0%-1.5%,Mg-0.4%-0.6%,其余为Al。现对某品牌的铸造铝合金中所含的四种成分作如下的实验检测:①称取18.0g铸造铝合金样品,分成等质量的A、B两份。向A份加入足量NaOH溶液,B份加入足量的稀盐酸。②待两份反应物都充分反应之后,称得滤渣质量相差0.512g,收集得到的两份气体的体积相差851.2mL(标准状况下)。试回答下列问题:
(1)样品中Si和Mg的物质的量分别是多少。
(2)通过计算判断该品牌的铸造铝合金是否为合格产品。
变式训练:
将一定质量的K2SO4、(NH4)2SO4、NH4HCO3 的固体混合物加入到100mL 0.5mol/L的Ba(OH)2溶液中,共热使之充分反应,NH3全部逸出,同时生成沉淀8.6g。在所得固液混合物中加100 mL 0.9 mol/L的盐酸,沉淀部分溶解,同时生成448 mL CO2 气体(标准状况)。剩余盐酸用50mL 0.2 mol/L的NaOH溶液恰好中和。求原混合物中各物质的物质的量。
例2:某天然碱(纯净物)可看做由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液 30 mL,产生CO2体积(标准状况)如下表:
|
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Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
Ⅳ |
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盐酸溶液的体积/mL |
30 |
30 |
30 |
30 |
|
样品的质量/g |
3.32 |
4.15 |
5.81 |
7.47 |
|
二氧化碳的体积/mL |
672 |
840 |
896 |
672 |
(1)由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比,可以推测用2.49 g样品进行同样的实验时,产生CO2
mL(标准状况)。
(2)另取3.32 g天然碱样品于300℃加热分解至完全(300℃时Na2CO3不分解),产生CO2 112 mL(标准状况)和水0.45 g,计算并确定该天然碱的化学式。
(3)已知Na2CO3和HCl(aq)的反应分下列两步进行:
Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O,由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCl(aq)的浓度为 mol·L-1。
(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式,讨论并确定上述实验中CO2(标准状况)体积V(mL)与样品质量W(g)之间的关系式。
变式训练:
实验证明,C还原CuO时既可能生成Cu,也可能生成Cu2O,即使在C过量时,实验中CuO也可能部分未被还原。为了测定某次实验产物的组成,取1.2 g C跟8.0 g CuO混合,加热后将反应生成的气体通过足量的澄清石灰水。一段时间后停止加热,共收集到560 mL气体(已经折算成标准状况),测得沉淀的质量为2.5 g。则:
(1)上述实验中C (填“完全”或“不完全”)参加反应,实验中收集到的气体是______(填写化学式),产生这种气体的化学方程式为 。
(2)反应后得到的固体混合物总质量为 ,其中含氧化合物 的物质的量为 。
(3)被还原生成Cu2O的CuO占总CuO的物质的量分数为x,试通过 计算求出反应中生成Cu的质量[m(Cu)]与x的关系。
(4)请在右图中画出m随x变化的图像。
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