① 高一化学常用计算方法,比如说十字交叉法,差量法等等,都帮我详细讲解一下
一、差量法
在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:或。差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍。常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为14.8g。求混合物中碳酸钠的质量分数。
2.实验室用冷却结晶法提纯KNO3,先在100℃时将KNO3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO3。现欲制备500g较纯的KNO3,问在100℃时应将多少克KNO3溶解于多少克水中。(KNO3的溶解度100℃时为246g,30℃时为46g)
3.某金属元素R的氧化物相对分子质量为m,相同价态氯化物的相对分子质量为n,则金属元素R的化合价为多少?
4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为( )
(A)Al>Mg>Fe (B)Fe>Mg>Al (C)Mg>Al>Fe (D)Mg=Fe=Al
二、十字交叉法
凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除运算转化为加减运算,给计算带来很大的方便。
十字交叉法的表达式推导如下:设A、B表示十字交叉的两个分量,表示两个分量合成的平均量,xA、xB分别表示A和B占平均量的百分数,且xA+xB=1,则有:
A•xA+B•xB= (xA+xB) 化简得:
若把 放在十字交叉的中心,用A、B与其交叉相减,用二者差的绝对值相比即可得到上式。
十字交叉法应用非常广,但不是万能的,其适用范围如表4—2:
含 化学
义 量
类型 A、B
xA、xB
1 溶液中溶质
质量分数 混合溶液中溶质质量质量分数 质量分数
2 物质中某元素
质量分数 混合物中某
元素质量分数 质量分数
3 同位素相对
原子质量 元素相对
原子质量 同位素原子
百分组成
4 某物质相对
分子质量 混合物平均相对分子质量 物质的量分数
或体积分数
5 某物质分子
组成 混合物的平均
分子组成 物质的量分数
6 用于某些综合计算:如十字交叉法确定某些盐的组成、有机物的组成等
正确使用十字交叉法解题的关键在于:(1)正确选择两个分量和平均量;(2)明确所得比为谁与谁之比;(3)两种物质以什么为单位在比。尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时,用此法并不简单。
1. 现有50g 5%的CuSO4溶液,把其浓度增大一倍,可采用的方法有:(1)可将原溶液蒸发掉 g水;(2)可向原溶液中加入12.5% CuSO4溶液 g;(3)可向原溶液中加入胆矾 g;(4)可向原溶液中加入CuSO4白色粉末 g。
2 . 今有NH4NO3和CO(NH2)2混合化肥,现测得含氮质量分数为40%,则混合物中NH4NO3和CO(NH2)2的物质的量之比为( )
(A)4∶3 (B)1∶1 (C)3∶4 (D)2∶3
三、平均法
对于含有平均含义的定量或半定量习题,利用平均原理这一技巧性方法,可省去复杂的计算,迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处。平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用。解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的。原理如下:
若A>B,且符合 ,则必有A> >B,其中是A、B的相应平均值或式。xA•xB分别是A、B的份数。
常见的类型有:元素质量分数、相对原子质量、摩尔电子质量、双键数、化学组成等平均法。有时运用平均法也可讨论范围问题。
1. 某硝酸铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是( )
(A)CO(NH2)2和NH4HCO3 (B)NH4Cl和NH4HCO3
(C)NH4Cl和(NH4)2SO4 (D)(NH4)2SO4和NH4HCO3
2. 把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是( )
(A)氯化钠 (B)氯化铝 (C)氯化钾 (D)氯化钙
3. 某含杂质的CaCO3样品只可能含有下列括号中四种杂质中的两种。取10g该样品和足量盐酸反应,产生了2.24L标准状况下的CO2气体。则该样品中一定含有 杂质,可能含有 杂质。(杂质:KHCO3、MgCO3、K2CO3、SiO2)
4 .(1)碳酸氢铵在170℃时完全分解,生成的混和气体平均相对分子质量是 。
(2)某爆鸣气中H2和O2的质量分数分别为75%和25%,则该爆鸣气对氢气的相对密度是 。
(3)体积为1 L的干燥容器充入HCl气体后,测得容器中气体对氧气相对密度为1.082,用此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入容器中液体的体积是 。
附:平均摩尔质量( )的求法:
① m总—混和物叫质量 n总—混和物总物质的量
② =M1•n1%+M2•n2%+… M1、M2……各组分的摩尔质量,n1%、n2%……各组分的物质的量分数。(注: 如是元素的摩尔质量,则M1、M2……是各同位素的摩尔质量,n1%、n2%……是各同位素的原子分数(丰度)。)
③ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =M1•V1%+M2•V2%+…(注:V1%、V2%……气体体积分数。)
④ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =d•MA (注:MA为参照气体的摩尔质量,d为相对密度)
四、 守恒法
在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒(含原子守恒、元素守恒)、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。
a. 质量守恒
1 . 有0.4g铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )
A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5
2. 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(标况)氯气时,恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+,则该混合物中铁元素的质量分数为 ( )
A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%
b. 电荷守恒法
3. 将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为( )
A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L
4. 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL 1.8 mol•L-1盐酸溶液中,以20mL 0.9 mol•L-1的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为0.006 mol,求镁带的质量。
c. 得失电子守恒法
5 . 某稀硝酸溶液中,加入5.6g铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为( )
A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 3∶2
6. (1)0.5mol铜片与足量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗),测知其密度在标准状况下为2.5 g•L-1,其体积为 L。
(2)0.5mol铜片与一定量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗)在标准状况下的体积为17.92L,则参加反应的硝酸物质的量为 ;若将这些气体完全被水吸收,则应补充标准状况下的氧气体积为 L。(不考虑2NO2 N2O4反应)
7. 已知:2 Fe2++Br2 = 2 Fe3++2Br-,若向100mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L标准状况下的氯气,结果有三分之一的Br-离子被氧化成Br¬2单质,试求原FeBr2溶液的物质的量浓度。
五、极值法
“极值法”即 “极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
1. 常温下,向20L真空容器中通a mol H2S和b mol SO2(a、b都是正整数,且a≤5,b≤5),反应完全后,容器内可能达到的最大密度约是( )
(A)25.5 g•L-1 (B)14.4 g•L-1 (C)8 g•L-1 (D)5.1 g•L-1
2. 在标准状况下,将盛满NO、NO2、O2混合气的集气瓶,倒置于水槽中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度(C)数值大小范围为( )
(A) (B)
(C) (D)
3. 当用m mol Cu与一定量的浓HNO3反应,在标准状况下可生成nL的气体,则m与n的数值最可能的关系是( )
(A) (B) (C) (D)无法判断
4. 将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g
计算方法》详细答案:
一、1. 解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
2.分析 本例是涉及溶解度的一道计算题。解答本题应具备理解透彻的概念、找准实际的差量、完成简单的计算等三方面的能力。题中告知,在100℃和30℃时,100g水中分别最多溶解KNO3246g和46g,由于冷却时溶剂的质量未变,所以温度从100℃下降到30℃时,应析出晶体246g-46g=200g(溶解度之差)。由题意又知,在温度下降过程中溶质的析出量,据此可得到比例式,求解出溶剂水的质量。再根据水的质量从而求出配制成100℃饱和溶液时溶质KNO3的质量。
解 设所用水的质量为x,根据题意,可列下式:
解得:x=250g
又设100℃时饱和溶液用KNO3的质量为y,根据溶质与溶剂的对应关系,列式如下:
解得:y=615g
答 将615KNO3溶解于250g水中。
3. 解 若金属元素R的化合价为偶数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为、RClx。根据关系式 ~RClx,相对分子质量差值为 ,所以n-m=27.5x,。若金属元素R的化合价为奇数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为R2Ox、RClx。由关系式R2Ox~2RClx可知,相对分子质量的差值为2×35.5x-16x=55x,所以2n-m=55x,x= 。
答 金属元素R的化合价为 或 。
二、1.分析 本例是将稀溶液浓缩的一道填空题。若按通常方法,根据溶质守恒,列方程进行求解,则解题繁。若运用十字交叉法,运算简洁,思路流畅。但应处理好蒸发掉水,或加入CuSO4粉末时CuSO4的质量分数,前者可视为0,后者视为100%。
解 (1) (负号代表蒸发) 说明水蒸发掉的质量为原溶液质量的,即25g。
(2) 说明加入12.5% CuSO4溶液的质量为原溶液质量的2倍,即100g。
(3)胆矾中CuSO4的质量分数为
说明加入胆矾的质量为原溶液质量的 ,即 。
(4) 说明加入CuSO4的质量为原溶液质量的,即 。
答 25 100 4.63 2.78
2. 解 方法1:NH4NO3中N%= =35%,CO(NH2)2中N%= =46.7%
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为。
方法2:设混合物中NH4NO3的物质的量为1 mol,CO(NH2)2的物质的量为x。
根据题意,列式如下:
解得:x=1 mol
方法3:由于NH4NO3和CO(NH2)2分子中均含有2个N原子,根据混合物中N%=40%,可知该混合物的平均相对分子质量为。
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为1∶1。
答 本题正确选项为(B)。
三、1. 解 NH4NO3中氮的质量分数是,而CO(NH2)2、NH4Cl、NH4HCO3和(NH4)2SO4中氮的质量分数分别是46.7%、26.2%、17.7%和21.1%,其中只有(NH4)2SO4和NH4HCO3一组氮的质量分数都小于25%。
因此,该样品中混有的一组杂质一定不是(NH4)2SO4和NH4HCO3。
答 本题正确选项为(D)。
2. 解 若95mg全是MgCl2,则其反应后产生AgCl的质量为 g•mol-1
=287mg<300mg。
根据平均含义可推知:95mg杂质与足量AgNO3溶液反应生成AgCl的质量应大于300mg。这就要求杂质中Cl元素的质量分数比MgCl2中高才有可能。因此本题转换成比较Cl元素含量的高低。现将每种的化学式作如下变形:MgCl2、Na2Cl2、Al Cl2、K2Cl2、CaCl2。显然,金属式量低的,Cl元素含量高,因此,只有AlCl3才有可能成为杂质。
答 本题正确选项为(B)。
3.略
4. 解 (1)NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
根据质量守恒可知:n(NH4HCO3)•M(NH4HCO3)=n(混)• (混),故 (混)= 79
g•mol-1,即混和气体的平均相对分子质量为26.3。
(2)设爆鸣气100g,则H2的物质的量为100g×75%÷2g•mol-1=37.5mol,O2物质的量为100g×25%÷32g•mol-1=0.78mol。
故爆鸣气的平均摩尔质量为100g÷(37.5+0.78)mol=2.619g•mol-1,即对氢气的相对密度为2.619 g•mol-1÷2 g•mol-1=1.31。
(3)干燥容器中气体的平均相对分子质量为1.082×32=34.62,由34.62<36.5,故该气体应为HCl和空气的混和气体。
说明HCl与空气的体积比为5.62∶1.88=3∶1,即混和气体中HCl的体积为1L =0.75L。由于HCl气体极易溶于水,所以当喷泉结束后,进入容器中液体的体积即为HCl气体的体积0.75L。
答 (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. 解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,选B
2. 解析 铁的氧化物中含Fe和O两种元素,由题意,反应后,HCl中的H全在水中,O元素全部转化为水中的O,由关系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而铁最终全部转化为FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,则 ,选B。
3. 解析 粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42―并无损耗,根据电中性原则:n(SO42―)= n(Na+),则原硫酸的浓度为:2mol/L,故选C。
4. 分析 本例是镁及其化合物有关性质应用的一道计算题。本题涉及的反应较多,有2Mg+O2 2MgO,3Mg+N2 Mg3N2,MgO+2HCl = MgCl2+H2O,Mg3N2+8HCl = 3MgCl2+2NH4Cl,NaOH+HCl = NH4Cl等反应。若用常规方法审题和解题,则分析要求高,计算难度大,思维易混乱,很难正确解答本题。现运用图示法审题如下:
发现:MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液中,阴阳离子电荷浓度(或物质的量)相等即电荷守恒,再根据相关微粒的物质的量守恒,列出等式,从而一举突破,从容解答本题。
解 根据图示,对MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液分析,由电荷守恒得知:
式中:
解得: ,即
5. 解析 设Fe2+为xmol,Fe3+为ymol,则:
x+y= =0.1(Fe元素守恒)
2x+3y= (得失电子守恒)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。则x∶y=3∶2。故选D。
6. 解 (1)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是足量的浓硝酸,故还原产物只是NO2。理论上讲,0.5mol Cu可得1mol NO2气体。由于气体的密度在标准状况下为2.5g•L-1,即摩尔质量M= g•L-1 22.4 L•mol-1=56g•mol-1。显然,56g•mol-1大于M(NO2)(46 g•mol-1),因此,不能认为收集到的气体全是NO2,应考虑平衡2NO2 N2O4的存在。所以收集到的气体是NO2和N2O4的混合气体。根据质量守恒,混合气体的质量应等于1 mol NO2气体的质量即为46g,所以混和气体的体积为46g 2.5g•L-1=18.4L。
(2)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是一定量的浓HNO3,随着反应的进行,浓HNO3逐渐变成了稀HNO3,此时反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故收集到的气体应是NO和NO2的混合气体。无法得知NO和NO2各自的物质的量,但它们物质的量之和为17.92L 22.4 L•mol-1=0 .8mol。根据N元素守恒,参加反应的硝酸的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+
n(NO2)=2 0.5mol+0.8mol=1.8mol。
补充O2,NO和NO2被水吸收的化学方程式为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O = 4HNO3,从整个氧化还原过程来看,HNO3并没有参加反应,参加的只是Cu与O2。因此,根据电子守恒,可列下式:
解得:V=5.6L
答 (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 分析 本例是有关氧化还原反应的一道计算题,涉及氧化还原的选择性(即反应的先后顺序)、进程性(即氧化剂或还原剂的量控制着反应的进程)和整体性(即无论有几个氧化还原反应发生,始终存在氧化剂所得电子数等于还原剂所失电子数,或称电子守恒)。根据题意分析,可知Fe2+与Br-还原能力大小为Fe2+ >Br-。因此,在FeBr2溶液中通入Cl2时,首先发生:Cl2+2Fe2+ = 2Fe3++2Cl -,然后再发生:Cl2+2 Br- = Br2+2Cl -。根据Cl2用量控制反应进程,所以Fe2+和Br-失去电子数目应等于Cl2得到电子数目。据此守恒关系,列出等式,很易求解。
解 设FeBr2物质的量浓度为C,由电子守恒可知:
解得:C=1.2 mol•L-1
答 原FeBr2溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. 本题提供的思路是运用极限法来分析求解。因为M(SO2)>M(H2S),要达到最大密度,必然剩余SO2气体,且物质的量为最多,因此极端考虑,起始时,SO2物质的量取最大(5mol),H2S物质的量取最小(1 mol),故反应后剩余SO2为 ,密度为 。所以(B)选项为本题正确答案。
答 本题正确选项为(B)。
2. (B) 3.略
4. 解析本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g,金属实际质量应在2.25g ~8.125g之间。故答案为B、C。
六、1. 解析 根据化学方程式,可以找出下列关系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4,本题从FeS2制H2SO4,是同种元素转化的多步反应,即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。得关系式FeS2~2H2SO4。过程中的损耗认作第一步反应中的损耗,得可制得98%硫酸的质量是 =3.36 。
七、1. 解析 CO和H2都有两步反应方程式,量也没有确定,因此逐步计算比较繁。Na2O2足量,两种气体完全反应,所以将每一种气体的两步反应合并可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的气体完全转移到最后的固体中,固体质量当然增加2.1g。选A。此题由于CO和H2的量没有确定,两个合并反应不能再合并!
八、1. 解析 变化主要过程为:
由题意得:Fe2O3与合金的质量相等,而铁全部转化为Fe2O3,故合金中Al的质量即为Fe2O3中氧元素的质量,则可得合金中铝的质量分数即为Fe2O3中氧的质量分数,O%= ×100%=30%,选B。
九、1. 解析 。由题意,生成0.5mol H2,金属失去的电子即为1mol,即合金的平均摩尔电子质量为10g/mol,镁、铝、铁、锌的摩尔电子质量分别为:12、9、28、32.5(单位:g/mol),由平均值可知,混合物中一种金属的摩尔电子质量小于10g/mol,另一种大于10g/mol。故选A、C
十、1. 分析 本例是一道结合讨论分析的天平平衡题,考查了在化学解题过程中的有序思维和问题解决的完整性。反应后天平仍然平衡,说明天平左右两端加入金属的质量与放出氢气的质量数差值应相等。但不知镁粉、铝粉与盐酸的量相对大小,所以必须通过讨论判断谁过量,从而以另一方计算产生H2的质量。因此如何判断谁过量是解决本题的关键,另外,还需时刻注意调整a的取值范围(由b的取值范围及a和b的关系确定),才能得到本题完整解答,这一点在解题过程中是被常疏忽的。
解 根据题意,题中发生的两个反应为:
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
若盐酸完全反应,所需Mg粉质量为 ,所需铝粉质量为 。
(1)当a≥12g,b≥9g,即盐酸适量或不足,产生H2的质量应以HCl的量计算,因HCl的量是一定的,故产生H2的质量相等,要使天平平衡,即要求金属的质量相等,所以a=b,此时b的范围必须调整为b≥12g。
(2)当a<12g,b<9g,即Mg、Al不足,应以其计算产生H2的量。要使天平平衡,即要有:,解得: ,此时a的范围必须调整为a<8.7g。
(3)当a<12g,b≥9g,即Mg不足,应以Mg算;Al过量或适量,以HCl算。要使天平平衡,必须满足:
,解得: ,据(1)、(2)调整a的范围为8.7g≤a<12g。
答 (1)当a≥12g时,a=b;(2)当8.7g<a<12g时,;(3)当0<a<8.7g时, 。
《常见化学计算方法》答案
一、1. 20% 2. 将615KNO3溶解于250g水中 3. R的化合价为 或。
4. 解:设Mg、Al、Fe的质量分别为x、y、z,故三者反应结束后,溶液质量增加为 x、 y、 z且相等,故有:,所以y>x>z。
5. 解 (1)水参加反应的质量为0.9g,则Na2CO3的质量为,NaHCO3的质量为9.5-5.3g=4.2g。(2)碱石灰中CaO的质量为,NaOH的质量为9.6g-5.6g=4.0g。 6. 原混和物中CuSO4和Fe的质量分别为8.0g,4.8g。
二、1. 答 25 100 4.63 2.78 2. B
3.(1)等体积混和后,所得溶液质量分数应大于10x%。
(2) %的氨水物质的量浓度应大于 mol•L-1。
4. 该产物中Na2O的物质的量分数为20%。
5. n(Na2CO3)= 0.8 mol=0.2 mol,n(NaHCO3)= 0.8 mol=0.6 mol。
三、1. D 2.B 3.略
4. (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. B 2. B 3. C
4. ,即 5. D
6. (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 原FeBr2溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. B 2. B 3.略 4. B C
② 十字交叉法解化学计算题
十字交叉法的介绍 十字交叉法可用于溶液浓度的计算,例如溶液的稀释、浓缩或混合等计算题。使用此法,使解题过程简便、快速、正确。下面通过例题介绍十字交叉法的原理。 同一物质的甲、乙两溶液的百分比浓度分别为a%、b%(a%>b%),现用这两种溶液配制百分比浓度为c%的溶液。问取这两种溶液的质量比应是多少? 同一物质的溶液,配制前后溶质的质量相等,利用这一原理可列式求解。 设甲、乙两溶液各取m1、m2克,两溶液混合后的溶液质量是(m1 m2)。列式m 1a% m2b%=(m1 m2)c%把此式整理得:m1m2=c-ba-c,m1m2就是所取甲、乙两溶液的质量比。 为了便于记忆和运算,若用C浓代替a,C稀代替b,C混代替C,m浓代替m1,m 稀代替m2,把上式写成十字交叉法的一般形式,图示如下: 图示中m浓m稀就是所求的甲、乙两溶液的质量比。 这种运算方法,叫十字交叉法。在运用十字交叉法进行计算时要注意,斜找差数,横看结果。
求采纳
③ 十字交叉法
摘要
十字交叉法 (注:只适用于由两种物质构成的混合物 M甲:甲物质的摩尔质量 M乙:乙物质的摩尔质量 M混:甲乙所构成的混合物的摩尔质量 n:物质的量,M乙<M混<M甲)
据:
甲:M甲 M混-M乙
M混
乙:M乙 M甲-M混
得出:
n甲:n乙=(M混-M乙):(M甲-M混)
{M甲 M混 M乙 必须是同一性质的量 (即要是摩尔质量,必都是摩尔质量,要是式量,必都是式量) X 、Y 与 M 之间关系:X 、Y 与 M 之间可在化学反应式中相互算出来 (如:在化学反应式中,物质的量 n 和 反应中的热量变化 Q 之间可相互算出,则 Q 之比【Q甲/Q乙】= (n混—n乙)/(n甲—n混)【n乙<n混<n甲】,n 之比【n甲/n乙】=(Q混—Q乙)/(Q甲—Q混)【Q乙<Q混<Q甲】) }
编辑摘要
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1十字交叉相乘法
2十字交叉相比法
3十字交叉消去法
4应用
编辑本段|回到顶部十字交叉相乘法 这是利用化合价书写物质化学式的方法,它适用于两种元素或两种基团组成的化合物。其根据的原理是化合价法则:正价总数与负价总数的代数和为0或正价总数与负价总数的绝对值相等。现以下例看其操作步骤。
编辑本段|回到顶部十字交叉相比法 我们常说的十字交叉法实际上是十字交叉相比法,它是一种图示方法。十字交叉图示法实际上是代替求和公式的一种简捷算法,它特别适合于两总量、两关系的混合物的计算(即2—2型混合物计算),用来计算混合物中两种组成成分的比值。
编辑本段|回到顶部十字交叉消去法 十字交叉消去法简称为十字消去法,它是一类离子推断题的解法,采用“十字消去”可缩小未知物质的范围,以便于利用题给条件确定物质,找出正确答案。
其实十字交叉法就是解二元一次方程的简便形式 如果实在不习惯就可以例方程解 但我还是给你说说嘛 像A的密度为10 B的密度为8 它们的混合物密度为9 你就可以把9放在中间 把10 和 8 写在左边 标上AB 然后分别减去9 可得右边为1 1 此时之比这1:1 了这个例子比较简单 但难的也是一样 你自己好好体会一下嘛 这个方法其实很好 节约时间 特别是考理综的时候
编辑本段|回到顶部应用 (一)混和气体计算中的十字交叉法
【例题】在常温下,将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和,测得混和气体对氢气的相对密度为12,求这种烃所占的体积。
【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24,乙烯的式量是28,那么未知烃的式量肯定小于24,式量小于24的烃只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积
(二)同位素原子百分含量计算的十字叉法
【例题】溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。
(A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46
【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D
(三)溶液配制计算中的十字交叉法
【例题】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克?
【分析】10%NaOH溶液溶质为10,NaOH固体溶质为100,40%NaOH溶液溶质为40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液为
×100=66.7克,需NaOH固体为 ×100=33.3克
( 四)混和物反应计算中的十字交叉法
【例题】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。
【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量,利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26
贴的!
④ 十字交叉法的解题步骤
化学十字交叉法的原理及应用
十字交叉法的介绍
十字交叉法可用于溶液浓度的计算,例如溶液的稀释、浓缩或混合等计算题。使用此法,使解题过程简便、快速、正确。下面通过例题介绍十字交叉法的原理。
同一物质的甲、乙两溶液的百分比浓度分别为a%、b%(a%>b%),现用这两种溶液配制百分比浓度为c%的溶液。问取这两种溶液的质量比应是多少?
同一物质的溶液,配制前后溶质的质量相等,利用这一原理可列式求解。
设甲、乙两溶液各取m1、m2克,两溶液混合后的溶液质量是(m1+m2)。列式m
1a%+m2b%=(m1+m2)c%把此式整理得:m1m2=c-ba-c,m1m2就是所取甲、乙两溶液的质量比。
为了便于记忆和运算,若用C浓代替a,C稀代替b,C混代替C,m浓代替m1,m
稀代替m2,把上式写成十字交叉法的一般形式,图示如下:
图示中m浓m稀就是所求的甲、乙两溶液的质量比。
这种运算方法,叫十字交叉法。在运用十字交叉法进行计算时要注意,斜找差数,横看结果。
十字交叉法的应用
1.有关混合溶液的计算例1.现有20%和5%的两种盐酸溶液,若要配制600克15%的盐酸溶液,各需20%和5%的盐酸溶液多少克?
分析与解:本题是用两种已知浓度的溶液来配制所需浓度的溶液,看似是求溶液的质量,实质是先求出两种浓度溶液的质量比,然后问题就迎刃而解。用十字交叉法
由图示可知,20%盐酸溶液与5%盐酸溶液的质量比应为2∶1
∴20%盐酸溶液的质量600ⅹ23=400克
5%盐酸溶液的质量600ⅹ13=200克2.有关改变溶剂质量的溶液浓度的计算
例2.把20%的氯化钠溶液100克,加水稀释成浓度为4%的溶液,问需加水多少克?
分析与解:本题是用水稀释改变溶液浓度的计算题,将水视为浓度为0%的溶液。用十字交叉法由图示可知,20%氯化钠溶液与加入水的质量比应为m
浓∶m水=4∶16=1∶4∴需加水的质量4ⅹ100=400克例3.现有200克浓度为10%的硝酸钾溶液,若要使其浓度变为20%,则需蒸发掉多少克水?
分析与解:本题是蒸发水改变溶液浓度的计算题,将水视为浓度为0%的溶液。用十字交叉法由图示可知,10%的硝酸钾溶液与蒸发水的质量比应为m浓m水
=-3015=-21(负号表示蒸发即减少的含义)
∴蒸发水的质量200ⅹ12=100克3.有关增加溶质的溶液浓度的计算
例4.现有200克浓度为10%的硝酸钾溶液,若要使其浓度变为20%,则需再溶解硝酸钾多少克?
分析与解:本题是增加溶质浓度翻倍的计算题,对于水溶液纯溶质的情况,将溶质的浓度视为100%。用十字交叉法
由图示可知,增加溶质与10%的硝酸钾溶液的质量比应为1∶8
∴需再溶解硝酸钾的质量200ⅹ18=25克练一练:
试用两种方法,将100克浓度为10%的硝酸钠溶液,使其浓度变为20%。
(用十字交叉法计算)
参考答案:方法一增加溶质12.5克方法二蒸发溶剂50克
⑤ 关于数学计算的一种方法称印度交叉法
那个方法画线太麻烦了,还得来回数点,容易出错,还是用咱们自己的方法吧
⑥ 十字交叉法的用法
可以运用有不同的地方。 (一)混和气体计算中的十字交叉法 【例题】在常温下,将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和,测得混和气体对氢气的相对密度为12,求这种烃所占的体积。 【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24,乙烯的式量是28,那么未知烃的式量肯定小于24,式量小于24的烃只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积 (二)同位素原子百分含量计算的十字叉法 【例题】溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。 (A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46 【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D (三)溶液配制计算中的十字交叉法 【例题】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克? 【分析】10%NaOH溶液溶质为10,NaOH固体溶质为100,40%NaOH溶液溶质为40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液为 ×100=66.7克,需NaOH固体为 ×100=33.3克 ( 四)混和物反应计算中的十字交叉法 【例题】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。 【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量,利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26
⑦ “十字交叉法”
数学的还是化学的?
⑧ 什么叫十字交叉法怎样运用其进行计算,教教我吧!
三、十字交叉法 十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = (n1 + n2)计算的问题,均可用十字交叉法计算的问题, 式中, 表示混和物的某平均量,M1、M2则表示两组分对应的量。如 表示平均分子量,M1、M2则表示两组分各自的分子量,n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额,n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比,有时也可以是两组分的质量比,如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算:混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等。 (一) 混和气体计算中的十字交叉法 例1 在常温下,将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和,测得混和气体对氢气的相对密度为12,求这种烃所占的体积。 例2 44克二氧化碳与多少克二氧化硫混合,使得到混合气体中氧的含量为65% 例3 某一氧化碳和二氧化碳的混合气体中氧的质量分数为65% ,求一氧化碳和二氧化碳的质量比 例4 实验测得乙烯与氧气混合气体的密度是同状态下的氢气的14.5倍,则乙烯的质量分数 例5 乙烯和乙炔混合气体Xmol, 充分燃烧可需YmolO2,求混和气体中乙烯与乙炔的体积比 例6 在体积为V升的干燥烧瓶中用排空气法充入NH3 后,测得烧瓶中气体对氢气的相对密度为10,以此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,求烧瓶中液体的体积 例7 在常温下一种气态烷烃A和一种气态烯烃B组成的混和气体,已知B分子含碳原子数多于A分子含碳原子数。⑴将2升混和气体充分燃烧,在相同条件下得到7升水蒸气,推断原混和气体中A、B所有可能的组成及体积比。⑵取2升混和气体与9.5升氧气恰好充分反应,通过计算确定A、B的化学式 答案:1 0.5 2 22.59克 3 1∶1 4 72.4% 5 (Y—2.5x)/(3X—y) 6 0.75V 7 CH4∶C4H8==1∶3 C2H6∶C4H8==1∶1 C2H6 C4H8 二)同位素原子百分含量计算的十字叉法 例1 溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。 (A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46 例2 氯元素有两种同位素1735Cl,1737Cl,氯元素的相对原子质量为35.5,则1735Cl与1737Cl在自然界在原子个数比 例3 在自然界中硼有两种同位素10B和11B,已知硼元素的相对原子质量为1075,计算在自然界10B和11B的原子个数百分比 例4 某元素含85R和87R两种同位素,其百分含量为75%和25%,则R的相对原子质量为 例5 铜的平均相对原子质量为63.5它的两同位素63Cu和65Cu,氯的平均相对原子质量是35.5,它也有两种同位素1735Cl与1737Cl,现有67.5克CuCl2,其中与Cu2+结合的37Cl有多少克,63CuCl2有多少克 例6 已知氯的平均原子量为35.5,由1123Na与氯元素(含1735Cl和1737Cl)化合所得的氯化钠10克中含1737Cl的质量是多少克? 答案:1 D 2 3∶1 3 25% 75% 4 84 三溶液配制计算中的十字交叉法 例1 某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克? 66.7克 33.3克 例2 用98%的浓硫酸与20%的稀硫酸来配制48%的硫酸溶液,求所用两种酸的质量分数之比, 14∶25 例3 将一定质量的2%的NaCl溶液蒸发掉48克水后,溶液质量分数为10%,试计算原NaCl溶液的质量 60克 例4 300克50%的NaOH溶液与150克25%的NaOH溶液混合后,求所得溶液的质量分数 42% 四)混和物反应计算中的十字交叉法 例1 现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比 97:26 例2 把一定量的铜和硝酸铜的混合物在空气中加热完全反应后所得的质量与混合物的质量相等,求原混合物中铜和硝酸铜物质的量之比 27∶4 例3 Na2CO3和NaHCO3混合物100克与足量的盐酸反应反应产生22.4升(标准)CO2求混合物的Na2CO3的质量分数77% 例4 电解水(H2O)和重水(D2O)的混合物,通电一定时间两极共生成气体18.5克,体积为33.6升(标准),所生成气体中重氢(D)和普(H)的原子个数比是 1∶3
记得采纳啊
⑨ 十字交叉法的例题详解
十字交叉法的本质就是解二元一次方程的简便形式,该类题目也可以列方程解,使用该法则的具体方法如下:像A的密度为10,B的密度为8,它们的混合物密度为9,你就可以把9放在中间,把10和8写在左边,标上AB,然后分别减去9,可得右边分别为1和1。此时之比就为1:1 。
(一)混合气体计算【例题】在常温下,将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混合,测得混合气体对氢气的相对密度为12倍,求这种烃所占的体积。【分析】根据相对密度计算可得混合气体的平均式量为24,乙烯的式量是28,那么未知烃的式量肯定小于24,式量小于24的烃只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是1/2体积
(二)原子含量计算【例题】溴有两种核素,在自然界中这两种核素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。(A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D设两个中子数分别为X和Y,因为各占一半,所以后面是1:1X 180-35=45Y 145+1=46,45-1=44
(三)溶液配制计算【例题】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克?【分析】10%NaOH溶液溶质为10,NaOH固体溶质为100,40%NaOH溶液溶质为40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液为2╱3×100=66.7克,需NaOH固体为 1╱3×100=33.3克
(四)混合物反应计算【例题】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混合物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混合物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混合物的平均式量,利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26
(五)数学统计【例题1】(2007年国家公务员考试题)某高校2006年度毕业学生7650名,比上年度增长2% 。其中本科毕业生比上年度减少2%。而研究生毕业生数量比上年度增加10 %,那么这所高校今年毕业的本科生有多少人?【分析】根据题意,可以得出上一个年度的学生情况!以下均省略百分号!本科98 /8总和 102硕士 110/ 4所以,本科和硕士的比例是2:1.那么根据题意,上一年度的毕业生有7650÷1.02=7500而本科:硕士=2:1所以上一年度有本科7500*2/3=5000本年度本科生减少了2%,所以就有5000×98%=4900。【例题2】某班一次数学测试,全班平均91分,其中男生平均88分,女生平均93分,则女生人数是男生人数的多少倍?( )A. 0.5 B. 1 C. 1.5 D. 2十字交叉法:故答案为:C
⑩ 高中化学中运用十字交叉法计算物质的量的计算方法详解
1 十字交叉法的原理[4]:A×a%+B×b%=(A+B)×c% 整理变形得:
A/B=(c-b)/(a-c ) ①
如果我们以100 g溶液所含的溶质为基准
上式表示溶液混合时它们的质量比与有关质量分数比的关系.
可得如下十字交叉形式
a c-b
c ②
b a-c
指导老师:黎瑞珍
对比①,②两式不难看出:十字交叉关系中(c-b)/(a-c)为组分A和组分B混合时的质量比.推广到二组分混合体系中,当以一定质量的混合体系为基准所得十字交叉关系,其比值为质量比(例如,质量分数是以质量为基准);若有c-b比a-c的化学意义由平均值c决定,则比值就表示组分A中c-b和组分B中a-c所表示的量的比值.如c为质量或质量分数,则(c-b)/(a-c)表示组分A和组分B溶液的质量之比.若c为密度,则(c-b)/(a-c)就表示组分A和组分B的溶液体积之比.若c为摩尔质量,则(c-b)/(a-c) 就表示组分A和组分B的物质的量比;此时可用十字交叉法求混合物中各组分的含量.
2 十字交叉法的应用例析:
2.1 用于混合物中质量比的计算
例1 将铝铁合金18.5克溶于足量的盐酸中产生标准状况下的氢气11.2升,求合金中铝铁的质量之比是多少?
解:在标准状况下,求出氢气的质量M=1g,以混合物总质量18.5g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关系列出十字交叉式如下:
Al 37 / 18 19/56
1
Fe 37/56 19/18
求得铝与铁质量的比是9/28
例2 镁和铝的混合物10g,与足量的稀硫酸充分反应,生成1.0g氢气,混合物中镁和铝的质量比为多少?
解:在标准状况下,以混合物总质量10g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关交叉式如下:
Mg 5/6 1/9
1
Al 10/9 1/6
求得镁与铝的质量比是2/3
例3 KHCO3和CaCO3的混合物和等质量的NaHCO3分别与盐酸完全反应时,所消耗的酸的量相等,则混合物中KHCO3与CaCO3的质量比是多少?
解析:由化学反应方程式:KHCO3+HCl=KCl+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
以消耗HCl物质的量1mol作为基准物, 求出反应掉KHCO3、CaCO3 、NaHCO3的质量的数值分别为100g、50g、84g,依题意KHCO3和CaCO3的混合物84g与NaHCO384g均消耗1molHCl,即两个分量值分别为100和50,平均值为84, 用十字交叉法图解如下:
KHCO3 100 34
84
CaCO3 50 16
因为是以物质消耗HCl的物质的量1mol为基准物,所以比值34/16=17/8 为碳酸氢钾与碳酸钙消耗HCl的物质的量之比,故原混合物中碳酸氢钾与碳酸钙的物质的量之比为17/4,即质量比也为17/4(因它们的相对分子质量相等).
2.2 用于混合物中物质的量比的计算
例4 在标准状况下,测得空气和HCl混合气体对氢气的相对密度为17,求空气和HCl气体的物质的量之比
解:混合气体的平均式量为17×2=34 ,以1 mol混合物为基准物则十字交叉法如下:
空气 29 2.5
34
HCl 36.5 5
求出空气与HCl气体的物质的量比是1/2
例5某Na2SO3已部分氧化成Na2SO4,经测定该混合物中硫的质量分数为25%,求混合物中Na2SO3和Na2SO4的物质的量之比 (整数比)?
解:由平均质量分数25%,列出十字交叉法如下:
Na2SO3 中 S % 25.397 % 2.465 %
25%
Na2SO4 中 S % 22.535 % 0.397 %
求得Na2SO3与Na2SO4 的物质的量比是6/1
2.3 用于混合物中体积比的计算
例6已知CH4, C2H4及其混合气体在同温同压下分别为 0.71 g / L 、1.25 g / L 、1.16 g / L.求混合气体CH4和C2H4的体积比是多少?
解:以1mol 混合气体密度1.16 g / L作为基准物 则十字交叉法如下:
CH4 0.71 0.09
1.16
C2H4 1.25 0.45
求得CH4与C2H4 的体积比是1/3
例7 已经 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-571.6千焦
C3H8 (g)+5 O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1); △H=-2220千焦
求H2和C3H8的体积比.
解析:lmol C3H8完全燃烧放热为:571.6/2=285.8千焦
lmol C3H8完全燃烧放热为:2220千焦
lmol混合气体完全燃烧放热为:3847/5=769.4千焦
列出十字交叉法如下:
H2 285.5 1460.6
769.4
C3H8 2220 483.6
求得H2和C3H8 的体积比为3/1
例8一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们的分子式中所含碳原子数相同,若l体积这种混合烃在O2中充分燃烧,能生成2体积的和2.4体积的水蒸气,则混合中烷烃和烯烃的体积比是多少?
解:设混合烃分子式为CxHy、烷烃与烯烃的体积比为
CxHy + 3.2 O2 = 2 CO2+ 2.4 H2O
1 3.2 2 2.4
根据原子守衡定理得混合烃分子式为C2H4.8 即氢的原子数是4.8.十字交叉法如下:
C2H6 6 0.8
4.8
C2H4 4 1.2
求得混合物中C2H6和C2H4 的体积比是2/3
2.4 用于混合物中原子个数比的计算
例9 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的相对分子质量为192.22,求这两种同位素原子个数比.
解:以1 mol铱的相对分子质量为192.22为基准则十字交叉法如下:
191Ir 191 0.78
199.2 191Ir / 193Ir = 0.78 / 1.22
193Ir 193 1.22
求得191Ir 与193Ir 物质的量比39/61 也是它们原子个数比.
2.5 用于混合物中质量分数和体积分数的计算
例10 把0.200gNaCl和KI混和物溶于水后加入过量AgN03溶液析出0.449 g,求原混和物中NaCl和KI的质量百分数.
解:分别计算产生沉淀物的质量,根据化学方程式得:
0.200 g NaCl生成 0.490 g AgCl
0.200 g NaI 生成 0.283 g AgI
则十字交叉法如下:
NaCl 0.490 / 0.200 0.166
0.449/0.200 m( NaCl ) / m(KI) =0.166/ 0.041
KI 0.283 / 0.200 0.041
求得NaCl 和 KI 的质量比是4/1,即他们的质量分数分别为80% ,20%
例11在标准状况下氢气和一氧化碳的混合气体7L,质量为2.25g,求H2和CO的体积分数?
解:设混合气体的摩尔质量为M
2.25 / M = 7 / 22.4 L / mol M=7.29
列出十字交叉法如下:
CO 28 5.2
7.2 V( CO ) / V( H2 )=5.2 / 20.8
H2 2 20.8
求得CO与H2体积比是1/4 即它们体积分数分别是25% ,75%
例12 已知Fe2O3在高炉中发生反应Fe2O3+CO = 2FeO+CO2,反应形成的固体混合物Fe2O3、FeO中,元素铁和氧的质量之比用m(Fe)∶m(O)表示.若m(Fe)∶m(O)=21∶8,计算Fe2O3被CO还原的质量分数.
解析:此题用方程式法甚为烦琐,用十字交叉法则非常简单.即:若Fe2O3全部被还原,则m(Fe)∶m(O)=21∶6;若Fe2O3未被还原,则m(Fe)∶m(O)=21∶9.列出十字交叉法如下:
未被还原Fe2O3 9 / 21 2 / 21
8/21
被还原Fe2O3 6 / 21 1 / 21
则未被还原的氧化铁与被还原的氧化铁的物质的量之比为2∶1,所以被还原的氧化铁的质量分数为13×100%=33.3%.
例13 将20%NaCl溶液与60%NaCl溶液按质量比1:3混合,计算NaCl溶液的质量分数.
解:设20%NaCl溶液为mg,则60%NaCl溶液质量就为3mg,所得NaCl溶液的质量为x%
列出十字交叉法如下:
m 20% x%-60%
x%
3m 60 % 20%-x%
则 m / 3m = ( x % - 60% ) / ( 20% - x % )求出x=50 既NaCl质量分数50%
通过上面的论述,我们可以看出,十字交叉法确实简单、方便、容易操作,但值得一提的是,在应用十字交叉法进行运算时,必须满足它的运算基础.十字交叉法应用于处理两组分(或相当于两组分)的混合物的组成计算十分方便.不断积累、总结、发掘新的解题方法,可促进知识的有效迁移、同化和深化对问题的理解,提高解题的效率与正确率.