根据化学方程式的计算是初中化学中化学计算的主要内容,它涉及的知识点较多,如:分子式的写法、分子量的计算、化学方程式的正确书写及有关意义、元素化合物相互反应的规律、化学计算的技能技巧等等。可见,掌握利用化学反应方程式进行计算的知识,是初中学生必备的基本技能。但是,不少初学者往往因基本概念不清,掌握得不好,常常出现各种错误。为了帮助同学们从前车之覆中悟出一些道理,避免重蹈覆辙,本文就同学们在这方面的错误例举分析如下:
1.因分子式书写错误,导致解题错误
例: 将6.25克石灰石放入18.25克稀盐酸中(石灰石中的杂质不和盐酸反应),恰好完全作用,收集到CO2气体2.2克,试计算:
(1)这种石灰石中含碳酸钙的百分率是多少?
(2)稀盐酸的百分比浓度是多少?
(3)所得氯化钙溶液的百分比浓度是多少?(保留一位小数)
错解 设石灰石中含碳酸钙的百分率为x%,盐酸的浓度为y%,生成z克氯化钙。
2CaCO3+2HCl=2CaCl+H2O+2CO2↑
2×100.......2×36.5...2×75.5............2×44
6.25×x%...18.25×y%...z.................2.2
列比例解得:
x%=80% y%=10% z=3.775(克)
氯化钙的百分比浓度为:
3.775÷(6.25+18.25-2.2)×100%=16.3%
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本例由于氯化钙的分子式写错,而引起解答错误。
正确解答为:
x%=80% y%=20% p%=26.4%
2.因分子量计算错误,导致解题出错
例: 电解54克水生成氢气和氧气各多少克?
错解 设生成氢气x克,氧气y克。
2H2O=====2H2↑ + O2↑
2×18克........2×2克......16克
54克.................x克.........y克
列比例解得:x=6(克) y=24(克)
氧气分子量应为32,但上例计为16,因而出错。
正确答案为:x=6克 y=48克
3.因方程式书写有误,导致解题错误
例: 9.8%的稀硫酸20克跟一定质量的氢氧化钠固体恰好完全反应。求生成硫酸钠溶液的质量百分比浓度。(最后结果保留小数后一位)
错解 设生成硫酸钠x克,需氢氧化钠y克。
NaOH+H2SO4=NaHSO4+H2O
40克.......98克.......120克
y克 ......20×98%.....x克
列比例解得:
x=2.4(克) y=0.8(克)
溶液质量百分比浓度为:
2.4÷(20+0.8)×100%=11.5%
硫酸与NaOH完全反应其产物为Na2SO4,由于方程式书写有误,使得结果出错。
正确答案为:13.1%
4.因方程式未配平而出错
例: 有氯酸钾和二氧化锰的混和物共13.75克,加热使完全反应并冷却后,剩余的固体为8.95克,求原混和物中有氯酸钾多少克?
错解 设原混和物中有氯酸钾x克。
KClO3 ===KCl+O2
122.5..................32克
X.........13.75-8.95=4.8克
列比例解得:x=18.375(克)
本例正确答案应为:x=12.25克。
5.因质量关系未搞清楚,导致解题错误
例: 将6.2克氧化钠完全溶解于20克水中,所得溶液的百分比浓度是多少?若使所得溶液恰好完全中和,需加入10%的硫酸溶液多少克?(计算结果保留一位小数)
错解 所得溶液的百分比浓度
6.2÷(20+6.2)×100%=23.7%
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
80..................98
26.2×23.7%..x×10%
列比例解得:x=76(克)
分析:本例所求溶液浓度应为NaOH而不是Na2O,上解中未搞清楚物质间的关系,因而出错。
实际上Na2O要与水发生反应:Na2O+H2O=2NaOH,应通过该反应计算生成为NaOH量,再求溶液的浓度,正确答案为: 30.5%, x=98克。
6.将杂质代入方程,导致解题出错
例: 含碳酸钙90%的石灰石1000千克,经过充分煅烧后得到生石灰(设杂质在煅烧过程中不变化,留在生石灰中),求所得生石灰中CaO的百分含量。
错解 设生成CaOx千克,生成CO2y千克。
CaCO3===== CaO + CO2↑
100千克...........56千克....44千克
1000千克...............x千克.......y千克
列比例解得:
x=560(千克),y=440(千克)
∴生石灰中CaO的百分含量为:
560÷(1000-440)×100%=100%
分析:本例将含杂质的石灰石当成纯CaCO3代入方程式中计算,其结果当然是错误的。但只要把石灰石用纯度换算为纯物质的质量代入化学方程式,就能得到正确的答案:83.4%。
7.因单位使用不当,导致解题错误
例: 实验室用6.5克锌跟足量稀硫酸反应,可制得标准状况下的氢气多少升?(标准状况下氢气的密度为0.09克/升,反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)
错解 设生成氢气x升。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65克...............................2克
6.5克.............................x升
列比例解得:x=0.2(升)
分析:在根据化学方程式的计算中,有关反应物或生成物单位处理上要掌握使“上、下单位相同”(指同种物质的量的单位必须相同)“左、右单位相应”(即反应式中不同物质的量的单位必须相应、对应)。如毫克与毫升、克与升、千克与立方米等分别相当的原则。本例单位搭配不当,按上解计算结果应为0.2克,然后通过密度换算为体积,答案为:2.2升。
8.未知数的设立与实际运算不符引起错误
例: 在浓度为10%的盐酸溶液109.5克中,加入26.5克Na2CO3和NaCl的混和物,充分反应后,再加入密度为1.11克/厘米3,浓度为10%的NaOH溶液36.05毫升,此时恰好完全反应。求混和物中Na2CO3的百分量。
错解:设混和物中Na2CO3的百分含量为x%,则与NaOH反应的HCl为y。
HCl+NaOH=NaCl+H2O
36.5.....40
Y....36.05×1.11×10%
列比例解得:y=3.65(克)
与Na2CO3反应的盐酸为:
109.5×10%-3.65=7.3(克)
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106..........2×36.5
X...........7.3
列比例解得:x=10.6
∴Na2CO3的百分含量为10.6%。
分析:本题设的是百分含量,而实际计算的是Na2CO3的质量,二者不符,因而出错。实际上本例只需用所求的Na2CO3质量除以混和物质量即可得答案。即:
10.6÷26.5×100%=40%
正确答案为40%。
由上述讨论可见,根据化学方程式的计算,由于这类计算要求较高,而同学们的知识水平和认识能力有限,往往在解题中出现各种错误。分子式书写错误、分子量计算不正确、化学方程式书写错误或未配平、物质间量的关系不清、将杂质代入方程、单位使用不当、未知数的设立与实际运算不符等都是导致解答错误的原因,同学们解决此类问题要切切注意。