趣味導(dǎo)入

如果你是一位政府官員，你是不是得計算城市規(guī)劃需要投入多少?

如果你是一位商業(yè)主管，你是不是得計算成本和利潤?

如果你是一位司機師傅，你是不是得計算里程和時間?

如果你是一位畫家，你是不是得計算比例和大小?

如果你是一位小化學(xué)愛好者，你是不是得計算多少反應(yīng)物能生成多少生成物?

……

那么跟我來吧!讓我們馬上開始!

智能點撥

例1：我國第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》于2003年3月1日起實施，其中規(guī)定室內(nèi)空氣中甲醛(HCHO)含量不得超過0.1 mg/m3。甲醛的含量可根據(jù)下列反應(yīng)測定;

4 KMnO4+5 HCHO+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O

現(xiàn)取某裝修后的室內(nèi)空氣樣品500 mL，用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.58×10-8(0.000 001 58%)的高錳酸鉀溶液(其中加入適量的硫酸溶液)300 g，與其中的甲醛恰好完全反應(yīng)。

(1)求500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量。

(2)通過計算說明，該居室內(nèi)空氣中甲醛含量是否符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

解：(1)設(shè)500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量為x,反應(yīng)掉的高錳酸鉀的質(zhì)量為：

300×103mg×1.58×10-8=4.74×10-3 mg

4 KMnO4 + 5HCHO + 6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O

4×158 5×30

4.74×10-3mg x

(2)

因為2.25 mg/m3大于0.1 mg/m3，所以超過了國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

答：500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量1.125×10-3 mg.

因為2.25 mg/m3大于0.1 mg/m3，該居室內(nèi)空氣中甲醛含量不符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

聯(lián)系實際：剛裝修完的房子，可以采用什么方法除去裝修材料釋放出來的甲醛?你還有沒有其他的方法?

例2：煤是重要的化工原料，用煤作燃料，不僅是極大的浪費，而且因煙煤中含有硫的化合物(FeS2)，燃燒時生成二氧化硫氣體造成環(huán)境污染。

設(shè)某具有30萬戶人口的中等城市，每戶每天燒煤5 kg，這種煤中含F(xiàn)eS25%，燃燒時，設(shè)有90%的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，被排放到大氣之中。

硫鐵礦燃燒時的反應(yīng)方程式如下：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，問：(1)燃燒1 t煤，可產(chǎn)生多少千克二氧化硫?

(2)該中等城市如果全部以煤做燃料，每年將有多少噸二氧化硫排放到大氣中?

解析：此題若采用根據(jù)化學(xué)方程式的常規(guī)計算，非常繁瑣。但如果運用元素守恒的思想來解題，則簡潔明了。不管經(jīng)歷了多少步反應(yīng)，總之，90%的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，只要求出二氧化硫中硫元素的質(zhì)量，即可求出二氧化硫的質(zhì)量。而這些硫元素全部來自FeS2。所以最終歸結(jié)到求FeS2的質(zhì)量。

隨堂反饋

1.醫(yī)療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出的熱量均勻、穩(wěn)定，使患處保持濕熱狀態(tài)，則56 g鐵粉完全氧化需要消耗氧氣的質(zhì)量是()

A.16 g B.24 g C.21 g D .32 g

2.1998年6月3日國家環(huán)保總局公布的《1997年中國環(huán)境狀況公報》指出，我國空氣污染仍以煤煙型為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵，1997年我國向大氣中排放的二氧化硫的總量為2 346 t，產(chǎn)生這些二氧化硫相當(dāng)于燃燒了 t硫，排放到空氣中的二氧化硫隨著雨水降落到地面，就形成了酸雨。酸雨的主要成份之一是亞硫酸(H2SO3)，寫出二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸的化學(xué)方程式。

火眼金睛

1.根據(jù)質(zhì)量守恒定律及2Mg+O2=2MgO的反應(yīng)方程式，下列各組數(shù)據(jù)正確的是( )

A.鎂的質(zhì)量2 g，氧氣質(zhì)量3 g，氧化鎂質(zhì)量5 g

B.鎂持質(zhì)量3 g，氧氣質(zhì)量2 g，氧化鎂質(zhì)量5 g

C.鎂的質(zhì)量1 g，氧氣質(zhì)量4 g，氧化鎂質(zhì)量5 g

D.鎂的質(zhì)量4 g，氧氣質(zhì)量1 g，氧化鎂質(zhì)量5 g

2.在反應(yīng)2X+Y==2Z中，已知Y的相對分子質(zhì)量為32，Z的相對分子質(zhì)量為80，則X的相對分子質(zhì)量為()

A.24 B.48 C.64 D.128

3.鎂在空氣中燃燒反應(yīng)如下：2Mg +O2====2MgO 3M+N2==Mg3N2，已知24 g鎂在純氧氣中燃燒可得40 g產(chǎn)物，則24 g鎂在空氣中燃燒可得產(chǎn)物的質(zhì)量是( )

A.等于40 g B.小于40 g C.大于40 g D.無法確定

4.某二價金屬13 g投入足量的稀硫酸中，生成0.4 g氫氣，該金屬的相對原子質(zhì)量是( )

A.13 B.26 C.52 D.65

5.將23 g鈉、24 g鎂分別投入等質(zhì)量的足量的稀硫酸中，充分反應(yīng)后得到的溶液質(zhì)量為a g和b g，則a與b的關(guān)系是()

A.a=b B.ab D.無法判斷

計算小擂臺

6.在實驗室里電解1.8 g水，問要標(biāo)準(zhǔn)狀況下可制得氫氣多少升?(標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為0.0899 g/L)

7.有一種含水的過氧化氫樣品10 g，在二氧化錳的催化作用下，完全分解得到3.2 g氧氣，試求該樣品中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

8.A、B、C三種物質(zhì)各15 g,在一定條件下充分反應(yīng)后只生成30 g D，若再向殘留物中加入10 g A，繼續(xù)充分反應(yīng)后，只有C有剩余，則

(1)第一次反應(yīng)停止后，殘留物中A g ,Bg，Cg;

(2)第二次反應(yīng)中，消耗Ag,消耗Bg,剩余Cg;

(3)該反應(yīng)中A、B、C三種物質(zhì)的質(zhì)量比為。

課外閱讀

元素守恒在化學(xué)計算中的妙用

初中化學(xué)存在著廣泛的守恒關(guān)系�；瘜W(xué)反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量、種類不變，原子的種類、質(zhì)量、個數(shù)不變，這就從“宏觀”和“微觀”兩個不同的角度說明了質(zhì)量守恒定律。

在應(yīng)用守恒思想解題時，要注意巧妙地選擇兩狀態(tài)中總值不變的物理量建立等式，不糾纏中間過程，只考慮始終狀態(tài)，實際上是整體思維的思想在化學(xué)中的應(yīng)用。

例題：某化合物完全燃燒，需要4.8 g氧氣，同時只生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水，則該化合物中 ( )

A.只含碳、氫元素 B.只含碳、氧元素

C.含碳、氫、氧元素 D.無法確定

解析：從反應(yīng)后生成的二氧化碳和水可看出，該化合物中一定含有C、H元素(因為化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變);由二氧化碳和水中氧元素的質(zhì)量與該化合物完全燃燒所需氧氣的質(zhì)量進行對比，可判斷化合物組成中是否含有氧元素(化學(xué)反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量不變)。

中考鏈接

[鄭州]將16 g硫在給定量的氧氣中燃燒，有如下實驗數(shù)據(jù)：

               給定氧氣的質(zhì)量    生成二氧化硫質(zhì)量

實驗Ⅰ         1.5 g                3.0 g

實驗Ⅱ         16 g                 32 g

實驗Ⅲ         20 g                32 g

分析數(shù)據(jù)回答：

(1)在三次實驗中，第 次恰好完全反應(yīng);

(2)在第 次實驗中氧氣有剩余，剩余 g;

(3)第 次實驗中硫有剩余，剩余 g。

分析：在實驗Ⅰ中，16 g硫在1.5 g氧氣中燃燒生成了3.0 g二氧化碳。由數(shù)據(jù)16 g+1.5 g≠3.0 g，可知：此反應(yīng)不是恰好完全反應(yīng)。實驗Ⅱ，16 g硫在16 g氧氣中燃燒生成了二氧化硫，由數(shù)據(jù)16 g+16 g=32 g可知，實驗Ⅱ是恰好完全反應(yīng)的。并且參加反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量比是S:O2:SO2=1:1:2。實驗Ⅰ硫和氧氣的質(zhì)量比大于1:1。說明反應(yīng)物有剩余，剩余的質(zhì)量為16 g-1.5 g=14.5 g。實驗Ⅲ,16 g硫在20 g氧氣中燃燒生成了32 g二氧化硫　由數(shù)據(jù)16 g+20 g≠36 g;說明反應(yīng)并沒有反應(yīng)完全。實驗Ⅲ中硫和氧氣的質(zhì)量比小于1:1，說明氧氣有剩余，剩余質(zhì)量為20 g-16 g=4 g。

答案：(1)Ⅱ(2)Ⅲ　4 g(3)Ⅰ　14.5 g

[河南]“法輪功”邪教組織頭目李洪志說， 他發(fā)功能是鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成銅和金，使鋁分子變成銅分子和金分子。請你根據(jù)所學(xué)知識，指出這種說法違反科學(xué)之處。

分析：從化學(xué)反應(yīng)規(guī)律來講，這種說法違反了質(zhì)量守恒定律，因為根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后的原子種類(元素種類)不能發(fā)生變化，所以鋁元素不能通過化學(xué)反應(yīng)變成銅元素和金元素。從物質(zhì)構(gòu)成角度來講，由于金屬單質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的。所以不存在“鋁分子、銅分子、金分子”只有“鋁原子、銅原子和金原子”。

答案：有兩處錯誤：(1)“鋁變成銅、金”違反了質(zhì)量守恒定律，因為根據(jù)質(zhì)量守定律，化學(xué)反應(yīng)前后的元素的種類是不變的。(2)“鋁分子、銅分子、金分子”的說法是因為不懂得金屬單質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的，根本不存在所謂的金屬分子。

課題閱讀

化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量關(guān)系

小剛和小潔以“化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量關(guān)系”為課題進行科學(xué)探究。請?zhí)顚懸韵绿骄窟^程中的空格：

[提出假設(shè)]化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量 (1) 。

[確定研究方法]分析推理、查閱資料、實驗探究。

[設(shè)計并進行實驗]小剛設(shè)計的實驗裝置和選用的藥品如圖A所示，小潔設(shè)計的實驗裝置如圖B所示，他們在反應(yīng)前后都進行了規(guī)范的操作、準(zhǔn)確的稱量和細致的觀察。

注意：

A中稀鹽酸的主要成份為HCl，石灰石的主要成份是CaCO3

A中發(fā)生的反應(yīng)：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+2H2O

B中稀硫酸的主要成份為H2SO4，氯化鋇溶液的主要成份是BaCl2

B中發(fā)生的反應(yīng)：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl

[實驗結(jié)論]小剛認(rèn)為：在化學(xué)反應(yīng)中，生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量不相等。小潔認(rèn)為：在化學(xué)反應(yīng)中，生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量相等。你認(rèn)為：(2) 的結(jié)論不正確，請你談?wù)剬?dǎo)致另一種結(jié)論錯誤的原因 (3) 。

[結(jié)論分析]請從原子的角度，簡要分析你認(rèn)為正確的結(jié)論。

[查閱資料]小剛和小潔通過查閱資料了解到：法國偉大的科學(xué)家拉瓦錫，早在18世紀(jì)就圍繞這個問題，進行了準(zhǔn)確、縝密的研究，并作出了科學(xué)結(jié)論。

[交流表達]簡要談一下，你認(rèn)為這條科學(xué)結(jié)論有什么重大意義?(不超過30字)

[結(jié)論應(yīng)用]環(huán)保部門常用I2O5測定空氣受CO污染的程度，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

I2O5+5CO==I2+5X，根據(jù)生成X的多少，可以判斷CO的含量，X的化學(xué)式為 (6) 。

答案：(1)相等(2)小剛(3)因為生成的二氧化碳逸出(4)化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類不變，數(shù)目沒有增減，質(zhì)量也不發(fā)生變化。(5)化學(xué)反應(yīng)還表示反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，使對化學(xué)的研究就由定性化學(xué)轉(zhuǎn)向了定量化學(xué)。(6)CO2

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