趣味導(dǎo)入

如果你是一位政府官員，你是不是得計(jì)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(jì)算成本和利潤(rùn)?

如果你是一位司機(jī)師傅，你是不是得計(jì)算里程和時(shí)間?

如果你是一位畫(huà)家，你是不是得計(jì)算比例和大小?

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

……

那么跟我來(lái)吧!讓我們馬上開(kāi)始!

智能點(diǎn)撥

例1：我國(guó)第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》于2003年3月1日起實(shí)施，其中規(guī)定室內(nèi)空氣中甲醛(HCHO)含量不得超過(guò)0.1 mg/m3。甲醛的含量可根據(jù)下列反應(yīng)測(cè)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(guò)計(jì)算說(shuō)明，該居室內(nèi)空氣中甲醛含量是否符合國(guó)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?yàn)?.25 mg/m3大于0.1 mg/m3，所以超過(guò)了國(guó)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?yàn)?.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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

聯(lián)系實(shí)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(lái)的甲醛?你還有沒(méi)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(fèi)，而且因煙煤中含有硫的化合物(FeS2)，燃燒時(shí)生成二氧化硫氣體造成環(huán)境污染。

設(shè)某具有30萬(wàn)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(shí)，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(shí)的反應(yīng)方程式如下：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，問(wèn)：(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(jì)算，非常繁瑣。但如果運(yùn)用元素守恒的思想來(lái)解題，則簡(jiǎn)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(lái)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(guó)家環(huán)�？偩止�布的《1997年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》指出，我國(guó)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(guó)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(xiě)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(duì)分子質(zhì)量為32，Z的相對(duì)分子質(zhì)量為80，則X的相對(duì)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(wú)法確定

4.某二價(jià)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(duì)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(wú)法判斷

計(jì)算小擂臺(tái)

6.在實(shí)驗(yàn)室里電解1.8 g水，問(wèn)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(guò)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(guò)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(jì)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(lèi)不變，原子的種類(lèi)、質(zhì)量、個(gè)數(shù)不變，這就從“宏觀”和“微觀”兩個(gè)不同的角度說(shuō)明了質(zhì)量守恒定律。

在應(yīng)用守恒思想解題時(shí)，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(guò)程，只考慮始終狀態(tài)，實(shí)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(shí)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(wú)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?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后，元素種類(lèi)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(jìn)行對(duì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

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

實(shí)驗(yàn)Ⅰ         1.5 g                3.0 g

實(shí)驗(yàn)Ⅱ         16 g                 32 g

實(shí)驗(yàn)Ⅲ         20 g                32 g

分析數(shù)據(jù)回答：

(1)在三次實(shí)驗(yàn)中，第 次恰好完全反應(yīng);

(2)在第 次實(shí)驗(yàn)中氧氣有剩余，剩余 g;

(3)第 次實(shí)驗(yàn)中硫有剩余，剩余 g。

分析：在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅰ硫和氧氣的質(zhì)量比大于1:1。說(shuō)明反應(yīng)物有剩余，剩余的質(zhì)量為16 g-1.5 g=14.5 g。實(shí)驗(yàn)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(shuō)明反應(yīng)并沒(méi)有反應(yīng)完全。實(shí)驗(yàn)Ⅲ中硫和氧氣的質(zhì)量比小于1:1，說(shuō)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(shuō)， 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(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，指出這種說(shuō)法違反科學(xué)之處。

分析：從化學(xué)反應(yīng)規(guī)律來(lái)講，這種說(shuō)法違反了質(zhì)量守恒定律，因?yàn)楦鶕?jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后的原子種類(lèi)(元素種類(lèi))不能發(fā)生變化，所以鋁元素不能通過(guò)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(lái)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(cuò)誤：(1)“鋁變成銅、金”違反了質(zhì)量守恒定律，因?yàn)楦鶕?jù)質(zhì)量守定律，化學(xué)反應(yīng)前后的元素的種類(lèi)是不變的。(2)“鋁分子、銅分子、金分子”的說(shuō)法是因?yàn)椴欢�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(jìn)行科學(xué)探究。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下探究過(guò)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(shí)驗(yàn)探究。

[設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]小剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置和選用的藥品如圖A所示，小潔設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖B所示，他們?cè)诜磻?yīng)前后都進(jìn)行了規(guī)范的操作、準(zhǔn)確的稱量和細(xì)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(shí)驗(yàn)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(qǐng)你談?wù)剬?dǎo)致另一種結(jié)論錯(cuò)誤的原因 (3) 。

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

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

[交流表達(dá)]簡(jiǎn)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(guò)30字)

[結(jié)論應(yīng)用]環(huán)保部門(mén)常用I2O5測(cè)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?yàn)樯�成的二氧化碳逸�?4)化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類(lèi)不變，數(shù)目沒(méi)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(duì)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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