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溶液与化学方程式综合计算中应注意的几个问题

在溶液与化学方程式的综合计算中，求某溶液中溶质质量分数的题目居多。这类题因数据较多、物质间关系复杂解题时有一定的难度。本文结合近年中考试题跟同学们谈谈解题时应注意的几个问题。
一、当固体反应物不纯时
例1 ：16g锌、铜混合物与309.4g稀硫酸恰好完全反应，生成氢气0.4g。
求：（1）混合物中含铜多少克？
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？
解析 三个数据中能直接用于计算的是氢气质量0.4g，根据化学方程式各物质间的质量比，可求出参加反应锌的质量13g，生成硫酸锌32.2g。铜的质量：16g－13g＝3g，所得溶液的质量：13g＋309.4g－0.4g＝322g。所得溶液溶质的质量分数：32.2 g÷322g＝10%。
例2：侯氏制碱法制得的纯碱中通常含有少量的氯化钠。现有含氯化钠杂质的纯碱样品22.8g，全部溶解在350g水中。向溶液中加入氯化钡溶液166.6g，恰好完全反应。过滤、干燥后称得沉淀质量为39.4g。
求：（1）原样品中的碳酸钠的质量。
（2）最后所得滤液中溶质的质量分数。
解析 本题中39.4g为碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡的质量，由它可求出碳酸钠的质量21.2g，生成氯化钠23.4g。所得滤液中溶质的来源有两处，原来的和生成的。其质量：22.8g－21.2g＋23.4g＝25g。所得滤液的质量：22.8 g＋350 g ＋166.g－39.4 g＝500 g所得滤液中溶质的质量分数：25g÷500 g＝5%。
点评：两题同为固体反应物不纯，例1中的铜不参与反应也不溶于水，所以在求所得溶液质量时不能加进去。而例2中固体物质中的氯化钠溶于水后，恰好成为所得滤液中溶质的一部分，所以在求所得滤液溶质及溶液质量时应考虑进去。
二、正确对待生成物中的沉淀和气体
例3：氯化钠和碳酸钠的混合物50克与一定量的氯化钙溶液恰好完全反应，产生20克沉淀，所得溶液中溶质的质量分数为20%。
求：（1）原混合物中碳酸钠的质量分数。 （2）氯化钙溶液中溶质的质量分数。
解析 通过沉淀碳酸钙的质量（20克），可求出参加反应的碳酸钠为21.2g，氯化钙为22.2g，生成的氯化钠为23.4g。原混合物中碳酸钠的质量分数：21.2g÷50g＝42.4%。像例2一样，本题中所得溶液中溶质也为两个来源，原来的和生成的。那么，所得溶液的质量为：(50g －21.2g ＋23.4g) ÷20%＝261g。氯化钙溶液的质量：261g＋20g－50g＝231g，氯化钙溶液中溶质的质量分数：22.2g÷231g＝9.6%。
点评：在各地考卷中，求所得溶液中溶质质量分数的考题居多。而这类题的重点是求所得溶液的质量，其做法为用反应物的总质量减去生成沉淀或气体的质量（如例2）。这样的题做多了，易形成定势，做例3反而易出错。原来例3所求溶液质量为反应物，同为运用质量守恒定律，计算正好相反。可见生成物中的沉淀和气体何时加何时减，要依题而异。
三、涉及两个反应应把握好中间量
例4：一定质量的5%的K2CO3溶液和一定质量的10%的CaCl2溶液恰好完全反应，生成白色沉淀。滤出沉淀，在沉淀中加入足量的稀HCl，沉淀完全溶解，并收集到无色无味的气体4.4克。求滤出沉淀后，所得滤液中溶质的质量分数。（精确到0.1%）
解析 本题中能直接用于计算的数据为第二个反应中生成的二氧化碳的质量4.4克。通过它可求出碳酸钙的质量10g，再通过碳酸钙的质量求出第一个反应中K2CO3溶液、CaCl2溶液及生成物氯化钾的质量，分别为276g、111g、14.9g。所得滤液中溶质的质量分数为：14.9g÷（276g＋111g－10g）＝4.0%
例5：为测定某氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，可将此氢氧化钠溶液20g与20g稀硫酸充分混合；再向其中滴加硫酸铜溶液至恰好完全反应时，消耗硫酸铜溶液64.3g，得到蓝色沉淀4.9g和质量分数为10%的无色溶液。试依据以上实验数据计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数（计算过程中保留两位小数）。
解析 本题中的有效数据为第二个反应中生成氢氧化铜的质量4.9g。通过它可求出第二个反应中消耗氢氧化钠溶质（4.00g）及生成的硫酸钠的质量（7.10g）。本题最后所得溶液中溶质来源也有两处（两次反应都生成了硫酸钠）。这样全部硫酸钠的质量应为：（20g ＋20g＋64.3g－4.9g）×10%＝9.94g。那么，第一个反应中生成硫酸钠的质量为：9.94g－7.10g＝2.84g。通过它可求出第一次反应消耗氢氧化钠1.60g，氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为：（4.00g＋1.60g）÷20g＝28%。
点评：涉及两个化学方程式的计算题一般较为复杂。解题时应注意以下几点：①找准突破口（能直接用于计算的有效数据）；②把握好中间量；③先提到的化学方程式解题时不见得先写。其中重点为中间量地把握，所谓的中间量就是指两个化学反应间起纽带作用的数据，计算中它在两个化学方程式间起着承上启下的作用。如例4中碳酸钙的质量；例5中全部的硫酸钠的质量。特别是例5，虽然是氢氧化钠的剩余使本题发生了两个反应，但解题时真正将计算由第二个反应转向第一个反应的，是全部的硫酸钠的质量。
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