四大法宝巧妙简化化学反应中的计算步骤

中学化学常见的计算主要分为两个方面：①涉及化学反应的计算，②直接根据概念公式的计算。而根据化学反应的计算可以说是重中之重，难中之难，学生在学习和计算过程中容易对化学方程式产生过分的依赖，形成固定的解题模式：写化学方程式、列比例式、计算结果。但这种常规解题方法，环节较多，过程较复杂，出现差错的机会较多，同时也会因纯数字运算占用时间。如果教师从一开始就抛弃这种常规地解化学计算的方法，教会学生去巧妙地寻找化学变化中计算量之间的关系，就能做到事半功倍，还能减少出错的机会，提高解题效率。下面用例题介绍几种常用的运用关系式的方法。
　　
　　一、多步或多个反应寻找相关计算量的关系式
　　
　　例题1：在铁和氧化铁的混合物15g中，加入稀硫酸150mL，标准状况下放出1.68LH2,同时铁和氧化铁均无剩余;向溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，且使Fe2+完全转化成Fe(OH)2,共耗去了3mol·L-1的NaOH溶液200mL。求原硫酸溶液物质的量浓度
　　
　　思路分析：这是一道涉及5个关联反应的计算题，且习题中提供了5个数据，若按照常规解法就显得很复杂，也容易出现错误，而寻找计算量之间的关系式去求解就很简单。下面介绍关系式法解题的思路过程，读者可试着先用常规解法求解此计算题，再与以下用关系式解题法比较,就能体会到化学反应计算中运用关系式的简便.
　　
　　解1：设原硫酸溶液物质的量浓度为C
　　
　　根据题意和反应关系，最后生成的FeSO4中的SO42-全部由H2SO4转化而来，即中和过量的硫酸物质的量和FeSO4物质的量应该等于原硫酸物质的量，根据硫酸与NaOH的反应和FeSO4与NaOH的反应得：
　　
　　H2SO4～2NaOH
　　
　　12
　　
　　C×0.153×0.2
　　
　　C=2mol/L
　　
　　解2：根据题意和反应关系，最后所有H2SO4中的SO42-最后全部转化到Na2SO4中，同时NaOH中的Na+也全部转化到Na2SO4中，根据Na2SO4中Na与SO4的对应关系，就可导出上述H2SO4与NaOH的对应关系式(2NaOH～Na2SO4～H2SO4)并求解。
　　
　　例题2：取由镁粉、氯化镁、氢氧化镁、碳酸镁组成的固体混合物28.8g，放人269.5g质量分数为20%的稀硫酸中恰好完全反应，得溶液的质量为291.5g，求反应后所得溶液的溶质质量分数。
　　
　　思路分析：此题一共涉及四个化学反应,如果用常规解法，就很繁琐，也容易出错，但只要分析涉及的四个反应就可得如下的关系式：H2SO4∽MgSO4，根据此关系式，求出反应后所得溶液的溶质(MgSO4)的质量。
　　
　　答案：22.6%。
　　
　　例题3等物质的量的钠、镁、铝与足量的稀硫酸反应，所产生的氢气的物质的量之比为_。
　　
　　思路分析：此题的常规解法是，分别设定钠、镁、铝的物质的量，再根据化学方程式分别计算出它们各自所产生的氢气的物质的量，然后求出结果，显然，求解过程相当复杂。但我们可以通过分析化学方程式中量的关系，找出钠、镁、铝与氢气的物质的量的关系式，从对化学方程式的依赖中走出来?解题过程就会十分简单。以金属铝与足量的硫酸反应为例，根据相关化学方程式存在以下关系式：2Al∽3H2，即Al与H2的物质的量的关系式为：n(H2)=3/2×n(Al)，由此可推出具有一般意义的金属与酸反应的物质的量的关系式：n(H2)=金属化合价/2×n(金属)。根据此关系式不难看出：等物质的量的钠、镁、铝所产生的氢气的物质的量之比，实际上就等于三种金属的化合价之比。答案：1∶2∶3
　　
　　二、根据原子守恒，求找关系式
　　
　　例4：将2.4克某+2价金属元素的氧化物用足量CO还原，反应生成的CO2全部通入足量石灰水中，得白色沉淀3克，则该金属是：
　　
　　(A)Zn(B)Cu(C)Fe(D)Pb
　　
　　思路分析：设金属氧化物的化学式为RO，根据反应：RO+CO===CO2+R，可得关系式：RO∽CO2，又由题目可知白色沉淀是CaCO3，根据题目中的一系列转化得如下关系式：CO∽CO2∽C

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