化学关系式法

关系式法

关系式法解题的关键是从数学和化学反应的实质等方面入手，设法确定有关物质间量的关系式或其代数式。优点是省去了多步计算的繁琐和比较复杂的运算。

1.用含杂质10%的锌195ｇ和足量的稀硫酸反应(杂质不和稀硫酸反应)，生成的H2最多能还原多少克氧化铁?

思考：还原氧化铜所需氢气的比其理论值 ；这里提出的“最多”是指 。 本题涉及的化学反应有：锌和稀硫酸反应的化学方程式 。

氢气还原氧化铁的化学方程式 。  纵述两个化学方程式中物质间的系数关系，你能推知：锌、氢气、氧化铁、铁之间的系数关系吗? 即3Zn～3H2～Fe2O3～2Fe。

事实上3Zn～Fe2O3就是本题的关系式，然后代入关系量即可求解。 解：设最多能还原氧化铁的质量为x。有关的化学方程式为：

这是寻找关系式的依Zn + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2↑

据，决不能省略不写。 3H2 + Fe2O3 ＝ 2Fe + 3H2O

由上述两个化学方程式可推知参加反应的锌和被还原的氧化铁有如下关系： 3Zn ～ Fe2O3 3×65 160 195g×(1-10%) x

所以：3×65 : 160 = 195g×(1-10%) : x 解得: x = 144g

答：最多能还原氧化铁的质量为144g

2.现有FeCl2和FeCl3样品各一份，已经测定它们中所含氯元素的质量相同，则FeCl2和FeCl3样品的质量比为多少？所含铁元素的质量比是多少？

思考：若要满足题目条件，使两化合物之间氯原子的个数相同即可。二者间的关系式为：３FeCl2 ～ ２FeCl3从而推知：３Fe ～ ２Fe，题目中的两个问题便迎刃而解。

3.测得硫酸亚铁和硫酸铁的混合物中，硫元素的质量分数为23%，则混合物中铁元素的质量分数是（ ）

A、28% B、31% C、36.8% D、无法计算

思考：硫酸亚铁和硫酸铁的化学式分别为 、 ，由它们的化学式可以看出，此混合物中无论硫酸亚铁和硫酸铁的质量分数如何改变，其中硫元素和氧元素的质量比是一定的（为什么？）。硫元素和氧元素的质量关系为：

S ～ 4O 32 64

所以，铁的质量分数 = 1 – 硫元素的质量分数 - 氧元素的质量分数

4.铁、镁、铝三种金属分别与足量的稀盐酸反应生成等质量的氢气时，参加反应的铁、镁、铝的质量比为__________

失去电子数目相等。3Mg～3Fe～2Al。3×24:3×56:2×27＝12:28:9。 或：Mg/2～Fe/2～Al/3。24/2:56/2:27/3＝12:28:9

5.用CO还原10.0 g某磁铁矿石样品(所含的杂质不参加反应)，生成的CO2再跟过量的石灰水反应，得到12.8 g沉淀。求磁铁矿石中Fe3O4的质量分数。 【解析】本题发生的化学反应有：Fe3O4+4CO

高温 3Fe+4CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

可以用CO2作为“中介”得出下列关系：Fe3O4——4 CO2——4 CaCO3，即：Fe3O4——4 CaCO3。然后利用两者之间的质量关系或物质的量关系进行计算。

在进行多步反应的计算时，一般的解题步骤为：(1)写出各步反应的化学方程式；(2)根据化学方程

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式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系；(3)确定已知物质和所求物质之间的量的关系；(4)根据所确定的已知物质和所求物质之间的量的关系和已知条件进行计算。

【答案】本题发生的化学反应有：

高温 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

根据化学方程式，找出关系式： Fe3O4 —— 4 CaCO3 400

m(Fe3O4) 12.8 g

232?12.8g400m(Fe3O4) ＝ ＝ 7.42 g

7.42g?100.0gω(Fe3O4) ＝ ＝ 74.2%

答：该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数为74.2%。

【点拨】寻找关系式的方法是：

（1）对于独立的化学反应，可以通过化学方程式，或反应中某原子、离子守恒，找 出它们物质的量之间的关系，然后进行计算。

（2）对于连续发生的多步化学反应，可以根据前后某元素的原子、离子的数量不变 找到关系式（假定反应过程中它没有损失），不过象氨氧化法制硝酸的中间反应，虽然有氮原子损失，但对实际工业生产来说，由于NO的循环利用，故仍可认为有如下关系式：NH3～HNO3 ，否则应由多个化学反应找出关系式。

6.一定量的铁粉和9克硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9克水，求加入的铁粉质量为（ ）

A.14g B.42g C.56g D.28g

【解析】根据各步反应的定量关系，可列出关系式：

Fe → FeS(铁守恒) → H2S(硫守恒) → H2O(氢守恒)（1） Fe → H2(化学方程式) → H2O(氢定恒)???? （2） Fe ～ H2O

56 18 Xg 9g

56∶Xg = 18∶9g x = 28g 即应有铁为28克。

【答案】D 【点拨】注意Fe → FeS(铁守恒) → H2S(硫守恒) → H2O(氢守恒)，在关系式中的应用。

7.200吨含硫40%的黄铁矿，用接触法可以制得95%的硫酸（不考虑中间过程的损耗）的质量为（ ） A.257.5吨 B.277.5吨 C.225.5吨 D.300.5吨

【解析】根据反应前后硫原子数不变，可得关系式：2S～FeS2～2H2SO4 即:S ～ H2SO4 32 98 200t×40% 95%·x 32∶98 = 200×40%∶95%·x x = 257.5t

【答案】A 【点拨】注意硫元素守恒，在关系式中的应用。

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