利用元素质量守恒巧解化学计算题
利用元素质量守恒巧解化学计算题
初中化学中的质量守恒定律是一个十分重要的基本定律，在化学反应前后元素的种类没有改变，各元素的原子总数也无增减。所以在化学反应前后各元素的质量保持不变，这就是说，化学反应前后各元素的质量是守恒的。有些根据化学方程式计算的题，涉及到元素质量或元素质量分数等的计算，有的题甚至需要根据多个化学方程式分别计算，步骤多，耗时多，失误自然也多。碰到此类题特别是涉及多个反应的题时，如果我们能抓住反应前后某特征元素质量守恒这一点去分析、求解，那就可能使看上去颇为复杂的计算变得极其简单。下面举例加以分析。
例1、一定量的乙醇在氧气不足的条件下燃烧，得到CO、CO2和水的总质量为27．6 g，其中水的质量为10．8 g，则参加反应的乙醇的质量是多少？生成一氧化碳的质量是多少？
解析：由于乙醇燃烧生成CO、CO2和水，根据元素质量守恒可知：乙醇中碳元素的质量应等于产物一氧化碳与二氧化碳中碳元素的总质量，而乙醇中氢元素的质量应等于产物水中氢元素的质量，据此可算出参加反应的乙醇的质量。
解：10．8 g水中氢元素的质量为：
则参加反应的乙醇的质量为：
乙醇中碳元素质量为：
根据题意得生成的CO、CO2总质量为：27．6 g-10．8 g=16．8 g
设生成CO的质量为X,则生成CO2的质量为16．8 g-X，由题意列式为：
解之得：X=1．4 g
答：参加反应的乙醇的质量是9．2 g，生成一氧化碳的质量是1．4 g。
例2、有一种含CaCO3与CaO的混合物，测得其中钙元素的质量分数为50％,取该混合物16 g，经高温煅烧后，将剩余固体投入足量的水中，固体全部溶解生成Ca(OH)2，则生成Ca (OH)2的质量为( )
A、3．7 g B、7．4 g C、14．8 g D、22．2 g
解析：由于CaCO3高温分解会生成CaO，CaO与水反应又生成Ca (OH)2 ，在这里涉及多个反应，而解决此题的关键在于物质在转化的过程中，钙元素的质量是保持不变的，因此，在混合物中钙元素的质量为：16 g×50％=8 g，固体全部溶解生成Ca (OH)2 的质量为：钙元素的质量÷Ca (OH)2 中钙元素的质量分数，即： 。故答案C正确。
例3、锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物3．5 g与一定质量的溶质质量分数为25％的稀硫酸(H2SO4)恰好完全反应，将反应后的混合物蒸发水分得固体(不含结晶水)11 g，则反应中生成氢气的质量为( )
A、0．15 g B、0．20 g C、0．30 g D、0．45 g
解析：此题若根据化学方程式计算，就非常复杂，如果运用元素质量守恒的观点，可使此题解法简单。根据化学反应前后金属元素的质量守恒可知：锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物在反应前后总质量是不变的，反应后的混合物蒸发水分得到的固体11 g是锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物和硫酸根的质量总和，因此，硫酸根的质量为11 g-3．8 g=7．2 g。而硫酸(H2SO4)中氢元素与硫酸根的质量比为1︰48，所以，硫酸中氢元素(即反应后生成氢气)的质量为： 。则答案A正确。
以上事例说明，元素质量守恒是质量守恒定律中的一个核心内容，将元素质量守恒的观点运用到化学计算中可以化繁为简，提高解题速度和正确率。
【强化练习】
1、1．6 g某物质在空气中完全燃烧后，生成4．4 gCO2和3．6 gH2O，请通过计算填空：
我有一物生得巧①、该物质中含碳元素_________ g，含氢元素____________ g。
②、该物质中________（填“含”或“不含”）氧元素；若含有氧元素其质量为_________ g（若不含氧元素，此空不填）
2、将8．3 g由Al、Zn两种金属组成的混合物加入到一定量的稀硫酸中，恰好完全反应，将反应后的溶液小心蒸干，得到无水固体27．5 g，则反应中消耗硫酸的质量为___________。
3、将3．6 gCaCO3高温煅烧一段时间后冷却，测得固体剩余物中钙元素的质量分数为57．6%，求固体剩余物中氧化钙的质量。
参考答案：
1、①1．2 g；0．4 g ②不含
2、19．6 g
3、1．4 g(解析：此题从分析反应前后固体物质得知，钙元素的质量是守恒的，所以此题就从反应前CaCO3中钙元素的质量为切入点进行计算。钙元素的质量为：3．6 g×40％=1．44 g，根据反应前后钙元素质量守恒求出反应后固体剩余物的质量为：1．44 g÷57．6%=2．5 g，然后再根据质量守恒定律求出生成CO2的质量为：3．6 g－2．5 g=1．1 g，最后根据化学方程式计算求出CaO的质量。)

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