淺談尋求化學計算關系式的方法和技巧

陳宏兆

根據化學方程式的計算是中學化學教、學、考

的重點。如何淡化對化學方程式的依賴，迅速形

成解題思路？有效的方法就是尋求與題意有關的

各種物質之間的量的關系，依據關系式解題。本

文介紹幾種常用方法，供參考。

一、剖析反應推導關系式

對某個或某類化學反應從量的角度去分析和

挖掘，可推導出相關物質的質量、物質的量或體積

之間的關系式。

如金屬與酸的反應，以Na、Mg、Al為例，分析

它們與酸（H+）的反應，可知，一、二、三價金屬與

產生的H2的物質的量關系分別為R1～（1/2）H2、

R2～H2、R3～（3/2）H2。再拓展到非金屬硅與強堿的反應（Si+2OH-+H2O

SiO2-3+2H2↑）。硅為4價，1 mol Si恰好對應

4/2即2 mol或4 g H2。由此可推導出如下關系式：

1 mol R（n價金屬或硅）H+或OH-（足量）n2mol或n g或11.2 n L H2（標準狀況）

例1b g某金屬與足量的稀硫酸反應，生成該金屬的三價正鹽和a g

氫氣。則該金屬的相對原子質量為（ ）。

A.2baB.3b2aC.3baD.a3b

解析由關系式R～3 g H2有：

M（R）∶3=b∶a，M（R）=3ba，選C。

剖析化學反應，進行有針對性的研究，可以尋

求許多有價值的關系。

等物質的量的Na2O和Na2O2分別與等量的水完

全反應后，所形成溶液的質量、密度、質量分數、物

質的量濃度一定相等；這些關系式可以使你減少

書寫化學方程式這一環節，提高計算速度和準確

性。

一、選取基準串聯關系式

從某一角度選取某量作為基準，尋求不同反

應的產物之間關系的內在聯系，可得出一串關系

式。如分別用KMnO4、KClO3、Na2O2、H2O2制O2，

當轉移電子數目（基準）相同時，生成的O2的物質

的量之比是1∶1∶2∶2；電解熔融鹽或水溶液（用惰性電極），按“通過相同電量”這個基準，串聯電路中不同電解產物有如下總關系式：

4e-～4nM（M為金屬，n為化合價），如

4Na～2Mg～43Al～2Cu～4H+～4OH-～2H2～2Cl2～O2

這個關系式能總攬電化學計算。

二、疊加反應演繹關系式

將多步反應進行疊加，得出新的化學方

程式和關系式。如疊加3NO2+H2O2HNO3+

NO、2NO+O22NO2、4NH3+5O2催化劑4NO+6H2O這3個反應可得到：NH3+2O2

HNO3+H2O，它揭示了工業制硝酸的原料氨和產品HNO3（和H2O）之間的量的關系，是很有創意和價值的。

例1為了預防碘缺乏病，國家規定每千克食鹽中應含有40 mg～50 mg碘

酸鉀。為檢驗某種食鹽是否為加碘的合格食鹽，

某同學取食鹽樣品428 g，設法溶解出其中全部的

碘酸鉀。將溶液酸化并加入足量的碘化鉀淀粉溶

液，溶液呈藍色，再用0.030 mol/L的Na2S2O3溶液

滴定，用去18.00 mL時藍色剛好褪去。試通過計

算說明該加碘食鹽是否為合格產品。有關反應

為：

IO-3+5I-+6H+3I2+3H2O

I2+2S2O2-32I-+S4O2-6

解析疊加題給反應可得IO-3～6S2O2-3，那么，428 g食鹽中n（IO-3）=（1/6）×0.030×18.00×10-3=9×10-5mol，則每千克食鹽中含KIO3：

9×10-5mol×214 g/mol×（1000/428）

=0.045 g=45 mg

這說明該加碘食鹽是合格的。

三、善察始終創新關系式

善察始終是指把握變化的始態和終態，略去

大量、繁瑣的中間過程，運用整理思維，創新出所

需關系式的一種方法。

例2一定量的鐵和氧化鐵的混合物投入

250 mL 2 mol/L的硝酸中，充分反應后，無固體剩

余，生成1.12 L（標準狀況）NO氣體。再向反應后

的溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液，要使鐵元素

恰好完全進入沉淀中，所加NaOH溶液的體積最

少是（ ）。

A.400 mLB.450 mLC.500 mLD.不確定

解析本題所涉及的反應較多（可能有Fe+HNO3、Fe2O3+HNO3、Fe+Fe3+、OH-+H+、OH-+Fe2+、OH-+Fe3+等），且不知混合物的質量。不

知Fe和Fe2O3溶于HNO3是全部變成Fe3+還是既

有Fe2+又有Fe3+，不解題給1.12 L NO的用意。

如果依化學方程式去進行計算，必然走入“死胡

同”。用整體思維，始態是“Fe+Fe2O3+HNO3”，終

態是“Fe（OH）x+NaNO3”，當鐵元素恰好全部沉淀

時，溶液中的溶質只有NaNO3，那么n（Na+）=n

（NO-3），即n（NaOH）=n（HNO3）-n（NO），依此關系式不難解出答案為B。

四、活用守恒凸現關系式

“守恒”是一種十分重要的解題思想和意識。

把握化學反應中的質量守恒、原子守恒、電荷守

恒、得失電子守恒等守恒關系，便能凸現出關系

式，找到解題的切入點。

例3已知脊椎動物的骨骼中含有磷。以下是測定動物骨灰中磷元素含

量的實驗方法。稱取某動物骨灰樣品0.103 g，用

硝酸處理，使磷轉化為磷酸根。再加入某試劑，使

磷酸根又轉化成沉淀。沉淀經灼燒后得到組成為