《高考化学题型解读及方法突破》方法01- 关系式法（解析版）

3.0 cande 2025-05-15 19 4 43.74KB 5 页 3知币
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专题 01 关系式法
【母题 1★★★】为测定某石灰石中 CaCO3的质量分数，称取 W g 石灰石样品，加入过
量的浓度为 6 mol/L 的盐酸，使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的 CO2，再加入足量的草
酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀，离子方程式
为：C2O2-
4+Ca2+=CaC2O4↓，过滤出 CaC2O4后，用稀硫酸溶解：CaC2O4+H2SO4=H2C2O4
+CaS O4，再用蒸馏水稀释溶液至 V0 mL。取出 V1 mL 用a mol/L 的KMnO4酸性溶液滴定，
此时发生反应： 2MnO\s\up 11(- )+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，若滴定终点时消耗
a mol/L 的KMnO4 V2 mL，计算样品中 CaCO3的质量分数。
【分析】本题涉及到化学方程式或离子方程式为 ：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C2O2-
4+Ca2+=CaC2O4↓
CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4
2MnO\s\up 11(- )+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【解答】由方 程式可以得出相应的关系式：
5CaCO3——5Ca2+——5CaC2O4——5H2C2O4——2MnO－4
5 2
n1(CaCO3) aV2×10-3 mol
n1(CaCO3) = 2.5 aV2×10-3 mol
样品中：n (CaCO3) = 2.5 aV2×10-3×
V0
V1
mol
则：ω(CaCO3) =
(2. 5 aV 2×10−3×V0
V1
)mol×100 g/mol
W g ×100 %=25 aV 0V2
WV 1
%
【点拨】对于多步反应，可根据各种的关系(主要是化学方程式、守恒等)，列出对应
的关系式，快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系，从而免
除了涉及中间过程的大量运算，不但节约了运算时间，还避免了运算出错对计算结果的影
响，是最经常使用的方法之一。
【解题锦囊】实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：
从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。
对于多步反应体系 ，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并
据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。
关系式法常常应用于多步进行的连续反应。在多步反应中，第一步反应的产物，即是
下一步反应的反应物。根据化学方程式，每一步反应的反应物和生成物之间有一定的量的
关系，即物质的量之比是一定的。所以，可以利用某中间物质作为 “中介”，找出已知物
质和所求物质之间的量的关系。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以
将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻 烦，简化解题步骤，减少运算量，且计
算结果不易出错，准确率高。
用关系式法解题的关键是建立关系式，而建立关系式一般途径是：
(1) 利用化学方程式之间的化学计量数间的关系建立关系式；
(2) 利用化学方程式的加合建立关系式；
(3) 利用微粒守恒建立关系式。
【衍生 1★★★】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 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：
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
根据化学方程式，找出关系式：
Fe3O4 —— 4 CaCO3
1 400
m(Fe3O4) 12.8 g
m(Fe3O4) ＝
232×12 .8 g
400
＝ 7.42 g
ω(Fe3O4) ＝
7 . 42 g
10 .0 g×100 %
＝ 74.2%
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