趣味導入
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例1：我國第一部《室內空氣質(zhì)量標準》于2003年3月1日起實(shí)施，其中規定室內空氣中甲醛(HCHO)含量不得超過(guò)0.1 mg/m3。甲醛的含量可根據下列反應測定;
4 KMnO4+5 HCHO+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O
現取某裝修后的室內空氣樣品500 mL，用溶質(zhì)質(zhì)量分數為1.58×10-8(0.000 001 58%)的高錳酸鉀溶液(其中加入適量的硫酸溶液)300 g，與其中的甲醛恰好完全反應。
(1)求500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量。
(2)通過(guò)計算說(shuō)明，該居室內空氣中甲醛含量是否符合國家規定的標準。
解：(1)設500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量為x,反應掉的高錳酸鉀的質(zhì)量為：
300×103mg×1.58×10-8=4.74×10-3 mg
4 KMnO4 + 5HCHO + 6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O
4×158 5×30
4.74×10-3mg x
(2)
因為2.25 mg/m3大于0.1 mg/m3，所以超過(guò)了國家規定的標準。
答：500 mL該空氣中甲醛的質(zhì)量1.125×10-3 mg.
因為2.25 mg/m3大于0.1 mg/m3，該居室內空氣中甲醛含量不符合國家標準。
聯(lián)系實(shí)際：剛裝修完的房子，可以采用什么方法除去裝修材料釋放出來(lái)的甲醛?你還有沒(méi)有其他的方法?
例2：煤是重要的化工原料，用煤作燃料，不僅是極大的浪費，而且因煙煤中含有硫的化合物(FeS2)，燃燒時(shí)生成二氧化硫氣體造成環(huán)境污染。
設某具有30萬(wàn)戶(hù)人口的中等城市，每戶(hù)每天燒煤5 kg，這種煤中含FeS25%，燃燒時(shí)，設有90%的硫轉化為二氧化硫，被排放到大氣之中。
硫鐵礦燃燒時(shí)的反應方程式如下：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，問(wèn)：(1)燃燒1 t煤，可產(chǎn)生多少千克二氧化硫?
(2)該中等城市如果全部以煤做燃料，每年將有多少?lài)嵍趸蚺欧诺酱髿庵?
解析：此題若采用根據化學(xué)方程式的常規計算，非常繁瑣。但如果運用元素守恒的思想來(lái)解題，則簡(jiǎn)潔明了。不管經(jīng)歷了多少步反應，總之，90%的硫轉化為二氧化硫，只要求出二氧化硫中硫元素的質(zhì)量，即可求出二氧化硫的質(zhì)量。而這些硫元素全部來(lái)自FeS2。所以最終歸結到求FeS2的質(zhì)量。
隨堂反饋
1.醫療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出的熱量均勻、穩定，使患處保持濕熱狀態(tài)，則56 g鐵粉完全氧化需要消耗氧氣的質(zhì)量是()
A.16 g B.24 g C.21 g D .32 g
2.1998年6月3日國家環(huán)�？偩止嫉摹�1997年中國環(huán)境狀況公報》指出，我國空氣污染仍以煤煙型為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵，1997年我國向大氣中排放的二氧化硫的總量為2 346 t，產(chǎn)生這些二氧化硫相當于燃燒了 t硫，排放到空氣中的二氧化硫隨著(zhù)雨水降落到地面，就形成了酸雨。酸雨的主要成份之一是亞硫酸(H2SO3)，寫(xiě)出二氧化硫和水反應生成亞硫酸的化學(xué)方程式。
火眼金睛
1.根據質(zhì)量守恒定律及2Mg+O2=2MgO的反應方程式，下列各組數據正確的是( )
A.鎂的質(zhì)量2 g，氧氣質(zhì)量3 g，氧化鎂質(zhì)量5 g
B.鎂持質(zhì)量3 g，氧氣質(zhì)量2 g，氧化鎂質(zhì)量5 g
C.鎂的質(zhì)量1 g，氧氣質(zhì)量4 g，氧化鎂質(zhì)量5 g
D.鎂的質(zhì)量4 g，氧氣質(zhì)量1 g，氧化鎂質(zhì)量5 g
2.在反應2X+Y==2Z中，已知Y的相對分子質(zhì)量為32，Z的相對分子質(zhì)量為80，則X的相對分子質(zhì)量為()
A.24 B.48 C.64 D.128
3.鎂在空氣中燃燒反應如下：2Mg +O2====2MgO 3M+N2==Mg3N2，已知24 g鎂在純氧氣中燃燒可得40 g產(chǎn)物，則24 g鎂在空氣中燃燒可得產(chǎn)物的質(zhì)量是( )
A.等于40 g B.小于40 g C.大于40 g D.無(wú)法確定
4.某二價(jià)金屬13 g投入足量的稀硫酸中，生成0.4 g氫氣，該金屬的相對原子質(zhì)量是( )
A.13 B.26 C.52 D.65
5.將23 g鈉、24 g鎂分別投入等質(zhì)量的足量的稀硫酸中，充分反應后得到的溶液質(zhì)量為a g和b g，則a與b的關(guān)系是()
A.a=b B.ab D.無(wú)法判斷
計算小擂臺
6.在實(shí)驗室里電解1.8 g水，問(wèn)要標準狀況下可制得氫氣多少升?(標準狀況下氫氣的密度為0.0899 g/L)
7.有一種含水的過(guò)氧化氫樣品10 g，在二氧化錳的催化作用下，完全分解得到3.2 g氧氣，試求該樣品中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分數。
8.A、B、C三種物質(zhì)各15 g,在一定條件下充分反應后只生成30 g D，若再向殘留物中加入10 g A，繼續充分反應后，只有C有剩余，則
(1)第一次反應停止后，殘留物中A g ,Bg，Cg;
(2)第二次反應中，消耗Ag,消耗Bg,剩余Cg;
(3)該反應中A、B、C三種物質(zhì)的質(zhì)量比為。
課外閱讀
元素守恒在化學(xué)計算中的妙用
初中化學(xué)存在著(zhù)廣泛的守恒關(guān)系�；瘜W(xué)反應前后，元素的質(zhì)量、種類(lèi)不變，原子的種類(lèi)、質(zhì)量、個(gè)數不變，這就從“宏觀(guān)”和“微觀(guān)”兩個(gè)不同的角度說(shuō)明了質(zhì)量守恒定律。
在應用守恒思想解題時(shí)，要注意巧妙地選擇兩狀態(tài)中總值不變的物理量建立等式，不糾纏中間過(guò)程，只考慮始終狀態(tài)，實(shí)際上是整體思維的思想在化學(xué)中的應用。
例題：某化合物完全燃燒，需要4.8 g氧氣，同時(shí)只生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水，則該化合物中 ( )
A.只含碳、氫元素 B.只含碳、氧元素
C.含碳、氫、氧元素 D.無(wú)法確定
解析：從反應后生成的二氧化碳和水可看出，該化合物中一定含有C、H元素(因為化學(xué)反應前后，元素種類(lèi)不變);由二氧化碳和水中氧元素的質(zhì)量與該化合物完全燃燒所需氧氣的質(zhì)量進(jìn)行對比，可判斷化合物組成中是否含有氧元素(化學(xué)反應前后，元素的質(zhì)量不變)。
中考鏈接
[鄭州]將16 g硫在給定量的氧氣中燃燒，有如下實(shí)驗數據：
給定氧氣的質(zhì)量 生成二氧化硫質(zhì)量
實(shí)驗Ⅰ 1.5 g 3.0 g
實(shí)驗Ⅱ 16 g 32 g
實(shí)驗Ⅲ 20 g 32 g
分析數據回答：
(1)在三次實(shí)驗中，第 次恰好完全反應;
(2)在第 次實(shí)驗中氧氣有剩余，剩余 g;
(3)第 次實(shí)驗中硫有剩余，剩余 g。
分析：在實(shí)驗Ⅰ中，16 g硫在1.5 g氧氣中燃燒生成了3.0 g二氧化碳。由數據16 g+1.5 g≠3.0 g，可知：此反應不是恰好完全反應。實(shí)驗Ⅱ，16 g硫在16 g氧氣中燃燒生成了二氧化硫，由數據16 g+16 g=32 g可知，實(shí)驗Ⅱ是恰好完全反應的。并且參加反應的反應物和生成物的質(zhì)量比是S:O2:SO2=1:1:2。實(shí)驗Ⅰ硫和氧氣的質(zhì)量比大于1:1。說(shuō)明反應物有剩余，剩余的質(zhì)量為16 g-1.5 g=14.5 g。實(shí)驗Ⅲ,16 g硫在20 g氧氣中燃燒生成了32 g二氧化硫 由數據16 g+20 g≠36 g;說(shuō)明反應并沒(méi)有反應完全。實(shí)驗Ⅲ中硫和氧氣的質(zhì)量比小于1:1，說(shuō)明氧氣有剩余，剩余質(zhì)量為20 g-16 g=4 g。
答案：(1)Ⅱ(2)Ⅲ 4 g(3)Ⅰ 14.5 g
[河南]“法輪功”邪教組織頭目李洪志說(shuō)， 他發(fā)功能是鋁發(fā)生化學(xué)反應，變成銅和金，使鋁分子變成銅分子和金分子。請你根據所學(xué)知識，指出這種說(shuō)法違反科學(xué)之處。
分析：從化學(xué)反應規律來(lái)講，這種說(shuō)法違反了質(zhì)量守恒定律，因為根據質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應前后的原子種類(lèi)(元素種類(lèi))不能發(fā)生變化，所以鋁元素不能通過(guò)化學(xué)反應變成銅元素和金元素。從物質(zhì)構成角度來(lái)講，由于金屬單質(zhì)是由原子直接構成的。所以不存在“鋁分子、銅分子、金分子”只有“鋁原子、銅原子和金原子”。
答案：有兩處錯誤：(1)“鋁變成銅、金”違反了質(zhì)量守恒定律，因為根據質(zhì)量守定律，化學(xué)反應前后的元素的種類(lèi)是不變的。(2)“鋁分子、銅分子、金分子”的說(shuō)法是因為不懂得金屬單質(zhì)是由原子直接構成的，根本不存在所謂的金屬分子。
課題閱讀
化學(xué)反應中，反應物和生成物的質(zhì)量關(guān)系
小剛和小潔以“化學(xué)反應中，反應物和生成物的質(zhì)量關(guān)系”為課題進(jìn)行科學(xué)探究。請填寫(xiě)以下探究過(guò)程中的空格：
[提出假設]化學(xué)反應中，反應物和生成物的質(zhì)量 (1) 。
[確定研究方法]分析推理、查閱資料、實(shí)驗探究。
[設計并進(jìn)行實(shí)驗]小剛設計的實(shí)驗裝置和選用的藥品如圖A所示，小潔設計的實(shí)驗裝置如圖B所示，他們在反應前后都進(jìn)行了規范的操作、準確的稱(chēng)量和細致的觀(guān)察。
注意：
A中稀鹽酸的主要成份為HCl，石灰石的主要成份是CaCO3
A中發(fā)生的反應：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+2H2O
B中稀硫酸的主要成份為H2SO4，氯化鋇溶液的主要成份是BaCl2
B中發(fā)生的反應：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
[實(shí)驗結論]小剛認為：在化學(xué)反應中，生成物的總質(zhì)量與反應物的總質(zhì)量不相等。小潔認為：在化學(xué)反應中，生成物的總質(zhì)量與反應物的總質(zhì)量相等。你認為：(2) 的結論不正確，請你談?wù)剬е铝硪环N結論錯誤的原因 (3) 。
[結論分析]請從原子的角度，簡(jiǎn)要分析你認為正確的結論。
[查閱資料]小剛和小潔通過(guò)查閱資料了解到：法國偉大的科學(xué)家拉瓦錫，早在18世紀就圍繞這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行了準確、縝密的研究，并作出了科學(xué)結論。
[交流表達]簡(jiǎn)要談一下，你認為這條科學(xué)結論有什么重大意義?(不超過(guò)30字)
[結論應用]環(huán)保部門(mén)常用I2O5測定空氣受CO污染的程度，發(fā)生反應的化學(xué)方程式為：
I2O5+5CO==I2+5X，根據生成X的多少，可以判斷CO的含量，X的化學(xué)式為 (6) 。
答案：(1)相等(2)小剛(3)因為生成的二氧化碳逸出(4)化學(xué)反應前后，原子的種類(lèi)不變，數目沒(méi)有增減，質(zhì)量也不發(fā)生變化。(5)化學(xué)反應還表示反應物、生成物各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，使對化學(xué)的研究就由定性化學(xué)轉向了定量化學(xué)。(6)CO2
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