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差量法

化学名词

差量法是依据化学反应前后的某些“差量”（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题法。 此法将“差量”看作化学方程式右端的一项，将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，其他解题步骤与化学方程式列比例式解题完全一致。 用差量法解题的关键是正确找出理论差量。

适用条件
（1）反应不完全或有残留物。
在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行。
（2）反应前后存在差量，且此差量易求出。这是使用差量法的前提。只有在差量易求得时，使用差量法才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解。
（3）用法公式为：分数差量/实际差量
用法
A ～ B ～ Δx
a～ b～ a-b
可得a/c=(a-b)/d
已知a、b、d即可算出c=a×d/(a-b)
化学方程式的意义中有一条：
理论依据：化学方程式表示了反应前后各物质间的比例关系。
证明
设微观与宏观间的数值比为k.（假设单位已经统一）
A ～ B ～ Δx
a　b　a-b
a*k　b*k (a-b)*k
可得a*k=a*[(a-b)]*k/(a-b)
推出a/(a*k)=(a-b)/[(a-b)*k]
用c替换a*k，d替换(a-b)*k
已知a、b、d即可算出c=a*d/(a-b)
因此差量法得证
原理
在化学反应前后，物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比例关系，这就是根据质量差进行化学计算的原理。
步骤
1．审清题意，分析产生差量的原因。2．将差量写在化学反应方程式的右边，并以此作为关系量。
3．写出比例式，求出未知数。
分类
（一）质量差法
例题：在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉，充分反应后溶液的质量减少了13.2克，问：（1）加入的铜粉是多少克？（2）理论上可产生NO气体多少升？（标准状况）
分析：硝酸是过量的，不能用硝酸的量来求解。设加入的铜粉质量为 x ，生成的NO质量为 y
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Δm
192 60 132
x y 13.2
192/x=132/13.2 60/y=132/13.2
可得(1)X=19.2g
(2) Y=6g 6/30=0.2mol=4.48L
即加入的铜粉是19.2克，产生NO气体理论值为4.48升
（二）体积差法
例题：10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01×105Pa , 270K）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。
分析：原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，下面可以利用烃的燃烧通式进行有关计算。
CxHy + （x+y/4 ）O2 → xCO2 +y/2 H2O 体积减少
1 1+(x+y/4)-x
10 20
计算可得y=4 ，烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4
（三）物质的量差法
例题：白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 现将5.84克PCl5装入2.05升真空密闭容器中，在2770C达到平衡时，容器内的压强为1.01×105Pa ，经计算可知平衡时容器内混合气体物质的量为0.05摩，求平衡时PCl5的分解百分率。
分析：原PCl5的物质的量为0.028摩，反应达到平衡时物质的量增加了0.022摩尔，根据化学方程式进行计算。
PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 物质的量增加
1 1
X 0.022
计算可得有0.022摩PCl5分解，所以结果为78.6%
例题
一。把6.1g干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物放在试管里加热，当完全分解、冷却后称得剩余固体质量为4.2g，求原混合物里氯酸钾有多少克？
〔分析〕根据质量守恒定律，混合物加热后减轻的质量即为生成的氧气质量（W混-W剩=WO2），由生成的O2即可求出KClO3。
〔解答〕混合物中氯酸钾质量为4.85g
二。把质量为10g的铁片放在50g硫酸铜溶液中，过一会儿取出，洗净、干燥、称重，铁片的质量增加到10.6g，问析出多少克铜？原硫酸铜溶液的溶质的质量分数是多少？
〔分析〕在该反应中，单质铁变成亚铁离子进入溶液，使铁片质量减少，而铜离子被置换出来附着在铁片上。理论上每56g铁参加反应后应能置换出64g铜、铁片净增加质量为64-56=8g。铁片增重10.6-10=0.6g并非是析出铜的质量，而是析出铜的质量与参加反应的铁的质量差。按此差量即可简便进行计算。
〔解答〕有质量为4.8g铜析出，原硫酸铜溶液的溶质的质量分数为24%
三。向50gFeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9g，则投入的Na的质量为
A、4.6g B、4.1g C、6.9g D、9.2g
[解析] Na投入到FeCl3溶液发生如下反应
6Na+2FeCl3+6H2O=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑
若2mol FeCl3与6molH2O反应，则生成6molNaCl，溶液质量减少82g，此时参加反应的Na为6ml；
现溶液质量减少4.1g，则参加反应Na应为0.3moL，质量应为6.9g。答案为（C）
四。同温同压下，某瓶充满O2共重116g，充满CO2时共重122g，充满某气体共重114g，则该气体相对分子质量为（ ）
A、28 B、60 C、32 D、14
[解析] 由“同温同压同体积下，不同气体的质量比等于它们的摩尔质量比”可知此题中，气体质量之差与式量之差成正比。因此可不计算本瓶的质量，直接由比例式求解：
（122-116）/（44-32）=（122-114）/（44-M（气体））
解之得，M（气体）=28。 故答案为（A）
五。向10g氧化铜通氢气，加热一段时间后,测得剩余固体的质量为8.4g 。判断剩余固体的成分和各自的质量。
[解析]剩余固体的质量为8.4g 则失去氧的质量 10 - 8.4 = 1.6g
则还原生成铜的质量 1.6×64/16 = 6.4g
剩余固体的成分 氧化铜 8.4 - 6.4 = 2g 铜 6.4g
六。10g铁样品放入足量的硫酸铜溶液中，充分反应后测得固体质量为10.8g，求铁样品中铁的纯度(假设样品中的杂质不和硫酸铜反应，也不溶于水) 。
[解析]增重0.8g 则消耗的铁物质的量为 0.8/(64-56) = 0.1mol
铁的质量 56×0.1 = 5.6g
铁的纯度 5.6/10 = 56%
七。将一定质量的铁放入100g的稀硫酸中，充分反应后测得溶液的质量为105.4g，求加的铁的质量
[解析]增重 105.4 - 100 = 5.4g
则铁物质的量 5.4/(56-2) = 0.1mol
铁的质量 0.1×56 = 5.6g
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