中学化学需要哪些计算？
首先，多步或多反应之间的关系找到相关的计算量
例1:在铁和氧化铁15g的混合物中，加入150mL稀硫酸，在标准条件下释放出1.68LH2，铁和氧化铁均无残留；将KSCN溶液滴入溶液中，没有观察到颜色变化。为了中和过量的硫酸并将Fe2+完全转化为Fe(OH)2，***消耗了200mL的3mol·L-1的NaOH溶液。求原硫酸溶液的质量浓度。
思路分析:这是一道涉及五个相关反应的计算题，练习中提供了五个数据。如果用常规方法求解，非常复杂，容易出错，找到计算量之间的关系来求解就非常简单了。下面介绍用关系法解题的思维过程。读者可以先尝试用常规方法解决这个计算问题，然后与下面的关系式法进行比较，体会在化学反应计算中使用关系式的简便性。
溶液1:设原硫酸溶液浓度为c。
根据题意和反应关系，最终生成的FeSO4中的SO42-全部由H2 SO4转化而来，即中和过量的硫酸和FeSO4的量应等于原硫酸的量。根据硫酸和NaOH之间的反应以及FeSO4和NaOH之间的反应，得到:
H2 SO4～2 NaOH
1 2
C×0.15 3×0.2
C= 2摩尔/升
解2:根据题意和反应关系，H2 SO4中的SO2-4最终全部转化为Na2 SO4，NaOH中的Na+也全部转化为Na2 SO4。根据Na2 SO4中Na与SO4的对应关系，可以推导并求解出H2 SO4与NaOH的对应关系(2NaOH ~ Na2SO4 ~ H2SO4)。
例2:取28.8克由镁粉、氯化镁、氢氧化镁和碳酸镁组成的固体混合物，放入269.5克质量分数为20%的稀硫酸中充分反应，得到质量为291.5克的溶液，计算反应后溶液的溶质质量分数。
思路分析:此题涉及四个化学反应，非常复杂，如果用常规方法求解容易出错。但只要对所涉及的四个反应进行分析，就可以得到如下关系式:H2SO4 ∽ MgSO4，根据这个关系式，就可以得到反应后得到的溶液中溶质(MgSO4)的质量。
回答:22.6%。
实施例3当钠、镁和铝与足够量的稀硫酸反应时，产生的氢气的摩尔比为_。
思路分析:这个问题的常规解法是分别设定钠、镁、铝的量，然后根据化学方程式分别计算它们产生的氢气量，再算出结果。显然，求解过程相当复杂。但是我们可以通过分析化学方程式中的量的关系，找出钠、镁、铝、氢之间的关系，摆脱对化学方程式的依赖？解决问题的过程会非常简单。以金属铝与足量硫酸的反应为例，根据相关化学方程式，有如下关系式:2al ∽ 3H2，即Al与H2的量的关系为:n( H2)=3/2×n(Al)，由此可推导出金属与酸的量的一般关系式:n( H2)=金属化合价/2×n .根据这个关系式 不难看出，相同物质的钠、镁、铝产生氢气的量之比，实际上等于三种金属的化合价之比。 答案:1: 2: 3
第二，根据原子守恒，找到关系。
实施例4:用足量的CO还原2.4克+2价金属元素的氧化物，并将反应产生的所有CO2引入足量的石灰水中，得到3克白色沉淀，因此金属为:
锌铜铁铅
思维分析:设金属氧化物的化学式为RO，根据反应:RO+CO = = CO2+R，可以得到关系式:RO ∽CO2，白色沉淀从题目看是CaCO3。根据题目中的一系列变换，可以得到如下关系式:CO ∽ CO2 ∽ CaCO3(碳原子守恒)，最后得到已知计算量CaCO3和未知计算量。
这大大简化了计算过程。
答:(B)Cu
实施例5红磷在氯气中进行燃烧反应。如果磷与氯气的比例为1: 1.8，则完全反应后产物中PC15与PC13的比例为:
A.3: 5 B. 5: 3 C. 3: 7 D. 1: 2
思路分析:如果用常规方法解题，很难写出正确的化学方程式，但根据题意:n(P):n(c 12)= 1:1.8，可以直接得出关系式:P+1.8c12。
答:(c)
例6:将O2、CH4和Na2O2放入密闭容器中，在150℃用电火花引发反应。反应结束后，测量容器中的压力为零，向所得固体中加入水时没有气体产生，然后测定原容器中Na2O2、O2和CH4的比例。
思路分析:此题还涉及三个化学反应。O2和CH4生成CO2和H2O，CO2和H2O分别与Na2O2反应。根据题意，反应后的产物只有Na2C03和NaOH，所以直接写出一般关系式:
X Na2O2+yO2+zCH4 ∽ z Na 2C03+4zNaOH(从C和H原子守恒来看，Na2CO3和NaOH之前的系数是Z和4Z)；然后由Na原子守恒:2x= 2z+ 4z。
O原子守恒:2x+ 2y= 3z+ 4z。
答案:6: 1: 2
三。在涉及氧化还原反应的计算问题的情况下，应该根据电荷守恒获得该关系。
电荷守恒就是电子得失守恒。在氧化还原反应中，无论是自发的氧化还原反应还是原电池或电解池，氧化剂获得的电子数必须等于还原剂损失的电子数。
例7:已知KMnO4在酸性条件下是常见的氧化剂，在氧化还原反应中被还原成Mn2+(无色)。还已知KMnO4(H+，aq)可将SO32氧化成SO42。然后一种酸性溶液含有KMnO40.50mol的KMnO，并滴加5.0mol的L—-Na2SO3(水溶液)，直到KMnO4(H+，aq)刚好完全褪色。尝试计算添加的Na2SO3(水溶液)的体积。
思路分析:如果用常规方法解题，化学方程式的书写比较困难或麻烦，但利用电荷守恒可以很容易地得出反应关系:KMnO4(H+，aq)还原成Mn2+，SO32—-氧化成SO42—-失去两个电子。根据得失电子相等的原理(即电荷守恒)，KMnO4与Na2SO3反应。
答案:V = 0.25 (L)
实施例8用石墨电极电解5OOmL NaNO3和Cu(SO4)2的混合溶液。一段时间后，阴极逸出11.2L(标准条件)气体，阳极逸出8.4L(标准条件)气体。查找:
(1)原始混合溶液中Cu2X的浓度
(2)电解质溶液中物质的量H的浓度X
思路分析:根据题意，可以得出阴极得到Cu和H2，阳极得到O2。
根据得失电子守恒，n(Cu) ×2 +n(H2)× 2 = n(O2)×4。
解:n(Cu)=0.25mo1。
当阴极产生H2时，意味着溶液中所有的Cu2+被还原。
所以C(Cu2+)= 0.5mol/L，但溶液中电荷守恒(Na+，NO3—-)没有改变，所以相当于用H+代替了Cu2+。
C(H+) = 2×C(Cu2+) =1。Omo 1/升
第四，求其他量的关系。
在化学反应过程中，有一些有价值的原子守恒定律、物质的数量关系和电子转移关系(价涨落关系)，也有一些有价值的质量守恒和离子电荷守恒(物质组成的体积关系和比例关系)。事实证明，这些守恒关系在化学计算中是很有价值的，经常使用可以使计算快速、简便、准确。
实施例9质量为29 g的丁烷在高温下以下列三种方式进行分解反应:
(1)C4 h10 C2 h6+C2 H4；(2)C4 h10 C4 h8+H2；(3)当C4H10CH4+C3H6与C4H10的分解比为5:2:3时，C4H10完全分解后混合气体的平均摩尔质量是多少？
思路分析:这个问题不难。使用常规计算，过程相当复杂。最后，需要应用关于摩尔质量的概念公式进行计算。但仔细分析C4H10的分解特性，发现无论C4H10以何种方式分解，不同分解方式的比例是多少，C4H10总是一分为二的。因此，利用反应过程中的质量守恒，由于反应前后的量不变，反应后的物质的量是反应前的两倍，所以反应后得到的混合气体的平均摩尔质量是C4H10摩尔质量的一半，即29 g mol-。
例10有一些KOH固体暴露在空气中。经分析发现，含水量为2.8%，K2CO37.3%。取2g该样品，放入质量分数为36.5%的10g盐酸中。反应结束后，用100 g质量分数为3.65%的KOH溶液中和过量的盐酸，将中和后的溶液蒸发后得到。
思路分析:本题数据复杂，反应多步。如果一步步往后推，不仅费时费力，还容易出错。如果用守恒法分析，无论是KOH还是K2C03与盐酸反应，最终生成的都是KCl，即最终生成的KCl和HCl的量守恒:n(KCl)=n(HCl)。
答案:7。45克
在计算中运用关系法，不仅可以简化化学计算过程，避免不必要的错误，而且有利于学生思维过程的训练。要掌握这种方法，探究化学变化前后各种有价值量之间的关系是非常重要的。学生在平时的化学计算中要善于总结，勤于思考，勤于积累，真正学会利用关系式解决化学计算问题。