某化工厂排放的污水中污水排放影响当地水资源怎么办

苏州荣轩环保之化工污水处理技术
化工业的发展,随着我国经济的发展,占据了国民经济中的主要 地位。众多石油化工、煤化工企业在发展过程中,其污水的排放问题一直都是人们关注的重点。化工废水中酸碱性含量高,成分复杂,如果不经过处理直接排放入江 河湖海中,对水资源污染十分严重。水
化工业的发展,随着我国经济的发展,占据了国民经济中的主要 地位。众多石油化工、煤化工企业在发展过程中,其污水的排放问题一直都是人们关注的重点。化工废水中酸碱性含量高,成分复杂,如果不经过处理直接排放入江 河湖海中,对水资源污染十分严重。水源流经的土地也会造成一定的腐蚀和二次污染,极大程度的影响到了人们生产、生活质量。而目前污水处理技术上还存在一定 的困难,本文主要对我国化工污水处理技术进行分析和探讨。
化工厂污水处理方法主要有:
物理法(包括过滤法、重力沉淀法和气浮法等。) & 化学法(化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法、) & 生化法(活性污泥法、SBR法、接触氧化工艺、升流厌氧污泥床法等) & 物理化学法(吸附法、萃取法、膜吸法等) & 化工厂污水处理方法:1.化学方法处理 & 化工厂污水处理方法:2.物理处理法 & 化工厂污水处理方法:3.光催化氧化技术 & 化工厂污水处理方法:4.超声波技术 &超声波技术,是通过控制超声波的频率和饱和气体,降解分离有机物质。 & 功率超声的空化效应为降解水中有害有机物提供了独特的物理化学环境从而导致超声波污水处理目的的实现。超声空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键。在水溶液中,空化泡崩溃产生氢氧基和氢基,同有机物发生氧化反应。空化独特的物理化学环境开辟了新的化学反应途径,骤增化学反应速度,对有机物有很强的降解能力,经过持续超声可以将有害有机物降解为无机离子、水、二氧化碳或有机酸等无毒或低毒的物质。 & 化工厂污水处理方法:5.磁分离法
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求翻译:现在工厂越来越多,他们往河里排放大量的污水和化学原料,很多河流变脏了,大量的鱼死在了河里。保护水资源是我们的责任,我们应该节约用水,阻止工厂往河里排放废水和垃圾。是什么意思?
现在工厂越来越多,他们往河里排放大量的污水和化学原料,很多河流变脏了,大量的鱼死在了河里。保护水资源是我们的责任,我们应该节约用水,阻止工厂往河里排放废水和垃圾。
问题补充:
Now plant more and more, they discharge large amounts of sewage and chemicals into the River, many of the rivers dirty, lots of fish in the River. Protection of water resources is our responsibility, we should save water, blocked the factory waste and garbage into the River.
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蒸发技术在煤化工浓盐污水零排放中的应用
摘要:采用蒸发结晶法,使煤化工浓盐污水中的水分子汽化,回收冷凝水和有价值的结晶物,可实现污水零
排放,达到水资源循环利用的目的。本文介绍了美国GE 和安普公司在国内设计的、应用较成功的浓盐污水蒸发
工艺设备情况,指出了蒸发技术在煤化工浓盐污水应用过程中存在的问题,并提出了预防措施。
关键词:浓盐污水;蒸发;结垢;零排放
由于我国地广人多,人均水资源占有量及单位国土水资源占有量均低于世界平均值,其中人均水资源占有量约为世界平均值的四分之一,我国是贫水国家,
因此加强水资源的管理尤其具有重大意义。如果不能做到节约水资源和提高水的利用率,水资源问题可能成为经济发展的瓶颈,势必会影响我国经济建设的速度。
水资源在使用过程中由于丧失了使用价值而被废弃外排,
并以各种形式使受纳水体受到影响,这种水就称为废水。据来源不同,废水分为生活污水和工业废水两大类。工业废水又分为生产废水和生产污水。生产废水是指较清洁、不经处理即可排放或回用的工业废水(如冷凝水)。生产污水是指那些污染较重,须经过处理后方可排放的工业废水。
处理生产污水的方法按对污染物实施的作用不同,大体可分为两类:一类是通过各种外力作用,把有害物质从污水中分离出来,称为分离法,如离子交换法、吸附法、反渗透法、蒸发结晶法等;另一类是通过化学或生化的作用,使其转化为无害的物质或可分离的物质,后者再经过分离予以除去,称为转化法。
煤化工浓盐污水的零排放,就是将煤化工生产过程中产生的高浓度含盐污水采用有效的处理方法,使污水中污染物与水分离,
获得可回收的生产用水,实
现水的循环使用,达到无污水排放保护环境的作用。
某煤化工厂污水深度处理装置排出的反渗透(RO)浓盐水主要成份见表1。
该厂动力区化学水处理及化工区凝结水处理站再生排水水质情况为:pH:6~9;含盐量:10~20g/L(主要为氯化物和硫酸盐)。以上两股水混合后将形成浓盐污水,需要处理后回收利用,实现煤化工浓盐污水零排放。
2 蒸发结晶法处理浓盐污水的可行性分析
2.1 浓盐污水采用蒸发结晶法处理,
是通过蒸发浓缩,使污水中具有结晶性能的溶质浓度超过其溶度积达到过饱和状态,形成许多微小的晶核,晶核长大形成晶体析出,再进行固液分离,可获得固态结晶体。其中污水中的水份吸热后汽化形成二次蒸汽,二次蒸汽冷凝后获得较纯净的水,可实现浓盐污水中混杂溶质与溶剂水的分离。故蒸发结晶法处理浓盐污水可达到分离和回收有用物质(如纯净水)的目的。
浓盐污水蒸发结晶的必要条件是污水与蒸汽间热交换要有足够的传热面积;加热蒸汽不断供给;水份汽化并移走;污水中混杂的溶质在一定的压强和温度下易达到饱和结晶,而不会在蒸发控制的温度下气化。
蒸发结晶法在污水处理上有成熟的应用实例。例如从酸洗钢材的酸洗液中,用浓缩结晶法回收硫酸亚铁和废酸;从含有氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠的污水中,
利用这三种物质的溶解度随温度变化的规律不同的特性,把它们分离开来,从而回收硫代硫酸钠。另外真空蒸发制盐行业均是采用多效蒸发结晶法,从卤水中分离出氯化钠、硫酸钠、硫酸钾等盐。故采用蒸发结晶法处理煤化工浓盐污水是可行的。
3 污水蒸发常用的设备
列管式蒸发器:分自然循环式和强制循环式两种。最常用的蒸发器为外加热式强制循环蒸发器,污水在加热管内的循环速度一般为1.5~2.5m/s,传热系数高,对水垢有一定的冲刷作用,适于易蒸发结晶和结垢性的污水,但能耗较高。
薄膜式蒸发器:它有长管式、旋流式和旋片式三种类型。其特点是污水通过加热室在加热管内壁上,形成一层很薄的水膜。水膜吸收管外蒸汽潜热后,水份很快汽化移走而被浓缩。该类型蒸发器蒸发速度快,传热效率高,适用于一次性蒸发热敏性物料,间歇性处理粘度较大,容易产生泡沫的污水,但不适用于处理易结晶的污水,故该类型蒸发器只适用于污水浓缩,不能作为污水蒸发结晶器使用。常用的是长管式薄膜蒸发器,它按水流方向分为升膜、降膜、升—降膜式三种。加热室内有一组5~30m
长的加热管,污水从管端进入,沿管程汽化,然后进入分离室,分离二次蒸汽和浓缩液。
目前国内引进了一种先进的薄膜式蒸发器,其特点是污水在加热室内连续形成水膜,不断循环蒸发,故称为降膜式循环蒸发器。
浸没燃烧蒸发器:热气与污水直接接触式蒸发器,热源一般为高温烟气。它具有传热效率高,污水沸点较低,构造简单等优点,适用于蒸发强腐蚀性和易结垢的废液,但不适于热敏性物料和不能被烟气污染的物料蒸发。
3.4 自然蒸发塘:
适用于在雨水少、空气干燥、风大、日照时间长的荒漠地区使用,通过露天自然蒸发,可将污水中水份不断汽化进入大气,污水不断浓缩结晶而减少。它使用节能,运行成本低,对周围环境影响不大,但其设置容量大,占地面积大,防渗漏要求高,蒸发速率低,一次性投入高,且不能回收利用水是它存在的问题。
4 浓盐污水蒸发工艺及设备简介
薄膜式循环蒸发器+强制循环蒸发结晶器处理浓盐污水。降膜循环蒸发是将浓盐污水自降膜蒸发器加热室上部溢流箱加入,经液体分布器(成膜装置),均匀分配到各加热管内,在重力、真空诱导及气流作用下,成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被壳程内饱和蒸汽加热汽化,产生的二次蒸汽与浓缩液共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质,从而实现多效蒸发操作,浓盐污水在循环泵的作用下,不断循环蒸发,浓缩液则由分离室排出。内蒙神华煤制油公司浓盐污水蒸发装置由二效降膜循环蒸发(浓缩)器和一台外加热式强制循环蒸发结晶器组成。其中Ⅰ效蒸发器为浓盐水蒸发浓缩罐,合格的浓缩液排入蒸发塘自然蒸发;Ⅱ效
为硫酸铵废水浓缩罐(与Ⅰ效蒸发器同类型),产生的硫酸铵浓缩液进入Ⅲ效结晶器结晶,硫酸铵晶体作为产品回收。公司所产浓盐污水在进料罐中调好PH
值,加入防沫剂、防垢剂后,加热、脱气,进入Ⅰ效(加晶种)蒸发器。该蒸发器由一台立式降膜管壳式换热器及一台位于管板上面的溢流箱组成。该换热器下部设有浓盐水槽,一台循环泵将槽内的污水输送给溢流箱。蒸发器均使用丝网型除沫器,脱除二次蒸汽中夹带的雾滴。
主要设备有:降膜式循环蒸发器、外加热式强制循环蒸发结晶器、主空冷器、辅助空冷器、蒸汽喷射器、脱气器、换热器、进料罐、缓冲罐、泵、晶种旋流器等。其中降膜式循环蒸发器的主要组成有:换热器(加热室)、溢流箱及布水器、浓盐水箱(蒸发室)、除雾器等。其中Ⅰ
效浓盐污水蒸发器处理污水量为129m3/h,可产生冷凝水120.4
m3/h。Ⅱ效硫酸铵废水蒸发器处理废水量为103m3/h,可产生冷凝水98.3
m3/h。蒸发器配套的循环泵均属单级离心泵。浓盐水蒸发设备尺寸如表2。
神华煤制油是世界第一个煤直接液化的工业化项目, 美国GE
公司负责其浓盐污水多效蒸发浓缩(也称零排放工程)的工艺设计、设备供货、指导安装、系统调试等工作,四川自贡轻工设计院负责其结晶系统的设计。该浓盐污水蒸发结晶系统2009年底建成试车,经过一段时间的工艺调试、设备整治,至2010年8月转入生产正常运行阶段。目前生产能力已达到满负荷状态,设备运行正常。
4.2 外加热式强制循环蒸发器+自然循环蒸发器处理浓盐污水
山西介休三佳公司浓盐污水蒸发装置采用三效外加热式强制(或自然)循环蒸发结晶器,其中Ⅰ效为强制循环,使用钛合金材质,Ⅱ、Ⅲ效为自然循环,其材质为碳钢。蒸发器设计能力为12t/h。蒸发工艺为错流进料,进料顺序为Ⅱ效→Ⅲ效→Ⅰ效。结晶物在Ⅰ效产生,从Ⅰ效蒸发器排出后,利用自动刮刀式离心机(或压滤机)进行固液分离。设计中有二次蒸汽除沫和简单的防垢措施。
主要设备有:外加热式强制循环蒸发器、自然循环蒸发器、大气冷凝器、泵、换热器等。三佳公司浓盐污水多效蒸发工艺为美国安普中国分公司设计,采用错流多效蒸发装置处理高含盐量的污水。工艺成熟、可靠,其主要设备与国内真空蒸发制盐设备相同,可实现国产化,值得国内同行学习和借鉴。
4.3 电驱动压缩蒸汽机的单效降膜式循环蒸发器处理浓盐污水
该类型蒸发装置主要由电驱动压缩蒸汽机和单效降膜式循环蒸发器组成。它利用自身蒸发浓盐污水产生的二次蒸汽,经压缩机压缩,蒸汽的压力、温度升高,热焓增加后,进入自身的加热室作加热蒸汽使用,维持污水沸腾状态,而加热蒸汽本身冷凝成水。这样,回收利用了原来要废弃的二次蒸汽及潜热,提高了热效率,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30
效, 减少了对外部加热及冷却资源的需求,降低能耗,减少污染。其工艺原理图见图1。
主要设备:降膜式循环蒸发器、电驱动压缩蒸汽机、冷凝器、换热器、进料罐、缓冲罐、泵、晶种旋流器等。采用电驱动压缩蒸汽机的单效降膜式循环蒸发器处理浓盐污水,其工艺简单,设备少,操作方便,生产成本低,值得推广应用。但其主要设备压缩机目前仍依赖进口,设备制作周期长,投资费用高是它的缺点。
5 浓盐污水蒸发结晶过程中存在的问题及预防措施
蒸发器、预热器结垢是指浓盐污水中含有大量的杂质盐,不断蒸发浓缩后形成晶核。晶核附着于换热管(或面)内表面而结垢,轻则影响换热器效率,重则会使换热管堵塞,严重影响蒸发结晶装置正常运行。浓盐污水中含有钙、镁离子和硫酸根离子、碳酸根离子、硅酸盐等,它们在蒸发结晶过程中,不断浓缩达到共饱和产生硫酸钙、碳酸钙等晶核及硅酸盐胶体,晶核及胶体在蒸发器加热管、换热器的被加热面上附着形成垢层。蒸发器、换热器结垢后,需酸洗除垢,既耗时又会造成设备腐蚀。浓盐污水在蒸发汽化过程中,易产生二次蒸汽雾沫夹带,雾沫中所带的含盐水滴附着在除沫器的丝网或折流板上,不断浓缩析出晶体形成垢层,严重时造成二次蒸汽受阻。随着循环的浓盐污水浓度不断升高,污水中所含硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐会在降膜式蒸发器的分布器缝隙处析出、附着结垢,造成部分分布器堵塞。蒸发器内循环浓盐污水中晶种控制量是蒸发结晶过程中,防止同种晶型、溶解度小的盐析出附着于换热管(或面)结垢的重要监控指标。其控制范围窄,易波动,且监测分析结果滞后,一旦未及时发现晶种量不足进行调整时,可能已发生了结垢现象。
5.2 预防结垢措施
(1)晶种法:通过在浓盐污水中加入一定的硫酸钙或氯化钙作为晶种,利用与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力,降低污水中硫酸钙过饱和度,使污水中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的晶种上,而不是沉积在加热管内壁上,达到了防垢的目的。
(2)加阻垢剂法:通过添加阻垢剂,去螯合污水中的金属结垢离子,防止它们与碳酸根、硫酸根结合而结垢。
(3)加酸法:加酸,调节污水PH≤5.0,除去碳酸或碳酸氢根,防止结碳酸钙垢。(4)净化预处理法:采用硬度和碱度去除工艺,去除浓盐污水中的钙、镁离子和硫酸根、碳酸根离子,防止产生碳酸钙和硫酸钙结垢。
(5)控制固液比法:外加热式强制循环蒸发器生产过程中,可通过控制浓盐污水中固液比量在一定的范围内,在轴流泵的作用下,含较多结晶体的污水具有一定的流速,对换热管内壁有较强的冲刷作用,使晶核无法在加热管内壁附着形成垢层。
5.3 相关设计单位采取的防垢措施
公司对污水蒸发结垢的认识比较深,不回避结垢问题,并在设计中采取了必要的防垢措施,主要有:⑴加硫酸,调pH=5.0,除碳酸或碳酸氢根,防止结碳钙垢;⑵加硫酸钙或氯化钙晶种,防止硫酸钙结垢;⑶加阻垢剂防结垢;⑷采用蒸汽汽提,脱除二氧化碳、氧气等其它溶解性气体,防止下游设备结垢和腐蚀。目前国内化工生产过程中,防止料液中碳酸钙和硫酸钙垢较经济适用的方法主要是以上四种。
阿奎特公司设计中采用硬度和碱度去除工艺———浓盐污水在膜处理、蒸发浓缩之前,加入石灰或纯碱、烧碱进行“净化”,能防止碳酸钙和硫酸钙结垢,但其工艺繁琐,资金投入多,生产成本高,操作复杂,运用到污水蒸发生产中值得商榷。
5.4 设备腐蚀及防治措施
腐蚀是因有温度的料液含有酸碱性、含有大量盐份等,与金属设备及管道发生物理—化学相互作用,并导致金属性能发生变化,或其功能受到损伤的一种现象。浓盐污水呈强酸性或强碱性,且温度高,含氯离子,是造成金属设备及管道腐蚀的主要原因。腐蚀的主要防治措施是选用耐腐蚀材料,如316L、钛材、双相不锈钢、复合板或非金属材料制作浓盐污水蒸发结晶设备及管道等。在生产过程中,=采用一些加酸碱调控pH
值、加缓蚀剂、加强金属防护等防腐措施。
6 关于浓盐污水处理采用蒸发结晶法两点说明
浓盐污水蒸发结晶装置适用于处理含不易挥发无机盐的浓盐污水,但它不适用于处理易挥发有机物含量高的污水,原因是其蒸发结晶产生的冷凝水水质不易达标。
6.2 浓盐污水蒸发结晶装置一次性投资大, 能耗高,生产成本高。
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题号:2865758试题类型:计算题 知识点:水污染与防治,溶液的酸碱性与pH值,化学反应方程式的计算&&更新日期:
某同学在参加学校开展的综合实践活动中,考察了学校附近一家化工厂在“零点行动”前后的污水处理情况(“零点行动”是国家保护太湖流域水资源所采取的专项行动).该同学在考察过程中收集到了如下资料:①该化工厂排放的污水中主要成分是盐酸、提取未处理的污水水样,用pH试纸测得pH=3;②处理污水步骤之一是:污水进入中和池进行中和处理,所用的材料是较经济的石灰水.③提取经过处理后可以排放的水样,测得pH在7左右.根据上述提供的资料,回答下列问题:(1)该同学的这种考察属于 _________ 调查(填直接或间接)(2)要测出污水的酸碱度,若不用pH试纸,可选用下列 _________ 方法A.酚酞指示剂检验 B.中和滴定 C.紫色石蕊试液检验(3)经计算得知pH=3的污水中,盐酸的质量分数为0.00365%,现假设中和池中有1.0×106kg污水(污水中其他物质均不与氢氧化钙反应),至少需要多少千克氢氧化钙才能完全中和?
难易度:中等
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水体污染的定义:&& 大量的污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及其周围的生态平衡遭到破坏,对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。
水体污染来源: a.工业污染:座水、废渣、废气《工业“三反”》。 b.农业污染:化肥、农药的不合理使川。 c.生活污染:含磷洗涤剂的大量使用、生活污水的任意排放等。 防治措施: a.工业上:通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理使之符合排放标准。 b.农业上:提们使川农家肥,合理使用化肥和农药。c.生活污水也应逐步实现欲中处理和排放。
水体的自净能力:广义的水体自净是指在物理、化学和生物作用下.受污染的水体逐渐自然净化,水质复原的过程。,狭义的水体自净是指水体叶I微生物氧化分解有机污染物而使水体净化的过程。水体自净大致分为三类,即物理净化、化学净化和生物净化。它们同时发生,相互影响,共同作用。(1)物理净化。物理净化是指污染物质由于稀释、扩散、混合和沉淀等过程而浓度降低。污水进入水体后,大颗粒的不溶性固体在水流较弱的地方逐渐沉入水底,形成污泥。悬浮体、胶体和可溶性污染物因混合、稀释,浓度逐渐降低。 (2)化学净化。化学净化是指污染物由于氧化还原、酸碱反应、分解、化合和吸附凝聚等化学或物理作用而浓度降低。流动的水体从水面上大气中溶人氧气,使污染物中铁、锰等重金属离子氧化,生成难溶性物质析出沉降。某些元素在一定酸性环境中,形成易溶性化合物,随水漂移而稀释;在中性或碱性条件下,某些元素形成难溶化合物而沉降。天然水中的胶体,吸附和凝聚水中悬浮物质微粒,随水流移动或逐渐沉降。 (3)生物净化,又称生物化学净化。是指生物活动尤其是微生物对有机物的氧化分解使污染物质的浓度降低。&城市污水及处理: (1)城市污水城市污水包括生活污水、工业废水和径流污水等,由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水的污染,一般经历三个历史时期:病源污染期、总体污染期和新污染期。在病源污染期,城市污水主要是生活污水。由于污水中含有病菌和病毒,污水排入水体后往往会传染疾病。在总体污染期,随着工业的发展和人口的集中,城市污水量及所含的污染物种类不断增加。污水排入水体后,造成水体中悬浮物数量和生化需氧量越来越大,水体缺氧,水生生物灭绝。在新污染期,由于工业的高度发展,污水所含的污染物种类更加复杂。工业废水日益成为城市污水处理中的主要对象。(2)城市污水处理城市污水处理分为三个级别.分别称为污水一级处理、污水二级处理、污水三级处理。一级处理应用物理处理方法,即用格栅、沉砂池、初沉池、活性污泥池、二次沉淀池等构筑物,去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵。二级处理应用生物处理方法,即主要通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程,将污水巾各种复杂的有机物降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、供氧量等都有一定的要求。三级处理是用生物化学(硝化一反硝化)法、碱化吹脱法或离子交换法除氮,用化学沉淀法除磷,用臭氧氧化法、活性炭法或超过滤法除去难降解有机物,用反渗透法除去盐类,用氯化法消毒等过程中的一种或几种组成的污水处理工艺。
溶液的酸碱度及表示方法1. 溶液的酸碱性:溶液呈酸性、碱性或中性,通常用指示剂来测定。 2. 溶液的酸碱度:指溶液酸碱性的强弱程度,即酸碱度是定量表示溶液酸碱性强弱的一种方法.溶液的酸碱度通常用pH表示。3. pH的范围:0—14 && 溶液酸碱度和pH值的关系
&溶液的pH值
&溶液的酸碱度
&酸性溶液(pH越小,酸性越强)
&碱性溶液(pH越大,碱性越大)(1)呈酸性的溶液不一定是酸溶液,如NaHSO4溶液呈酸性,但属于盐溶液;呈碱性的溶液不一定是碱溶液,如Na2CO3溶液呈碱性,但它也是盐溶液。(2)粗略测定溶液的酸碱度常用pH试纸。
pH的测定方法:测定溶液pH通常用pH试纸和pH计。其中用pH试纸测定溶液pH的具体操作为:测定时,将pH试纸放在表面皿上,用干净的玻璃棒蘸取被测溶液并滴在pH试纸上,半分钟后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出溶液的pH,简记为:“一放、二蘸、三滴、四比”。改变溶液pH的方法:溶液的pH实质是溶液中H+浓度或OH-浓度大小的外在表现。改变溶液中H+浓度或OH-浓度,溶液的pH就会发生改变。 方法一加水:只能改变溶液的酸碱度,不能改变溶液的酸碱性,即溶液的pH只能无限地接近于7。 ①向酸性溶液中加水,pH由小变大并接近7,但不会等于7,更不会大于7(如下图所示)。 ②向碱性溶液中加水,pH由大变小并接近于7,但不会等于7,更不会小于7(如下图所示)。&方法二加酸碱性相同,pH不同的溶液:原溶液酸碱性不会发生变化,但混合后溶液的pH介于两种溶液之间: 方法三加酸碱性相反的溶液:混合后发生中和反应,溶液的pH可能等于7,若加入的溶液过量,原溶液的酸碱性就会与原来相反(如下图所示)。
pH值测定时的注意事项:①不能直接把pH试纸浸入待测的溶液中,以免带入杂质,同时还可能溶解pH试纸上的一部分指示剂,致使比色时产生较大误差。 ②不能先用水将pH试纸润湿再进行测定。因为将待测溶液滴到用水润湿后的pH试纸上,其溶质质量分数将变小。 ③用pH试纸测得溶液的pH一般为整数。
了解溶液的酸碱度的重要意义: ①化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行;②在农业生产中.农作物一般适宜在pH为7或接近于7的土壤中生长; ③测定雨水的pH(因溶解有二氧化碳,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空气的污染情况;④测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。身边一些物质的pH:
利用化学方程式的简单计算: 1. 理论依据:所有化学反应均遵循质量守恒定律,根据化学方程式计算的理论依据是质量守恒定律。 2. 基本依据&&&&& 根据化学方程式计算的基本依据是化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比为定值。而在化学方程式中各物质的质量比在数值上等于各物质的相对分子质量与其化学计量数的乘积之比。例如:镁燃烧的化学方程式为 2Mg+O22MgO,其中各物质的质量之比为,m(Mg):m (O2):n(MgO)=48:32:80=3:2:5。
有关化学方程式的计算:1. 含杂质的计算,在实际生产和实验中绝对纯净的物质是不存在的,因此解题时把不纯的反应物换算成纯净物后才能进行化学方程式的计算,而计算出的纯净物也要换算成实际生产和实验中的不纯物。这些辅助性计算可根据有关公式进行即可。 2. 代入化学方程式中进行计算的相关量(通常指质量;必须需纯净的(不包括未参加反应的质量)。若是气体体积需换算成质量,若为不纯物质或者溶液,应先换算成纯物质的质量或溶液中溶质的质量。(1)气体密度(g/L)=(2)纯度=×100%=×100%=1-杂质的质量分数(3)纯净物的质量=混合物的质量×纯度综合计算:1. 综合计算题的常见类型(1)将溶液的相关计算与化学方程式的相关计算结合在一起的综合计算。(2)将图像、图表、表格、实验探究与化学方程式相结合的综合计算2. 综合计算题的解题过程一般如下:综合型计算题是初中化学计算题中的重点、难点。这种题类型复杂,知识点多,阅读信息量大,思维过程复杂,要求学生有较高的分析应用能力和较强的文字表达能力。它考查的不仅是有关化学式、化学方程式、溶解度、溶质质量分数的有关知识,也是考察基本概念、原理及元素化合物的有关知识。综合计算相对对准度较大,但只要较好地掌握基本类型的计算,再加以认真审题,理清头绪,把握关系,步步相扣,就能将问题顺利解决。 3.溶质质量分数与化学方程式相结合的综合计算&&&&&&&溶质质量分数与化学方程式相结合的综合计算题,问题情景比较复杂。解题时,应首先明确溶液中的溶质是什么,溶质的质量可通过化学方程式计算得出,其次应明确所求溶液的质量如何计算,最后运用公式汁算出溶液的溶质质量分数。&&&&& 解题的关键是掌握生成溶液质量的计算方法:生成溶液的质量=反应前各物质的质量总和一难溶性杂质(反应的混有的且不参加反应的)的质量一生成物中非溶液(生成的沉淀或气体)的质量。 (1)固体与液体反应后有关溶质质量分数的计算于固体与液体发生反应,求反应后溶液中溶质的质量分数,首先要明确生成溶液中的溶质是什么,其次再通过化学反应计算溶质质量是多少(有时溶质质量由几个部分组成),最后分析各量间的关系,求出溶液总质量,再运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数。对于反应所得溶液的质量有两种求法: ①溶液组成法:溶液质节=溶质质量+溶剂质量,其中溶质一定是溶解的,溶剂水根据不同的题目通常有两种情况:原溶液中的水;化学反应生成的水。 ②质量守恒法:溶液质量=进入液体的固体质量(包括由于反应进入和直接溶入的)+液体质量-生成不溶物的质量-生成气体的质量。(2)对于液体与液体的反应,一般是酸碱、盐之间发生复分解反应,求反应后溶液中溶质的质量分数。此类计算与固体和液体反应后的计算类似,自先应明确生成溶液中的溶质是什么,其次再通过化学应应计算溶质质量是多少(往往溶质质量由几个部分组成),最后分析各量间的关系、求出溶液总质量再运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数此类反应发生后,溶液质量也有两种求法:①溶液组成法(同上)。②质量守恒法:溶液质量=所有液体质量之和-生成沉淀的质量-生成气体的质量。4. 图像、表格、实验探究与化学方程式相结合的综合计算&&& 在近几年中考题出现了以图像,表格为载体的化学计算题这类题的特点是利用数学方法将化学实验数据进行处理和表达,常常以坐标曲线、图像、表格等形式将解题信息呈现。解答此类题目时,受求学生能够对图像,表格进行科学分析从中获取有用信息并结合化学知识将有用信息,应用到解决实际问题中 (1)图像与化学方程式结台的综合计算图像型计算题是常见的题型是坐标曲线题,其特点是借助数学方法中的坐标图,把多个元素对体系变化的影响用曲线图直观表示出来。&&& 坐标系中的曲线图不仅能表示化学反应,还能较好地反映化学变化的过程,读图时,要善于从曲线图中捕捉到“三点”,(起点,拐点,终点),并分析其含义。特别是要重点了解拐点表示对应两种物质一定恰好完全反应,这是此类题的关键。(2)表格与化学方程式结合的综合计算这类题往往给出一组或多组数据或条件,通过对表格中数据或条件的分析,对比,解答有关问题或进行计算。策略:要通过仔细阅读,探究表格中各组数据之间内在的规律,努力从“变”中找“不变”,及时发现规律之中的矛盾点,从“不变”中找“变”,进而分析矛盾的根源,解决问题。(3)实验探究与化学方程式相结合的综合计算做实验探究的综合计算题时,学生应将化学计算与化学实验紧密结合,在对实验原理,实验数据进行分析理解的基础上,理出解题思路,在解题过程中要特别注意实验数据与物质(或元素)质量间的关系,解题的关键是理清思路,找出正确有用数据,认真做好每一步计算。5. 化学方程式计算中的天平平衡问题:&&&& 化学计算中有关天平平衡问题的计算一般指眨应前灭平已处于平衡状态,当托盘两边烧杯中加入物质后,引起烧杯内物质净增量的变化,从而确定天平能否仍处于平衡的状态。解此类题目必须理顺以下关系:烧杯内物质净增质量=加入物质质量一放出气体质量;当左边净增质量=右边净增质量时,天平仍处于平衡状念;当左边净增质量&右边净增质量时,天半指针向左偏转;当左边净增质量&右边净增质量时,天平指针向有偏转。6. 化学方程式计算的技巧与方法:(1)差量法(差值法)&&& 化学反应都必须遵循质量守恒定律,此定律是根据化学方程式进行计算的依据。但有的化学反应在遵循质量守恒定律的州时,会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现象,根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比,可求出化学反应中反应物或生成物的质量,这一方法叫差量法。此法解题的关键是分析物质变化的原因及规律,建立差量与所求量之间的对应关系。如:①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2反应后固体质量减小,其差值为生成氧气的质量②H2+金属氧化物金属+水,该变化中固体质量减少量为生成水中氧元素的质量(或金属氧化物中氧元素的质量)③CO+金属氧化物金属+CO2,该变化中固体质量减少量为气体质量的增加量。④C+金属氧化物金属+CO2,反应后固体质量减小,其差值为生成的二氧化碳的质量。⑤2H2+O22H2O,反应后气体质量减小,其减小值为生成水的质量。⑥金属+酸→盐+H2,该变化中金属质量减小,溶液质量增加,其增加值等于参加反应的金属质量与生成氢气质量的差值。⑦金属+盐→盐+金属,该变化中金属质量若增加,溶液的质量则减小,否则相反。其差值等于参加反应的金属质量与生成的金属质量的差值。⑧难溶性碱金属氧化物+水,该变化中固体质量减小,其差值为生成的水的质量例:为了测定某些磁铁矿中四氧化三铁的质量,甲、乙两组同学根据磁铁矿与一氧化碳反应的原理,分别利用两种方法测定了磁铁矿中四氧化三铁的质量分数,已知磁铁矿与一氧化碳反应的化学方程式如下:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(1)甲组同学取该磁铁矿10g与足量的一氧化碳充分反应,并将产生的气体通入足量的氢氧化钠溶液中,溶液的质量增加了5.5g,请你根据甲组同学的实验数据,计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。(2)乙组同学取该磁铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应,测得反应后固体物质的质量为8g,请你根据乙组同学的实验数据,计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数。解析:(1)甲组同学的实验中被氢氧化钠溶液吸收的是CO还原Fe3O4生成的CO2,由5.5gCO2的质量作为已知条件,根据方程式可计算出Fe3O4的质量(2)乙组同学的实验中10g样品被CO充分还原后剩余8g固体,减少的质量为Fe3O4中氧元素的质量,利用产生的差量即可求出Fe3O4的质量。也可以根据题中杂质不参加反应来建立等量关系,求出Fe3O4的质量。答案:(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2      232        176      x         5.5g232/x=176/5.5g解得x=7.25g样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%答:样品中Fe3O4的质量分数为72.5%(2)设样品中Fe3O4的质量分数为xFe3O4+4CO3Fe+4CO2 △m232     168   232-168=64x           10g-8g=2g232:64=x:2gx=7.25g样品中Fe3O4的质量分数为7.25g/10g×100%=72.5%答:样品中Fe3O4的质量分数为72.5%(2)关系式法关系式法就是根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包含的各种比例关系,找出已知量与未知量之间的比例关系式直接列比例式进行计算的方法。关系式法有如下两种类型. (1)纵向关系式经过多步的连续反应,即后一反应的反应物为前一反应的生成物,采用“加合”,将多步运算转化为一步计算 (2)横向关系式 ①几种不同物质中含相同的量,根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算 ②有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同,根据这一相同的生成物,找出有关物质的关系式,依此关系式进行计算可建华运算过程。关系式法抓住已知量与未知量之间的内在关系,建立关系式,化繁为简,减少计算误差,是化学计算常用方法之一。例:碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是一种白色固体,是焙制糕点的发酵粉的主要成分之一,它能与稀硫酸等酸反应生成CO2,试回答:(1)写出NaHCO3与稀硫酸反应的化学方程式(2)如何用98%的硫酸(密度为1.84g/mL)配制980g18.4%的硫酸溶液?(3)现将45gNaHCO3(混有KHCO3)固体粉末加入100mL稀硫酸,恰好完全反应后是气体全部逸出,固体粉末的质量与产生CO2的体积的关系如图(该状况下,CO2的密度为2g/L)所示,计算:①求100mL稀硫酸中硫酸的质量②若稀硫酸为120mL时,加入固体粉末为58.5g,求产生CO2的体积。解析:(1)书写化学方程式时注意化学方程式的配平和“↑”的书写(2)设配制980g18.4%的硫酸溶液需98%的硫酸(密度为t.84g/mL)的体积为x,则: x×1.84g/ml×98%=980g×18.4%,x=100mL,需水的质量为:980g-100ml×1.84g/mL=796g;配制过程中应注意一定要把浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌(3)由图像可以看出,45g固体粉爪与100ml稀硫酸恰好完全反应生成CO211L, 11LCO2的质量为l1L×2g/L=22g,根据CO2的质量可计算出100mL稀硫酸中硫酸的质量:由100mL 稀硫酸能与45g固体粉末完全反应,可计算出120mL 稀硫酸能与54g固体粉未完全反应,而加入的固体粉末为58.5g,则固体粉末有剩余,稀硫酸完全反应生成CO2气体11L,则120mL稀硫酸与54g固体粉末完全反应生成二氧化碳的体积为:答案:(1)2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2CO2↑+2H2O(2)将100ml98%的H2SO4沿着烧杯内壁慢慢倒入796ml水中,同时用玻璃棒不断搅拌。(3)解:①45g固体完全反应时生成CO2的质量m(CO2)=11L×2g/L=22g设硫酸溶液中H2SO4的质量为x由(1)得H2SO4——2CO2     98    88     x     22gx=(98×22g)/88=24.5g②设与120mL稀H2SO4完全反应的固体粉末的质量为y100mL/120mL=45g/yy=54g&58.5g所以固体粉末过量,以硫酸的量进行计算:V(CO2)=(11L×120mL)/100mL=13.2L答:100mL稀硫酸中硫酸的质量为24.5g,产生的CO2的体积为13.2L。(3)平均值法&&&& 混合物中确定各组分的有关计算是初中化学计算中难度较大的一种题型.如混合物中各组分均能与某一物质反应且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组成成分均含有同一种元素,要确定其成分的有天计算可用平均值法求解。解答此类题的关键是要先找出混合物中各成分的平均值(如平均二价相对原子质节、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等),此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间。利用这些平均值解题的方法叫做平均值法。下面分类进行讨论:(1)平均二价相对原子质量法&& 由金属单质组成的混合物,要判断混合物的组成或计算某一成分的质量,利用平均二价相对原子质量法计算较为快捷、准确。解题时先设该混合物为一种纯净的二价金属,利用化学方程式或其他方法求出平均二价相对原子质量,混合物各组分中一种金属的二价相对原子质量小于半均二价相对原子质量,则另一种金属的二价相对原子质量必须大于平均二价相对原子子质量,据此求出正确答案。二价相对原子质量=×2如:Na的二价相对原子质量=×2=46Mg的二价相对原子质量=×2=24Al的二价相对原子质量=×2=18设一种二价金属R的质量为m,其二价相对原子质量为M,与足量稀硫酸反应产生H2的质量为xR+H2SO4==RSO4+H2↑M&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2m&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& x解得:x=m/M×2即金属与足量稀硫酸反应,生成H2的质量与该金属质量成正比,与该金属二价相对原子质量成反比,若像Cu等金属与稀硫酸不反应,即产生的H2的质量为零。注意:①二价相对原子质量和相对原子质量有本质区别,前者为一假设值。 ②Cu、Ag等不与稀硫酸或稀盐酸发生置换反应的金属产生H2质量为0。⑧金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应产生氢气的质量为:④制取一定量的氢气需要金属的质量为:例:小明同学用6.5g不纯的锌与足量稀盐酸完全反应,收集到H2的质量为0.205g,已知其中含有另一种金属杂质,这种金属杂质不可能是()A.铁B.铝C.铜D.镁解析:由题意可知,两种金属混合物6.5g与足量的稀盐酸反应生成了0.205g氢气,则混合物的二价相对原子质量为(6.5/0.205)×2=63.4,。已知Zn、Fe、Al、Cu、Mg五种金属的二价相对原子质量分别为65,56,18,∞(无穷大),24,混合物中含有Zn,则另一种金属的二价相对原子质量不能大于63.4,所以这种金属杂质不可能是Cu。(2)相对分子质量平均值法由化合物组成的混合物,要判断混合物中各物质是否存在或计算某成分的质量,可用相对分子质量平均值法解题。解题时根据化学方程式和其他方法求出平均相对分子质量,混合物中一种物质的相对分子质量如果大于平均相对分子质量,则另一种物质的相对分子质量必小于平均相对分子质量,据此可求出正确答案。(3)质量平均值法利用混合物中平均质量解题方法。(4)质量分数平均值法混合物中某元素的质量分数总是介于混合物中一种成分该元素的质量分数与另一种成分中该元素的质量分数之间,据此可确定混合物的组成。4. 守恒法化学变化中等量关系的简历,有一条很重要的定律——质量守恒定律,即参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。在实际应用中,上述定律演绎为:a化学反应前后,物质发生变化生成新物质,但组成物质的元素种类不变,质量不变;b化学反应前后,分子本身发生变化,而分子的数目虽然有的改变,但原子的种类,数目不变。该定律反映出化学反应中的一些等量关系,是解化学试题的思路之一。利用化学反应前后某些量之间的等量关系,推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。下面分类进行讨论:(1)质量守恒法①发宁前后反应物与生成物质量守恒②溶液混合或稀释前后,溶质总质量守恒③化学反应中某些元素的质量守恒(2)电荷守恒法溶液中阴、阳离子个数不一定相等,但正负电荷总数相等。(3)比例守恒法利用试题中潜在的某些量之间的比例恒定不变的原理来解题的一种方法。例:某二价金属M的氧化物10g与90g稀硫酸恰好完全反应后,形成无色透明溶液,测得反应后溶液中溶质的质量分数为30%,请计算(结果保留一位小数):(1)该金属M的相对原子质量和上述新硫酸中溶质的质量分数(2)反应后溶液中氢元素与氧元素的质量比解题:(1)由质量守恒定律可知,反应后溶液中溶质质量为100g×30%=30g设金属M的相对原子质量为M,稀硫酸中H2SO4的质量为xMO + H2SO4== MSO4 + H2OM+16&   98    M+9610g    x     30g(M+16):(M+96)=10g:30g解得M=24,可知M为镁元素98:40=x:10gx=24.5g硫酸溶液中溶质的质量分数为:24.5g/90g×100%=27.2%(2)反应后溶液中MgSO4的质量为30g,则水的质量为70g,氢元素的质量即水中氢元素的质量,氧元素的质量是水与硫酸镁中氧元素的质量和氢元素与氧元素的质量比为:(70g×):(70g×+30g×)=35:3525. 假设量法在所给题目中缺少实例,无数据,仅有字母或仅有比值,在解答该类题设未知数之前,先假设一个题目中缺少的关键量为假设量,即一个已知量,补充解题的条件。然后,此假设量可参与整个化学计算,使计算过程简单,清晰。但该假设的已知量只帮助解题,不会影响最终结果,这种解题方法叫假设量法。具体有两种类型:假设用具体的物质代替题目中抽象或不定的物质来解题。②假设一具体数据代替题目中未知数据来解题。a. 题目中给出化学反应前后某两种物质的等量关系(已知条件),求混合物中各组分间的质量比—找等量设为假设量。b. 题目中给出某种物质的质量分数(已知条件),求另一种物质的质量分数—找条件中给出的质量分数所对应的物质质量为假设量例:已知完全中和一定量的某盐酸,需100g80%的氢氧化钾溶液,若改用100g80%的氢氧化钠溶液,则反应后溶液的pH()A.大于7B.小于7C.等于7D.无法确定解析:设题目中盐酸溶液中溶质的质量为36.5g,需要NaOH、KOH的质量分别为x和yNaOH+HCl==NaCl+H2O40  36.5x   36.5g40/x=36.5/36.5gx=40gKOH+HCl==KCl+H2O56 36.5y  36.5y=56g若用含56gNaOH的溶液与含36.5gHCl的盐酸反应,则NaOH过量,溶液pH&7,选A。6. 比较法解题时对题目给定的已知条件或数据,结合有关知识进行全面,仔细地分析,比较,然后确定正确答案。此法解计算型选择题时可避免对各备选答案一一进行计算。运用该法解题时有如下情况:(1)分类比较:按被选择对象的某些特点,先分类后比较选择(2)计算比较:解题时先做简单计算,然后比较化学式,相对分子质量或分子中某一相同原子的个数,最后选择。(3)转化问题比较:解题之前将所求问题转化为直观问题来比较选择答案。(4)排列比较:将被选择答案按某种顺序排列后,再分析比较选择答案。例:铅蓄电池中需要一定质量分数的硫酸溶液,现将50%的硫酸溶液(密度为d1g/ml)与10%的硫酸溶液(密度为d2g/ml)按体积比1:1混合,已知d1&d2,所得溶液的质量分数()A.大于30%B.等于30%C.等于60%D.小于30%解析:当两种同溶质的溶液混合时,以m1g a%的溶液和m2g b%的溶液混合为例,且a&b。当m1&m2时,混合后溶质质量分数大于(a%+b%)/2当m1=m2时,混合后溶质质量分数=(a%+b%)/2当m1&m2时,混合后溶质质量分数&(a%+b%)/2从题意分析知,由d1&d2,则等体积的两种溶液,50%的H2SO4溶液质量大,则混合后溶质质量分数&(50%+10%)/2=30%
要明确解题思路解题时的一般思路: (1)先找出题中涉及的化学反应,并正确书写化学方程式。 (2)找出题中所提供的数据与化学方程式中各物质的直接或间接关系。 (3)确定哪些数据能直接代入化学方程式。如果所给数据与化学方程式中各物质的关系仅仅是间接关系,那必须分析清楚该数据是通过什么“中介”与各物质产生联系的,然后再列出相应的比例式。 根据化学方程式计算的步骤具体的计算步骤如下: (1)设未知量,求什么设什么。 (2)正确完整地写出相应的化学方程式。 (3)根据化学方程式写出各物质的相对分子(或原子)质量总和,标在相应的化学式下面。把题中的已知条件和待求未知址写在相应物质的相对分子(或原子) 质量总和的下面。 (4)列比例式。 (5)求解。 (6)简明地写出答案。 应注意的问题: (1)解题时首先要认真审题、理清思路、确定解题方法、严格按解题步骤求解。 (2)化学方程式所表示的反应物、生成物的质量关系是进行化学计算的基础,在化学方程式中各物质的化学式一定要书写正确,一定要配平化学方程式或关系式中某元素原子的数目一定要相等,相对分子质量的计算一定要准确。 (3)化学方程式所表明的各物质均指纯净物,参加计算的各物质的质量也必须是纯净物的质量。如果求纯净物的质量需进行换算,换算方法:纯净物的质量= 物质总质量×该物质的质量分数(即纯度)。 (4)对题目中所给的“适最”“足量”“过量”“恰好反应”“完全反应”“充分反应”等词语,要认真对待,正确理解一般来说:“适量”—两种(或多种)反应物之间按一定量比恰好反应。 “足量”—一种反应物完全反应,无剩余;另一种反应物可能完全反应,也可能过量。 “过量”—完全反应后,有一种(或多种)反应物剩余。 “恰好反应”和“完全反应”—完全反应,反应物无剩余。 “充分反应”和“反应完全”—同“足量"。(5)用化学方程式计算时解题格式要规范。利用化学方程式计算的几种类型: (1)已知某反应物或生成物的质量,求另一种反应物或生成物的质量。 (2)有关含杂质的物质质量间的计算。 (3)根据化学方程式进行计算的含有体积、密度与质量间换算的有关计算。(4)关于过量问题的计算。 (5)多步反应的计算。(6)其他类型的计算。 计算时常见的错误: (1)不认真审题,答非所问;(2)元素符号或化学式写错;(3)化学方程式没有配平;(4)相对分子质量计算错误;(5)没有统一单位;(6)把不纯物质当成纯净物质计算。化学方程式计算中的几个误区: (1)化学方程式不正确就计算,这是最严重的问题。 (2)把含杂质的质量直接应用在化学方程式计算中,或把体积直接代入化学方程式。 (4)解题格式不规范,设的未知缺与求的量不同,相对分子质量计算错误, (5)计算不准确,不按题目要求写化学方程式(方程式应用不当)。 (6)体积、质量、密度之间的关系问题及单位问题弄错等。化学方程式计算中的“三个三”: 在解题时要把握好“三个要领”、抓住“三个关键”、注意“三个事项”,即: 三个要领:(1)步骤要完整;(2)格式要规范; (3)结果要准确。三个关键:(1)准确书写化学式;(2)化学方程式要配平;(3)计算质量比要准确。三个事项:(1)单位统一;(2)用纯量进行计算; (3)若是体积要换算成质量。
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