（浙江選考）2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題1 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 專題講座一 學(xué)考第29題——化學(xué)計(jì)算題解題方法學(xué)案

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1、（浙江選考）2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題1 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 專題講座一 學(xué)考第29題——化學(xué)計(jì)算題解題方法學(xué)案 1．(2017·浙江11月選考，29)取7.90 g KMnO4，加熱分解后剩余固體7.42 g。該剩余固體與足量的濃鹽酸在加熱條件下充分反應(yīng)，生成單質(zhì)氣體A，產(chǎn)物中錳元素以Mn2＋存在。 請(qǐng)計(jì)算： (1)KMnO4的分解率________。 (2)氣體A的物質(zhì)的量________。 答案　(1)60%(或0.60)　(2)0.095 mol 解析　(1)KMnO4的分解率＝。題目已知KMnO4共7.90 g，物質(zhì)的量為0.05 mol。加熱分解后剩余固體

2、為7.42 g，損失的質(zhì)量為O2的質(zhì)量0.48 g，說明O2的物質(zhì)的量為0.015 mol。由2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，可知消耗KMnO4 0.03 mol。所以KMnO4的分解率為×100%＝60.0%。 (2)在整個(gè)反應(yīng)過程前后，錳元素從＋7價(jià)全部轉(zhuǎn)化為＋2價(jià)，說明整個(gè)反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.05 mol×5＝0.25 mol電子。剩余固體與濃鹽酸反應(yīng)生成氣體A，則A應(yīng)為氯氣。所以整個(gè)反應(yīng)過程中只有氧元素和氯元素失電子。氧元素失電子產(chǎn)生氧氣，轉(zhuǎn)移了0.015 mol×4＝0.06 mol電子。根據(jù)電子守恒得知，氯元素必然轉(zhuǎn)移0.19 mol電子。每產(chǎn)生1 mol氯氣就轉(zhuǎn)移2

3、 mol電子，所以一定會(huì)產(chǎn)生0.19 mol÷2＝0.095 mol氯氣。 2．(2017·浙江4月選考，29)分別稱取2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固體混合物兩份。 (1)將其中一份配成溶液，逐滴加入一定濃度的Ba(OH)2溶液，產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量與加入Ba(OH)2溶液體積的關(guān)系如圖所示?；旌衔镏衝[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)為______。 (2)另一份固體混合物中NH與Ba(OH)2溶液(濃度同上)恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中c(Cl－)＝________(溶液體積變化忽略不計(jì))。 答案　(1)1∶2　(2)0.100 mol·L－1 解析　(1)產(chǎn)生的沉

4、淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是2.33 g÷233 g·mol－1＝0.01 mol，根據(jù)原子守恒可知硫酸銨的質(zhì)量是0.01 mol×132 g·mol－1＝1.32 g，則氯化銨的質(zhì)量是2.39 g－1.32 g＝1.07 g，物質(zhì)的量是1.07 g÷53.5 g·mol－1＝0.02 mol，因此混合物中n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)為1∶2。(2)每一份中硫酸銨和氯化銨分別是0.01 mol、0.02 mol，另一份固體混合物中NH與Ba(OH)2溶液(濃度同上)恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗氫氧化鋇是0.02 mol，因此溶液體積是200 mL，則溶液中c(Cl－)＝0.02 mol÷0.2

5、 L＝0.100 mol·L－1。 1．題目短小精悍，固定格式，固定分值，兩空4分。目的是讓多數(shù)同學(xué)能通過，區(qū)分度較小。 2．以元素化合物為載體，定量考查常見化學(xué)反應(yīng)，并伴以圖像、圖表等包裝形式，考查學(xué)生比較、判斷、推理能力。 3．解題方法中除了依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，還用到了一些解題技巧和數(shù)學(xué)思維方法，如守恒法、關(guān)系式法等。 一、守恒法 當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，其實(shí)質(zhì)就是原子之間的化分和化合。即可推知某種元素的原子無論是在哪種物質(zhì)中，反應(yīng)前后其質(zhì)量及物質(zhì)的量都不會(huì)改變，即質(zhì)量守恒；在化合物中，陰、陽離子所帶電荷總數(shù)相等，即電荷守恒；在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)和

6、還原劑失電子總數(shù)相等，即電子守恒；在組成的各類化合物中，元素的正、負(fù)化合價(jià)總數(shù)的絕對(duì)值相等 ，即化合價(jià)守恒。運(yùn)用守恒法解題的基本類型主要有以下三種： 1．原子(或離子)個(gè)數(shù)守恒 例1　現(xiàn)有鐵、氧化亞鐵、三氧化二鐵的混合物粉末3.44 g，向其中加入100 mL 1 mol·L－1鹽酸恰好完全溶解，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體22.4 mL，向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液不變色，則6.88 g該混合物在高溫下用足量CO處理后，殘留固體質(zhì)量為________克。 解析　該鐵和鐵的氧化物的混合物在高溫下用足量CO還原的殘留固體應(yīng)為鐵，故本題實(shí)際上是求混合物中鐵元素的質(zhì)量，據(jù)混合物溶于鹽酸后加入KS

7、CN不變色，說明溶液中無Fe3＋，全部是FeCl2。由Cl－個(gè)數(shù)守恒可知：n(FeCl2)＝n(HCl)＝×0.1 L×1 mol·L－1＝0.05 mol。又據(jù)鐵元素守恒知6.88 g混合物中含鐵質(zhì)量為2×0.05 mol×56 g·mol－1＝5.6 g。 答案　5.6 2．電子得失守恒 例2　向含有1 mol FeCl2的溶液中通入0.2 mol Cl2，再加入含0.1 mol X2O的酸性溶液，使溶液中的Fe2＋恰好全部被氧化，并使X2O被還原為Xn＋，則n值為______。 解析　根據(jù)電子守恒可得1 mol×1＝0.2 mol×2＋0.1 mol×2×(6－n)，解之，n＝3

8、。 答案　3 3．電荷守恒 例3　在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中，c(Na＋)＝0.10 mol·L－1，c(Mg2＋)＝0.25 mol·L－1，c(Cl－)＝0.20 mol·L－1，則c(SO)為________ mol·L－1。 解析　溶液為電中性，根據(jù)電荷守恒可得c(Na＋)＋2c(Mg2＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)。 答案　0.20 1．將0.195 g鋅粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L－1 MO溶液中，恰好完全反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是______________________________________________

9、__________________________。 答案　M2＋ 解析　鋅的物質(zhì)的量為0.003 mol，完全反應(yīng)失電子0.006 mol，若M化合價(jià)由＋5變?yōu)閤，則根據(jù)得失電子相等有(5－x)×0.02×0.100＝0.006，可得x＝＋2。 2．把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成兩等份，取一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂；另取一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇。則原混合溶液中鉀離子濃度為________mol·L－1。 答案　 解析　方法一：由電荷守恒知，在 L溶液中存在關(guān)系： 2n(M

10、g2＋)＋n(K＋)＝2n(SO) a mol　　　　　　2b mol 所以n(K＋)＝(2b－a) mol，原混合溶液中c(K＋)＝ mol·L－1。 方法二：由題意可知，若將含a mol NaOH的溶液和含b mol BaCl2的溶液均加入 L混合溶液中，則反應(yīng)后得到溶質(zhì)為NaCl、KCl的溶液，由電荷守恒知n(Na＋)＋n(K＋)＝n(Cl－)，即a mol＋n(K＋)＝2b mol，則n(K＋)＝(2b－a) mol，原混合溶液中c(K＋)＝ mol·L－1。 方法三：由題意知 L溶液中加入含a mol NaOH的溶液，恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂，說明該溶液中Mg2＋的物質(zhì)

11、的量為 mol，故原溶液中Mg2＋的物質(zhì)的量為a mol，即MgSO4的物質(zhì)的量為a mol；加入含b mol BaCl2的溶液恰好使 L溶液中的硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇，說明該溶液中SO的物質(zhì)的量為b mol，故原溶液中SO的物質(zhì)的量為2b mol。由以上分析可知原混合溶液中K2SO4的物質(zhì)的量為(2b－a) mol，所以K＋的物質(zhì)的量為2(2b－a) mol，其濃度為 mol·L－1。 二、關(guān)系式法 多步反應(yīng)計(jì)算的特征是化學(xué)反應(yīng)原理中多個(gè)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生，起始物與目標(biāo)物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或關(guān)系式，依據(jù)方程式找出連續(xù)反應(yīng)的過程中不同反應(yīng)步驟之

12、間反應(yīng)物、生成物物質(zhì)的量的關(guān)系，最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列出計(jì)算式求解，從而簡(jiǎn)化運(yùn)算過程。 例4　5.85 g NaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱，逸出的氣體又與過量H2發(fā)生爆炸反應(yīng)，將爆炸后的氣體溶于一定量水后再與足量鋅作用，最后可得H2______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 解析　若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O算出Cl2的量，……這樣計(jì)算非常繁瑣。找出以下關(guān)系式就可迅速求解。 設(shè)可得H2的物質(zhì)的量為x,5.85 g NaCl的物質(zhì)的量為0.1 mol。 NaCl　～　HCl　～　Cl2　～　HCl

13、　～　H2 0．1 mol　　　　　　　　　　　　　　　 x 顯然x＝0.05 mol， 則V(H2)＝0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L。 答案　1.12 1．將一定量CH4充分燃燒后的產(chǎn)物全部通入足量石灰水中，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥，稱得沉淀質(zhì)量為1.0 g，則標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)所燃燒的甲烷氣體的體積為________L。 答案　0.224 解析　由CH4＋2O2CO2＋2H2O、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 得關(guān)系式　CH4～CO2～CaCO3 n(CaCO3)＝＝0.01 mol 知n(CH4)＝0.01 mol，即0.224

14、 L。 2．氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)為CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應(yīng)制備CuCl： 2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋Na2CO3===2CuCl↓＋3Na2SO4＋CO2↑ (1)CuCl制備過程中需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO4溶液，計(jì)算配制該溶液所需的CuSO4·5H2O與H2O的質(zhì)量之比為________。 (2)準(zhǔn)確稱取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定量的0.5 mol·L－1 FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 mol·L－1的Ce(

15、SO4)2溶液滴定到終點(diǎn)，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為 Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－ Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋ 通過計(jì)算說明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。 答案　(1)5∶11 (2)設(shè)樣品中CuCl的質(zhì)量為z。 由化學(xué)反應(yīng)方程式可知：CuCl～Fe2＋～Ce4＋ ＝ z≈0.244 8 g CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝97.92% 97．92%>96.50%，所以樣品中的CuCl符合標(biāo)準(zhǔn)。 解析　(1)設(shè)需要CuSO4·5H2O的質(zhì)量為x，H2O的質(zhì)量為y。CuSO4·5H2O的相對(duì)分

16、子質(zhì)量為250，CuSO4的相對(duì)分子質(zhì)量為160，依題意有 ＝，x∶y＝5∶11。 三、差量法 1．所謂“差量”就是指反應(yīng)過程中反應(yīng)物的某種物理量之和(始態(tài)量)與同一狀態(tài)下生成物的相同物理量之和(終態(tài)量)的差，這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)等。 2．計(jì)算依據(jù)：化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物或生成物的量與差量成正比。 3．解題關(guān)鍵：一是明確產(chǎn)生差量的原因，并能根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)。二是結(jié)合題中的條件求出或表示出實(shí)際的差值(實(shí)際差量)。 例5　將m g鐵片置于CuSO4溶液中，一段時(shí)間后取出，洗凈、干燥、稱量，發(fā)現(xiàn)“鐵片”增重0.8

17、g，則反應(yīng)中生成Cu的質(zhì)量為________ g。 解析　(一)直接計(jì)算法 設(shè)生成Cu x g Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 56　　　　　　　　　64 x 　　　　　　　　 x 則x－x＝0.8　x＝6.4 (二)差量法 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　Δm(增重) 56　　　　　　　 64　　　 8 　　　　　　 6.4 g　 0.8 g 由以上對(duì)比可知使用差量法后，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算過程，提高了解題效率。 答案　6.4 步驟：一是表示出理論差值及相應(yīng)反應(yīng)物、生成物對(duì)應(yīng)的物理量，要注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；二是表示

18、出實(shí)際差量并寫在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫在化學(xué)方程式最右側(cè))；三是根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。 圖示： 1．白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)?，F(xiàn)將5.84 g PCl5裝入2.05 L真空密閉容器中，在277 ℃下達(dá)到平衡，容器內(nèi)壓強(qiáng)為1.01×105 Pa，經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的物質(zhì)的量為0.05 mol，平衡時(shí)PCl5的分解率為________。 答案　78.6% 解析　原n(PCl5)＝≈0.028 mol，設(shè)分解的PCl5的物質(zhì)的量為x mol，則 PCl5(g)PCl3(g)＋Cl

19、2(g)　物質(zhì)的量增加(Δn) 1 1 1 1 x mol　　　　　　　　　　　0.05 mol－0.028 mol＝0.022 mol 所以x＝0.022 PCl5的分解率＝×100%≈78.6%。 2．如圖，向盛有足量Na2O2的干燥管中通入一定量CO2氣體，當(dāng)干燥管增重2.8 g時(shí)，則生成O2的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子數(shù)分別為________、________。 答案　0.05 mol　0.1NA 解析　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　Δm(增重) 　　　　　　　88　　　　　　　　32　　　56 　　　　　　　　　　　　　　 1.6 g　　2.8 g 則生成O2為0.05 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA。