2019年高考化學講與練 第1章 專題講座一 化學計算的常用方法（含解析）新人教版.doc

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第1章專題--化學計算的常用方法 李仕才 專題講座一　化學計算的常用方法 方法一　電解質溶液的計算法寶——電荷守恒法 涉及溶液中離子濃度的計算時常需用到電荷守恒，首先找出溶液中所有陽離子和陰離子，再根據(jù)陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)列等式。 如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液的電荷守恒為 3c(Al3＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(OH－)。 注意　一般情況下，列電荷守恒等式時不能忽略H＋、OH－，但在計算時，酸性溶液中常可忽略OH－，堿性溶液中?？珊雎訦＋。 針對訓練 1．(2017開封模擬)在硫酸鈉和硫酸鋁的混合溶液中，Al3＋的物質的量濃度為0.2molL－1，SO為0.4molL－1，溶液中Na＋的物質的量濃度為(　　) A．0.1molL－1 B．0.2molL－1 C．0.3molL－1 D．0.4molL－1 答案　B 解析　在任何溶液中，陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)，則有3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝2c(SO)，解得c(Na＋)＝0.2molL－1。 2．(2018阜陽質檢)某硫酸鋁和硫酸鎂的混合液中，c(Mg2＋)＝2molL－1，c(SO)＝6.5molL－1，若將200mL的此混合液中的Mg2＋和Al3＋分離，至少應加入1.6molL－1的氫氧化鈉溶液(　　) A．0.5LB．1.625LC．1.8LD．2L 答案　D 解析　根據(jù)電荷守恒得： 2c(Mg2＋)＋3c(Al3＋)＝2c(SO)， c(Al3＋)＝ ＝3molL－1， 加入氫氧化鈉溶液使Mg2＋、Al3＋分離，此時NaOH轉化為Na2SO4和NaAlO2，由電荷守恒得： V(NaOH)＝ ＝ ＝2L。 方法二　化學方程式計算中的巧思妙解——差量法 化學反應前后物質的量發(fā)生變化時均可用差量法。解題的一般步驟為 (1)準確寫出有關反應的化學方程式； (2)深入細致地分析題意，關鍵在于有針對性地找出產生差量的“對象”及“理論差量”。該“理論差量”可以是質量、物質的量、氣體體積、壓強等，且該差量的大小與參加反應的物質的有關量成正比； (3)根據(jù)反應方程式，從“實際差量”尋找比例關系，列比例式求解。 針對訓練 3．將12gCO和CO2的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質量為18g，求原混合氣體中CO的質量分數(shù)。 答案　原混合氣體中CO的質量分數(shù)為87.5%。 解析　設原混合氣體中CO的質量分數(shù)為x。 CuO?。獵O　Cu＋CO2　氣體質量增加(差量) 28g44g44g－28g＝16g 12xg18g－12g＝6g ＝，解得x＝0.875。 4．為了檢驗某含有NaHCO3雜質的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質量變?yōu)閣2g，則該樣品的純度(質量分數(shù))是(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　由題意知(w1－w2)g應為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質量，設樣品中NaHCO3質量為xg，由此可得如下關系： 284　　　　　　　　　　　62 x　　　　　　　　　　　　w1－w2 則x＝， 故樣品純度為＝＝。 5．(2018山東省實驗中學高三模擬)16mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400℃左右可發(fā)生反應：6NO＋4NH3??5N2＋6H2O(g)，達到平衡時在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質的量之比有四種情況： ①5∶3　②3∶2?、?∶3?、?∶7。其中正確的是(　　) A．①②B．①④C．②③D．③④ 答案　C 解析　根據(jù)反應前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。 6NO＋4NH3??5N2＋6H2O(g)　ΔV(氣體的體積差) 6mL　4mL　5mL　6mL　　　(5＋6)－(4＋6)＝1mL(理論差量) 9mL6mL17.5－16＝1.5mL(實際差量) 由此可知共消耗15mL氣體，還剩余1mL氣體，假設剩余的氣體全部是NO，則V(NO)∶V(NH3)＝(9mL＋1mL)∶6mL＝5∶3，假設剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)∶V(NH3)＝9mL∶(6mL＋1mL)＝9∶7，但因該反應是可逆反應，剩余氣體實際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3與9∶7之間，對照所給的數(shù)據(jù)知3∶2與4∶3在此區(qū)間內。 方法三　解答連續(xù)反應類型計算題的捷徑——關系式法 關系式法是一種巧妙利用已知物與未知量之關系進行解題的一種方法，一般適用于多步進行的連續(xù)反應，因前一個反應的產物是后一個反應的反應物，可以根據(jù)中間物質的傳遞關系，找出原料和最終產物的相應關系式。它是化學計算中的基本解題方法之一，利用關系式法可以將多步計算轉化為一步計算，免去逐步計算中的麻煩，簡化解題步驟，減少運算量，且計算結果不易出錯，準確率高。 (一)根據(jù)原子守恒找關系式 6．(2017西安模擬)碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4g上述混合物，消耗1molL－1鹽酸500mL。煅燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的質量是(　　) A．35gB．30gC．20gD．15g 答案　C 解析　碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為氯化銅，溶解28.4g混合物，消耗1molL－1鹽酸500mL，HCl的物質的量為0.5mol，根據(jù)氯元素守恒則CuCl2的物質的量為0.25mol。根據(jù)Cu元素守恒可知，原混合物中含有Cu元素的物質的量為0.25mol，灼燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的物質的量為0.25mol，則m(CuO)＝0.25mol80gmol－1＝20g。 7．有一在空氣中暴露過的KOH固體，經(jīng)分析知其內含水7.12%，K2CO32.88%，KOH90%，若將此樣品1g加入到46.00mL的1molL－1鹽酸中，過量的酸再用1.07molL－1KOH溶液中和，蒸發(fā)中和后的溶液可得固體________g。 答案　3.427 解析　此題中發(fā)生的反應很多，但仔細分析可知蒸發(fā)溶液后所得固體為KCl，其Cl－全部來自于鹽酸中的Cl－，在整個過程中Cl－守恒，即n(KCl)＝n(HCl)；故m(KCl)＝0.046 L1molL－174.5 gmol－1＝3.427 g。 (二)根據(jù)電子守恒找關系式 如：NH3HNO3，O22 由得失電子總數(shù)相等知，NH3經(jīng)氧化等一系列過程生成HNO3，NH3和O2的關系為NH3～2O2。 8．將1.08gFeO完全溶解在100mL1.00molL－1硫酸中，然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液，恰好使Fe2＋全部轉化為Fe3＋，且Cr2O中的鉻全部轉化為Cr3＋。則K2Cr2O7的物質的量濃度是________。 答案　0.100molL－1 解析　由電子守恒知，F(xiàn)eO中＋2價鐵所失電子的物質的量與Cr2O中＋6價鉻所得電子的物質的量相等，(3－2)＝0.025 00 Lc(Cr2O)(6－3)2，得c(Cr2O)＝0.100 molL－1。 9．銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應后硝酸被還原，只產生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體(都已折算到標準狀況)，在反應后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量為(　　) A．9.02gB．8.51gC．8.26gD．7.04g 答案　B 解析　最后沉淀為Cu(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6g，關鍵是求增加的n(OH－)，n(OH－)等于金屬單質所失電子的物質的量，即n(OH－)＝1mol＋2mol＝0.23mol，故沉淀的質量為4.6g＋0.2317g＝8.51g。 (三)根據(jù)相關反應找關系式 如：4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 經(jīng)多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3～HNO3。 10．黃鐵礦主要成分是FeS2。某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，取0.1000g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后，用濃度為0.02000molL－1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標準溶液25.00mL。 已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋ Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (1)樣品中FeS2的質量分數(shù)是(假設雜質不參加反應)________(保留1位小數(shù))。 (2)煅燒10t上述黃鐵礦，理論上產生SO2的體積(標準狀況)為________L，制得98%的硫酸質量為________t。 答案　(1)90.0%　(2)3.36106　15 解析　(1)據(jù)方程式：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋ Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 得關系式： Cr2O～6Fe2＋～3SO2～FeS2 1　　　　　　　　　　　 0.02000molL－10.02500L　 m(FeS2)＝0.09000g 樣品中FeS2的質量分數(shù)為90.0%。 (2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 　4mol　　　　　　　　　8mol 　mol　　　　n(SO2) n(SO2)＝1.5105mol V(SO2)＝3.36106L 由SO2　～SO3　～H2SO4 　1mol　　　　　98g 　1.5105mol　　m(H2SO4)98% 得m(H2SO4)＝1.5107g＝15t。 11．金屬錫的純度可以通過下述方法分析：將試樣溶于鹽酸，反應的化學方程式為Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入過量的FeCl3溶液，發(fā)生如下反應：SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反應的化學方程式為6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O?，F(xiàn)有金屬錫試樣0.613g，經(jīng)上述反應后，共用去0.100molL－1K2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質不參加反應)。 答案　Sn與K2Cr2O7的物質量的關系： 3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7 3119g1mol x0.10.016mol x＝＝0.5712g Sn%＝100%≈93.2%。