2019版高考化学一轮复习第一章化学计量在实验中的应用专题讲座一化学计算的常用方法学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 专题讲座一 化学计算的常用方法 方法一 电解质溶液的计算法宝 电荷守恒法 涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。 如 Al2(SO4)3、 NH4NO3混合溶液的电荷守恒为 3c(Al3 ) c(NH4 ) c(H ) 2c(SO24 ) c(NO3 ) c(OH )。 注意 一般情况下，列电荷守恒等式时不能忽略 H 、 OH ，但在计算 时，酸性溶液中常可忽略 OH ，碱性溶液中常可忽略 H 。 针对训练 1 (2017 开封模拟 )在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中， A

2、l3 的物质的量浓度为 0.2 molL 1， SO24 为 0.4 molL 1，溶液中 Na 的物质的量浓度为 ( ) A 0.1 molL 1 B 0.2 molL 1 C 0.3 molL 1 D 0.4 molL 1 答案 B 解析 在任何溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，则有 3c(Al3 ) c(Na ) 2c(SO24 )，解得 c(Na ) 0.2 molL 1。 2 (2018 阜阳质检 )某硫酸铝和硫酸镁的混合液中， c(Mg2 ) 2 molL 1， c(SO24 ) 6.5 molL 1，若将 200 mL 的此混合液中的 Mg2 和 Al3

3、分离，至少应加入 1.6 molL 1的氢氧化钠溶液 ( ) A 0.5 L B 1.625 L C 1.8 L D 2 L 答案 D 解析 根据电荷守恒得： 2c(Mg2 ) 3c(Al3 ) 2c(SO24 )， c(Al3 ) 26.5 molL 1 22 molL 13 3 molL 1， 加入氢氧化钠溶液使 Mg2 、 Al3 分离，此时 NaOH转化为 Na2SO4和 NaAlO2，由电荷守恒得： V(NaOH) 2n?SO24 ? n?AlO2 ?c?NaOH? 26.5 molL 10.2 L 3 molL 10.2 L1.6 molL 1 2 L。 【 精品教育资源文库 】

4、 方法二 化学 方程式计算中的巧思妙解 差量法 化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为 (1)准确写出有关反应的化学方程式； (2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的 “ 对象 ” 及 “ 理论差量 ” 。该“ 理论差量 ” 可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比； (3)根据反应方程式，从 “ 实际差量 ” 寻找比例关系，列比例式求解。 针对训练 3将 12 g CO和 CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为 18 g，求原混合气体中 CO的质 量分数。 答案 原混合气体中 CO的质量分

5、数为 87.5%。 解析 设原混合气体中 CO的质量分数为 x。 CuO CO = Cu CO2 气体质量增加 (差量 ) 28 g 44 g 44 g 28 g 16 g 12x g 18 g 12 g 6 g 281612x6 ，解得 x 0.875。 4为了检验某含有 NaHCO3杂质的 Na2CO3样品的纯度 ，现将 w1 g样品加热，其质量变为 w2 g，则该样品的纯度 (质量分数 )是 ( ) A.84w2 53w131w1B.84?w1 w2?31w1C.73w2 42w131w1D.115w2 84w131w1答案 A 解析 由题意知 (w1 w2)g 应为 NaHCO3分解生

6、成的 CO2和 H2O 的质量，设样品中 NaHCO3质量为x g，由此可得如下关系： 284 62 x w1 w2 则 x 84?w1 w2?31 ， 【 精品教育资源文库 】 故样品纯度为 m?Na2CO3?m?样品 ? w1 xw1 84w2 53w131w1。 5 (2018 山东省实验中学高三模拟 )16 mL 由 NO 与 NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 左右可发生反应： 6NO 4NH3 5N2 6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为 17.5 mL，则原混合气体中 NO 与 NH3的物质的量之比有四种情况： 53 32 43 9 7 。其中正确的是 (

7、 ) A B C D 答案 C 解析 根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。 6NO 4NH3 5N2 6H2O(g) V(气体的体积差 ) 6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5 6) (4 6) 1 mL(理论差量 ) 9 mL 6 mL 17.5 16 1.5 mL(实际差量 ) 由此可知共消耗 15 mL 气体，还剩余 1 mL气体，假设剩余的气体全部是 NO，则 V(NO) V(NH3) (9 mL 1 mL)6 mL 53 ，假设剩余的气体全部是 NH3，则 V(NO) V(NH3) 9 mL(6 mL 1 mL) 97 ，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是 NO

8、、 NH3 的混合气体，故V(NO) V(NH3)介于 53 与 97 之间，对照所给的数据知 32 与 43 在此区间内。 方法三 解答连续反应类型计算题的捷径 关系式法 关系式法是一种巧妙利用已知物与未知量之关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产 物的相应关系式。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。 (一 )根据原子守恒找关系式 6 (2017 西安模拟 )碳酸铜和碱式碳酸铜

9、均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解 28.4 g 上述混合物，消耗 1 molL 1盐酸 500 mL。煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是 ( ) A 35 g B 30 g C 20 g D 15 g 答案 C 解析 碳酸 铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜，溶解 28.4 g混合物，消耗 1 molL 1盐酸 500 mL， HCl的物质的量为 0.5 mol，根据氯元素守恒则 CuCl2的物质的量为 0.25 mol。根据 Cu 元素守恒可知，原混合物中含有 Cu 元素的物质的量为 0.25 mol，灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的物

10、质的量为 0.25 mol，则 m(CuO) 0.25 mol80 gmol 1 20 g。 【 精品教育资源文库 】 7有一在空气中暴露过的 KOH 固体，经分析知其内含水 7.12%， K2CO3 2.88%， KOH 90%，若将此 样品 1 g加入到 46.00 mL 的 1 molL 1盐酸中，过量的酸再用 1.07 molL 1 KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体 _g。 答案 3.427 解析 此题中发生的反应很多，但仔细分析可知蒸发溶液后所得固体为 KCl，其 Cl 全部来自于盐酸中的 Cl ，在整个过程中 Cl 守恒，即 n(KCl) n(HCl)；故 m(KCl)

11、0.046 L1 molL 174.5 gmol 1 3.427 g。 (二 )根据电子守恒找关系式 如： NH3 失去 8eHNO3， O2 得 4e2O 2由得失电子总数相等知， NH3经氧化等一系列过程生成 HNO3， NH3和 O2的关系为 NH3 2O2。 8将 1.08 g FeO完全溶解在 100 mL 1.00 molL 1硫酸中，然后加入 25.00 mL K2Cr2O7溶 液，恰好使 Fe2 全部转化为 Fe3 ，且 Cr2O27 中的铬全部转化为 Cr3 。则 K2Cr2O7的物质的量浓度是_。 答案 0.100 molL 1 解析 由电子守恒知， FeO 中 2价铁所失

12、电子的物质的量与 Cr2O27 中 6价铬所得电子的物质的量相等， 1.08 g72 gmol 1(3 2) 0.025 00 L c(Cr2O27 )(6 3)2 ，得 c(Cr2O27 )0.100 molL 1。 9铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原，只产生 4 480 mL 的 NO2气体和 336 mL的 N2O4气体 (都已折算到标准状况 )，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 ( ) A 9.02 g B 8.51 g C 8.26 g D 7.04 g 答案 B 解析 最后沉淀为 Cu(OH)2和 Mg(OH)2， Cu 和 M

13、g 共 4.6 g，关键是求增加的 n(OH )， n(OH )等于金属单质所失电子的物质的量，即 n(OH ) 4 48022 4001 mol 33622 4002 mol 0.23 mol，故沉淀的质量为 4.6 g 0.2317 g 8.51 g。 (三 )根据相关反应找关系式 如： 4NH3 5O2 =催化剂 4NO 6H2O 2NO O2=2NO2 3NO2 H2O=2HNO3 NO 经多次氧化和吸收，由 N元素守恒知： NH3 HNO3。 10黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取 0.100 0 g 样品在空气【 精品教育资源文库 】 中充分灼烧，将生

14、成的 SO2气体与足量 Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为 0.020 00 molL 1的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点 ，消耗 K2Cr2O7标准溶液 25.00 mL。 已知： SO2 2Fe3 2H2O=SO24 2Fe2 4H Cr2O27 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe3 7H2O (1)样品中 FeS2的质量分数是 (假设杂质不参加反应 )_(保留 1位小数 )。 (2)煅烧 10 t 上述黄铁矿，理论上产生 SO2的体积 (标准状况 )为 _L，制得 98%的硫酸质量为 _t。 答案 (1)90.0% (2)3.3610 6 15 解析 (1)据方程式： 4F

15、eS2 11O2=高温 2Fe2O3 8SO2 SO2 2Fe3 2H2O=SO24 2Fe2 4H Cr2O27 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe3 7H2O 得关系式： Cr2O27 6Fe2 3SO2 32FeS2 1 32 0.020 00 molL 10.025 00 L m?FeS2?120 gmol 1 m(FeS2) 0.090 00 g 样品中 FeS2的质量分数为 90.0%。 (2)4FeS2 11O2=高温 2Fe2O3 8SO2 4 mol 8 mol 101060.9120 mol n(SO2) n(SO2) 1.510 5 mol V(SO2) 3.3610 6 L 由 SO2 SO3 H2SO4 1 mol 98 g 1.510 5 mol m(H2SO4)98% 得 m(H2SO4) 1.510 7 g 15 t。 11 金属锡的纯度可以通过下述方法分析 ： 将试样溶于盐酸 ， 反应的化学方程式为 Sn2HCl=SnCl2 H2 ， 再加入过量的 FeCl3 溶液 ， 发生如下反应 ：