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文档简介

1、高三化学专题复习;化学计算化学计算的高考要求 : 1、掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算 ; 2、掌握有关物质的量的计算 ; 3、掌握有关气体摩尔体积的计算 ; 4、掌握有关物质溶解度的计算 ; 5、掌握有关溶液浓度(溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度)的计算 ; 6、掌握有关溶液 pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算 ; 7、掌握有关燃烧热的计算 ; 8、掌握利用化学方程式的计算 ; 9、以上化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容中,具有计算因素的各类问题的综合应用。第一讲 计算型选择题巧解方法【考点点拨】选择型计算题的

2、命题意图是以考查考生的计算能力为主,强调基本概念和基本原理的灵活运用,通过合理的巧妙的方法,不需要经过复杂的计算过程。选择型计算题常见的解题方法有概念解析法、原理解析法、图形解析法、巧解法(如十字交叉法、差量法、守恒法、极值法、估算法等)。主要考查学生思维的敏捷性和发散性。命题趋势,继续保持技巧性强、智能要求高的题型。【解题特点】:“ 不要过程,只要结果,解题入口宽,方法多。” 解题时应运用题干给的条件,备选答案给出的提示,采用灵活的方法进行巧解妙算,实施速解策略,则可事半功倍。【解题指导】:要注意从题干上抓信息,从备选答案中找启示,从定量关系上作判断,从限制条件中寻答案,从例题分析中学方法,

3、要能自觉运用估算、极限法、守恒法、差值法、平均值法、十字交叉法等去巧解速算。基础在熟练的化学基本运算,关键在灵活、敏捷的思维能力。 典例解析 型例题 1 有某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合溶液100mL,已知溶液中各阳离子的物质的量浓度相等,硫酸根离子总浓度为 6mol/L 。此溶液中溶解铁粉的质量为 A、10.6g B、11.2g C、 33.6g D、 5.6g 思路点拨 本例采用 守恒法 解题。守恒法就是巧妙地选择化学式中某两数(如总化合价 数、正负电荷总数)始终保持相等,或几个连续的化学方程式前后微粒(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变,以它们作为解题的依据,这样可避免书写化学方程式,

4、从而提高解题的速度和准确性。由于电解质溶液中,阳离子所带的正电荷总数一定等于阴 离子所带的负电荷总数,所以本题可利用电荷守恒关系求解。根据题意,可设溶液中 H +、Fe 2+、Fe 3+ 物质的量各为 x。根据电荷守恒, (123)x6 0.1 2, x 0.2mol, 0.2mol H + 可溶解 0.1mol Fe, 0.2molFe 3+可溶解 0.1molFe ,所以此溶液共可溶解 Fe粉: 56g/mol ( 0.1mol 0.1mol ) 11.2g 。 参考答案 B 。 典型例题 2 丁烷、甲烷、乙醛的混合气体在同温同压下和CO 2 的密度相同,则三种气体的体积比为A、512 B

5、、125 C、4 27 D、215 思路点拨 本例采用 十字交叉法解题。十字交叉法是一种数学运算技巧,也是有关混合物的计算中一种常用的解题方法。它能将某些本来需要通过一元一次方程或二元一次方程组来解的计算转化为简单的算术运算,因而具有快速、准确的特点。Mr(C4H10) = 58, Mr(CH 4) =16, Mr(C 2H4O) = 44, Mr(CO 2) = 44, 由于乙醛的分子量和CO2 相同,无论乙醛取何种体积比,对混合气体的密度无影响。故要使混合体密度与 CO相同,取决于丁烷和甲烷的体积比: C 4 H10 58 28 44 CH 4 16 14 n(C 4 H 10):n(CH

6、 4) =(58-44):(44-16)=28:14 故: V(C4 H10):V(CH 4):V(C 2H4O) = 2:1:V。 参考答案 CD。 典型例题 3 (2002上海) 0.03mol 铜完全溶于硝酸,产生氮化物(NO、NO2 、N2O4)混合气体共 0.05mol 。该混合气体的平均相对分子质量可能是A、 30 B、46 C、50 D、66 思路分析 本例采用的方法是极值法。极值法(又称极端思维法)就是从某种极限状态出发,进行分析、推理、判断的一种思维方法。一般做法是,先根据边界条件(极值)确定答案的可能取值范围,然后再结合题给条件,确定答案。从极限的角度分析 , 若生成的气体

7、全部是 NO,则相对分子质量为 30; 若生成的气体全部是 NO2, 则应为 NO2和N2O4的混合物.0.03molCu 完全反应生成的NO2应为 0.06mol, 质量为 2.76g ,由于 NO2转化为 N2O4时n减小,所以混合气体的物质的量为0.05mol ,平均相对分子质量为2.76/0.0555.2 。所以混合气体的平均相对分子质量应在30 55.2 之间。参考答案 BC 典型例题 4 (全国高考题)在一个 6L的密闭容器中,放入 3LX(气)和 2LY(气) ,在一定条件下发生下列反应:4X(气) +3Y(气) 2Q(气) + nR(气)。反应达到平衡后,容器内温度不变,混合气

8、体的压强比原来增加 5%,X的浓度减小 1/3 ,则该反应方程式中 n值是 A 、3 B、4 C、5 D、 6 思路分析 本例采用的方法是估算法。有些计算题,若按常规方法求解,需经过比较复杂的计算才能得出结论,但如果能从概念入手,充分利用边界条件、极限等,即可速算、巧算,乃至无须计算就可以迅速、准确地得出结果,所以这种方法也叫“ 似算非算法” 。从表面看,这是一道关于平衡的计算题,如果按部就班求解,既麻烦又易出错,若能变换思维角度,则此题根本不用计算,用化学原理直接推,即可得出结果。 根据“ 等温、等容时,等质量的任何气体,它们的压强与其物质的量成正比” 及题给条件就不难判定出:混合气体总物质

9、的量增加了。再根据“X的浓度减小” ,可知平衡向右移动。因此,气体的系数应满足:4 3 2 n ,即 n 5 。 参考答案 D。 课后巩固练习 1、 某碱金属 R及其氧化物组成的混合物4.0g ,与水充分反应后,蒸发溶液,最后得干燥固体 5.0g ,则该碱金属元素是 A 、Li B、Na C、K D、Rb 2 、把 70%HNO 3(密度为 1.4g/cm 3)加到等体积的水中稀释后硝酸溶液中溶质的质量分数是 A 、0.35 B、 0.35 C、 0.35 D、 0.35 3、38.4mg铜与适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体 22.4mL(标准状况),反应消耗的 HNO 3 的物质

10、的量可能是A、1.0 10-3mol B、 1.6 10-3mol C、2.2 10-3mol D、2.4 10-3mol 4、电解含有重水的普通水时,在两极收集到气体 18.5g ,在标准状况下其体积 33.6L 。那么这些气体中重氢和普通氢的原子个数比为 A、1 2 B、23 C、13 D、32 5、在化合物 X2Y和YZ2 中, Y的质量分数分别为 数约为40%和50%,则化合物 X2YZ3 中, Y的质量分A、 35% B、 30% C、25% D、20% 6、硝酸铜是制备 CuZnAl 系催化剂的重要原料。19.2g 纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为A、 28.2g B、 5

11、6.4g C、64.2g D、72.6g 7、已知硫酸铜在 25时的溶解度为 25g,如果在 25下,将 50g硫酸铜放入 100g水中,充分搅拌溶解后,所得溶液的质量为A、125g B、115g C、105g D、84g 8、Fe和Fe2O3 的混合物共 15g,加入 150mL稀 H2SO4,在标准状况下收集到 1.68LH 2,Fe和Fe2O3均无剩余。为中和过量的 H2SO4,并使 FeSO4 全部转化为 Fe(OH)2 沉淀,消耗了 200mL 3mol/L 的 NaOH溶液,则该 H2SO4 的物质的量浓度为A、2.25mol/L B、2mol/L C、0.3mol/L D、0.6

12、mol/L 9、有一种由 Na2S、Na2SO3 和Na2SO4 组成的混合物, 经测定含硫 30.4%,则此混合物中氧的质量分数为A、25.9% B、28.7% C、47.3% D、无法计算10、在一定条件下,某密闭容器中发生反应:2SO2(气) + O2(气)2SO3(气) + Q,反应达平衡后, SO2 、O2 、SO3 的物质的量之比为324。其它条件不变,升高温度达到新平衡时,SO2 为1.4mol ,O2 为0.9mol ,则此时 SO3 物质的量为A、1.4mol B、1.6mol C、1.8mol D、2.0mol 11、一定条件下 amol CO2 通过足量 Na 2O2,将

13、所得气体与 不考虑 NO2 的二聚反应,则关于 c的判断错误的是bmol NO 混合,得 cmol 气体。若A、若 ab时, c ( a b) B、若 ab时, c( ab)C、若 ab时, c ( a b) D、若 ab时, c ( ab)12、 50mL三种气态烃的混合物与足量氧气混合,点燃爆炸后恢复到原来的状况(常温、常压),体积共缩小 100mL,则三种烃可能是A、 CH4 、C2H4 、C3H4 B、C2H6 、 C3H6 、C4H6C、 CH4 、C2H6 、C3H8 D、C2H4 、 C2H6 、C2H2 13、某化肥厂用 NH3 制NH4NO3 。已知:由NH3 制NO的产率是

14、 96%;由 NO制HNO 3 的产率是 92%;HNO 3 与NH3 反应生成 NH4NO3 。若不考虑生产中的其它消耗,则制 HNO 3 所用去 NH3 的质量占总消耗 NH3 质量的A、 47.0% B、50.0% C、53.1% D、88.3% 14、在一定条件下,CO和CH4 燃烧的热化学方程式:2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g) ; H 566KJ/mol ,CH4 (g) + 2O 2 (g) CO2(g)+ 2H 2O(g) ; H 890KJ/mol ,由1mol CO和 3mol CH4 组成的混和气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为A、2912KJ B、

15、2953KJ C、3236KJ D、3867KJ 15、C8H18 经多步裂化, 最后完全转化为 C4H8 、C3H6 、C2H4 、C2H6 、CH4 五种气体的混合物,该混合物的平均相对分子质量可能是A、28 B、30 C、38 D、40 16、铜和镁的合金 4.6g 完全溶于浓硝酸, 若反应中硝酸被还原只产生 4480mL的NO2 气体和336mL的N2O4 气体(都已折算到标准状况下),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、9.02g B、8.51g C、8.26g D、7.04g 第二讲多步反应的计算 考点点拨 化工生产或化学实验中,要制得某一产品常常涉及多步

16、反应。若要计算产物与原料的质量关系,可以根据化学方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量关系,即利用关系式法进行一次性计算,以简化运算过程。命题趋势,继续保持原题型,即源于工业生产和生活实际的应用型计算。 解题指导 在实际生产中, 从原料到最终产物,一般都不是一步完成的,中间需经过多个连续的反应过程,像这样的连续反应,我们称为多步反应。在多步反应中,第一步反应的产物,即是下一步反应的反应物。根据化学方程式,每一步反应物和生成物之间有一定的量的关系,即物质的量之比是一定的。所以,可以利用某中间物质为“ 中介” ,找出已知物质之间的量的关系,简化解题过程。在进行多步反应的计

17、算时,一般解题步骤为:1、写出各步反应的化学方程式。2、根据化学方程式找出可以作为中介的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间的量的关系。3、确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系。4、根据所确定的最初反应物和最终生成物的量的关系和已知条件进行计算。 典例解析 典型例题 1 工业上常用接触法制硫酸。现用80吨黄铁矿制硫酸,最后生产出100吨98%的硫酸。(1)黄铁矿中硫元素的质量分数至少达到 %。(2)若反应过程中硫元素的损失率为 思路分析 先写出化学反应方程式:5%,求黄铁矿中 FeS2的质量分数? SO 3+H2OH2SO4 根据化学方程式,可以找出下列关系: FeS 2 2S

18、O22SO3 2H2SO4 即 FeS2 2H2SO4 也可以根据硫元素的转化关系得: S2SO4 参考答案 (1)由 S H2SO4 32 98 80tw(s) 100t98% 得 w(s) = 40% (2)由 FeS 2 2H 2SO4 120 298 80t95%w(FeS2) 100t98% 得 w(FeS2) = 78.9% 典型例题 2 石油化工是江苏省的支柱产业之一。聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品,某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯: CH 2 = CH 2+Cl2CH2Cl CH2Cl CH 2Cl CH2ClCH2 = CHCl+HCl 请回答以下问题:实

19、际产量(1)已知反应中二氯乙烷的产率(产率 = 100%)为98%,反应中氯乙烯理论产量和氯化氢的产率均为 95%,则2.8t 乙烯可制得氯乙烯 t,同时得到副产物氯化氢 t。(计算结果保留 1位小数)(2)为充分利用副产物氯化氢,该工厂后来将下列反应运用于生产:2CH2 = CH 2+4HCl+O22CH2Cl CH2Cl+2H2O 由反应、获得二氯乙烷,再将二氯乙烷通过反应得到氯乙烯和副产物氯化氢,副产物氯化氢供反应使用,形成了新的工艺。由于副反应的存在,生产中投入的乙烯全部被消耗时,反应、中二氯乙烷的产率依次为 a%、c%;二氯乙烷全部被消耗时,反应中氯化氢的产率为 b%。试计算:反应、

20、中乙烯的投料比为多少时,新工艺既不需要购进氯化氢为原料,又没有副产物氯化氢剩余(假设在发生的副反应中既不生成氯化氢,也不消耗氯化氢)。 思路分析 (1)根据题中给出反应式找出关系式,然后根据关系式进行计算。 CH 2 = CH 2 CH2 =CHCl HCl 28 62.5 36.5 2.8t98%95% m(CH2=CHCl) m(HCl) 得 m(CH2 = CHCl) = 5.8t m(HCl) = 3.4t (2)设投入反应、的乙烯物质的量分别为 x、y,则:由反应生成的二氯乙烷为 xa%,由反应生成的二氯乙烷为 yc%。则由反应、共制得二氯乙烷的物质的量为(xa%+yc%),通过反应

21、可获得 HCl的物质的量为(xa%+yc%)b%。据题意,反应消耗的 HCl为2yc%,则: 2yc%=(xa%+yc%)b% 解得:x = 200 c bcy ab反应、中乙烯的投料比应为 200 c bc。ab 参考答案 见上 典型例题 3 工业上常用漂白粉跟酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的分数 (x%)来表示漂白粉的优劣 , 漂白粉与酸的反应 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO 4+2Cl 2 +2H2O。现为了测定一瓶漂白粉的 x%进行了如下实验:称取漂白粉样品 2.00g ,加水研磨后转入250mL容量瓶内,用水稀释至刻度,摇匀后,取出25.0mL,加入过量 K

22、I 溶液和过量的稀硫酸静置,待漂白粉放出氯气与KI 完全反应后,用0.100mol/L 的Na2S2O3标准溶液滴定反应中生成的碘,反应如下:2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+2NaI。滴定时用去 Na2S2O3溶液20.0mL, 试由上述数据计算漂白粉的 x%。 思路分析 本题实际上可看成是多步反应的计算,只要写出所有有关反应方程式,找出Cl 2和 Na2S2O3间物质的量的关系,列出比例式即可求解,有关配平的化学方程式: Ca(ClO) 2+CaCl2+2H2SO4 2CaSO 4+2Cl 2 +2H2O Cl 2+2KI 2KCl+I 2 2Na 2S2O3+I 2 Na 2S

23、4O6+2NaI 关系式: Cl 2 2Na 2S2O3 参考答案 设25.0ml 溶液中产生的 Cl2的质量为 y。 Cl2 2Na 2S2O3 3来表示。 今抽取一血样 20.00mL,加适 71g 2mol y 0.1002.0 103mol 解得: x= 71 10 3g x%=2 .71103g100%=35.5% 00g25.0mL250mL答:漂白粉的 x%的为 35.5%。 典型例题 4 人体血液里 Ca 2+离子浓度一般采用g/cm量的草酸铵 (NH4)2C2O4 溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将草酸钙沉淀洗涤后,溶于强酸,可得草酸(H2C2O4),再用 0.02m

24、ol/LKMnO 4溶液滴定,使草酸转化为 CO2逸出,这时共消耗 12.00mLKMnO 4溶液,求血样中 Ca 2+的浓度。 已知:5H2C2O4+2KMnO 4+3H2SO4= 2MnSO4+K2SO4+10CO2 +8H2O 思路分析 纵观此题,各步反应有关物质间的关系为:5Ca 2+ 5CaC2O4 5H2C2O4 2KMnO 4,因此,得关系式5Ca 2+ 2KMnO3L=0.024g 3 参考答案 设20mL的血样中含 Ca 2+的质量为 x。2+ 5Ca 2KMnO4 540g 2mol 12.00 103L x 0.02mol/L x=540g0. 02mol/L12. 00

25、102 mol血样中的 Ca 2+的浓度为 0.024g/20.00cm3=0.0012g/cm 课后巩固练习 1、某化肥厂用 NH3制备 NH4NO3。已知:由 NH3制NO的产率是 96%,由 NO制HNO 3的产率是 92%,HNO 3跟NH3反应生成 NH4NO3。则制 HNO 3所用去的 NH3的质量占总耗 NH3质量(不考虑生产上的其他损耗) %。2、我国政府为消除碘缺乏病,。强制推广食用加碘盐 在食盐中加一定量碘酸钾(KIO3) 。(1)常温下碘酸钾较稳定,100以上发生分解。用加碘盐时,正确的方法是(填选项的标号)。 A、炒菜时,先在冒烟的油锅中放入加碘盐 B、用高压锅炖汤时,

26、先在水中放入加碘盐 C、待菜肴熟后,才加入适量加碘盐调味(2)以石墨为电极用 KI KOH溶液为电解液, 在一定条件下进行电解,在阳极区生成 KIO3,在阴极生成 H2。该电解总反应的化学方程式:。(3)人体摄入的碘在甲状腺内会形成甲状腺素,其反应过程表示为A与I 2反应的化学方程式为:。产物 C的结构简式为。(4)国家规定,每千克食盐中需含碘元素 20mg40mg。现称取 250g某加碘盐样品,在酸性条件下用足量 KI 溶液将其中 IO3全部转化成 I 2(IO3+5I+6H + = 3I 2+3H2O),生成的 I 2恰好被 1.2 104molNa2S2O3还原( 2S2O3 2+I 2

27、 = 2I+S4O6 2)。试通过计算,判断该加碘盐是否合格。3、测血钙的含量时,可将 2.0mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量的草酸铵( NH4)2C2O4后,再用 KMnO 4的酸性溶液滴定,氧化产物为 CO2,还原产物为 Mn 2+,若终点时用去 20.0mL 104molL1的KMnO 4溶液。(1)当血液中钙的含量太低时,肌肉会表现。(2)写出用 KMnO 4滴淀 H2C2O4的离子方程式。(3)判断滴定终点的方法是。(4)计算血液中含钙离子的浓度为 g mL 1。4、取某城市用煤样品 4.8g ,将燃烧产生的 SO2通入足量氯水中。再加入 25.00mL浓度为0.01mol L

28、1的BaCl 2溶液,取过滤后的滤液用 0.10mol L1Na2SO4溶液滴定,当滴入10.00mL时恰好将滤液中 Ba 2+完全沉淀出来。(1)求该城市用煤含硫的质量分数。(2)若该城市每天烧煤平均0.8 万吨,其中 80%的硫转化为 SO2进入空气,设某天该SO2中的70%未能扩散而随着约8 106m 3的雨水降落到地面上,取一定体积的酸雨试样,在空气中长时间放置,最终酸雨pH约为多少?(计算结果请用对数形式表示)5、为了测量水中有机物等还原性污染物的含量,通常把 1L水样与强氧化剂完全作用时消耗氧化剂的量,折算成以氧气为氧化剂时的质量(O2mgL1)来表示,称为该水样的化学耗氧量( C

29、OD)。我国明文规定:COD500mgL1的污水不得直接排放。为了测定某工业废水的 COD,实验如下: 量取废水样品 20.00mL, 加入 0.100mol L1KMnO溶液 10.00mL和少量稀 H2SO4,在一定条件下反应后, 再用 0.200mol L 1的草酸钠(Na2C2O4)溶液滴定过量的 KMnO 4,达到滴定终点时消耗 Na2C2O4溶液 11.00mL。(1)写出酸性介质中 KMnO 4( 被还原为 Mn 2+) 与Na2C2O4(被氧化为 CO 2)反应的离子方程式。(2)计算该水样的 COD。写出计算过程。(3)如果每次取水样 20.00mL,加入等体积的 0.100

30、mol L1酸性 KMnO 4溶液, 为简化计算,令滴定过量的 KMnO 4时,每消耗 1.00mLNa2C2O4溶液,就相当于水样的 COD为10mgL1,该Na2C2O4溶液的物质的量浓度应配制为多少?6、为测定大气中臭氧(O3)含量,将 0、 1.01 10 5Pa的空气 33.6m 3慢慢通过足量 KI溶液,使臭氧完全反应;然后将所得溶液用 60.0mL 0.0100mol L 1的Na2S2O3溶液,恰好到达终点。计算空气中臭氧的体积分数。发生反应如下:2KI+O3+H2O2KOH+O 2+I 2 2Na2S2O3+I 2 Na2S4O6+2NaI 7、苯酚与溴的反应可用于苯酚的定量

31、测定,方法如下: 按物质的量之比为 1:5酸制 KBrO3 KBr溶液 1000mL,该溶液在酸性条件下完全反应可以生成 0.05molBr 2; 用该溶液 (含过量的 Br2)与苯酚充分反应后,用 KI 还原未反应的溴,再用 Na2S2O3标准溶液滴定所生成的碘, Na2S2O3与I 2反应的化学方程式为:I 2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6; 根据所消耗的Na2S2O3标准溶液的毫升数,便可计算苯酚的纯度。现称量 0.2g 苯酚试样, 在一定条件下溶于水并稀释为 250mL,取该溶液 10mL上述 KBrO3 KBr溶液在酸性条件下反应后,加入过量 KI,再用 0.1mol/L

32、 Na 2S2O3溶液滴定至终点,消耗 Na 2S2O3溶液 5.2mL。试计算苯酚试样的纯度?(苯酚式量 94)第三讲 有关混合物的计算 考点点拨 有关混合物的计算是高考化学综合计算题的主体。近年高考题中,常常在讨论中引 入混合物成分分析,并设置不确定因素,从而引出必须通过讨论,再加以推断和计算以 确定混合物的组成的多种型题。近几年来常见题型有:( 1)计算型选择题,判断杂质成分的混合物计算。( 2)求混合物中各组成分含量的计算。( 3)渗入反应物过量判断的混合物计算。命题趋势: 继续保持原题型,难度稳中有降。 解题指导 1、混合物计算是化学计算中的一种最基本的类型。混合物可以是固体、 气体

33、或溶液,解题过程中必须仔细审题,理清各物质之间的数量关系,必要时可采用图示或简捷的化 学用语表示。2、二元混合物是混合物计算中最重要的也是最基本的一种类型,其一般解题思路:设二个未知数,然后根据有关反应的化学方程式中物质的量关系,列出二元一次方程组求解。3、在解题中注意运用守恒法、极值法和差量法等方法以简化解题过程。 典例解析 典型例题 1 把含有一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液 A反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是、氯化钙、氯化钠 B、氯化铝 C、氯化钾 D 思路分析 本题采用“ 极端假设法” ,假若95mg粉末全部是氯化镁,将它溶于水与足

34、量AgNO 3溶液反应得到 287mgAgCl ,而现在得到 300mg沉淀,说明所含杂质中氯的质量分数必须比 MgCl2中氯的质量分数高。只有 AlCl 3符合题意。参考答案 B 典型例题 2 取一定量 Na2CO3、NaHCO 3和Na2SO4的混合物与 250mL1.00mol L 1过量盐酸反应,生成 2.016LCO2(标准状况),然后加入 500mL0.100mol L1Ba(OH)2溶液,得到沉淀的质量为 2.33g ,溶液中过量的碱用 10.0mL1.00mol L1盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。 思路分析 本题考查化学计算中有关物质的量、溶液浓度、气体摩尔体积以

35、及利用化学方程式的计算,同时也考查碳酸盐、硫酸盐的一些性质和反应。上要求考生能将试题中给出的信息和数据进行分析,间的化学计量关系进行计算。找出过程中所发生的化学反应以及参与反应的物质之试题给出混合物所含的组分:Na2CO3、NaHCO 3和 Na2SO4,加入足量盐酸后 ,Na2SO4不反应,而 Na2CO3和 NaHCO 3则与之完全反应。Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2 +H2O NaHCO 3+HCl NaCl+CO2 +H2O 反应后,溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液, Na2SO4与Ba(OH)2发生如下反应Ba(OH)2+Na2SO4 = BaSO 4 +2NaOH 同时

36、 Ba(OH)2又与溶液中的盐酸(剩余的和再次加入的)反应:Ba(OH)2+2HCl = BaCl2+2H2O 上述 4个反应是试题中所涉及的所有反应,依据这 计量关系可进行如下计算。4个化学方程式和其中各物质的化学由反应中生成的BaSO4质量可以计算混合物中Na2SO4质量:x和y,可以列出 m(Na2SO4)=2. 33g1142gmol1=1.42g 233g/mol由试题给出的 CO 2体积可以算出 CO2的物质的量n(CO2) =2 .016L-1 =0.0900mol 224.L/mol这些 CO 2是由反应和生成的。设Na2CO3和NaHCO 3的物质的量分别为x+y=0.090

37、0mol 虽然试题没有直接给出与 Na2CO3、NaHCO 3作用所用去的盐酸的量,但是可以由两次加入的盐酸量减去与 Ba(OH)2作用的盐酸的量来求算。也就是和反应所用去的盐酸的物质的量为n(HCl)=0.250L1.00mol L10.500mL 1.00mol L1 2+0.0100L 1.00mol L1=0.160mol 由和化学方程中盐酸和 2x+y=0.160mol Na2CO3、NaHCO 3的物质的量的关系可列式:解方程组xy.00900 mol得x=0.0700mol,y=0.0200mol Na2CO 3和NaHCO 3的质量:2xy0 . 160 mol根据物质的质量、

38、物质的量和摩尔质量之间的关系可分别计算 m(Na2CO3)=0.0700mol 106gmol1=7.42g m(NaHCO 3)=0.0200mol 84gmol1=1.68g 参考答案 见上 典型例题 3 在一定条件下,使H2和O2的混合气体 26g充分发生反应,所得产物在适当温度下跟足量的固体Na2O2反应,使固体增重2g。求原混合气体中O2和H2的质量。 思路分析 这是一道综合性较强的计算题,涉及到相对原子质量、相对分子质量的计算,利用化学反应方程式的计算。考查了考生融会贯通地进行严密的逻辑思维的能力。要求出原混合气体中 O2和H2的质量, 关键就是要求出 O2和H2充分反应后生成的

39、H2O的质量。于是首先要根据题设,讨论 Na2O2和生成的 H2O之间的化学反应,从固体增重 2g求出H2O的质量。由方程式 2Na 2O2+2H2O4NaOH+O 36 32 看出每当 36gH2O参加反应, 则放出 32gO2,固体增重 ( 36g 32g)=4g。现固体增重 2g,可以计算出参加反应的 H2O为18g。这种利用化学方程式的计算是经常遇到的,有时称为 “ 差量法”,即是通过一种 “ 差量” ,如本题中的固体 Na2O2增重 2g,求出某一参与反应的物质的质量,如本题中求出H2O的质量。解出 H2O的质量为 18g后,问题就变成了H2和O2的混合的气体 26g,反应生成了 1

40、8gH2O,求原混合气体中 O2和H2的质量。这部分计算仍属于利用化学方程式的计算,根据化学反应方程式 2H 2+O2 2H2O 显然这 18gH2O是由 2gH2和16gO2反应生成的。问题是剩下的 8g气体是什么?既然是充分反应,所以 8g气体不会是 O2和H2的混合物,要么是8gO2,要么是 8gH2,总之是有一种反应物过量。所以这种计算是有过量反应物的计算,因此要对过量物加以讨论。思维 的严密性就体现在这里。若剩余的 8g气体是 O2,则答案是原混合气体中有 则答案是原混合气体中有 16gO2和10gH2。 参考答案 2Na2O2+2H2O4NaOH+O 每当 36gH2O反应,则放出

41、 32gO2,固体增重 4g。24gO2和2gH2。若剩余的 8g气体是 H2,设 xgH2O反应,固体增生 2g。x= 36 2 =18,故知有 18gH2O参加反应。418gH2O是由 2gH2和16gO2反应生成的,过量未参加反应的气体为 26g18g=8g (1)若过量的气体是 8gO2,则原混合气体中 O2 : 8g+16g=24g ,H2 :2g (2)若过量的气体是 8gH2,则原混合气体中 O2 : 16g, H2 :8g+2g=10g 典型例题 4 Fe2O3、ZnO、 CuO的混合固体粉末 ag,在加热条件下用足量 CO还原,得到金属混合物 2.41g ,将生成的 CO2气

42、体用足量的澄清石灰水吸收后,产生 5.00g 白色沉淀。( 1)a= g。( 2)若 agFe2O3、ZnO、CuO的混合物总物质的量为 mol.( 用含 b的代数式表示 ) bmol,则 Fe2O3的物质的量为( 3)将 agFe2O3、ZnO、CuO的混合物溶于足量的盐酸中,再加入适量的铁粉,溶液中的 Fe 3+、Cu 2+全部被还原, 同时收集到 224mLH2(标准状况下) ,共用去了 0.03mol 铁粉,求原混合物中 Fe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为多少? 思路分析 这是一道能力要求较高,技巧性较强的混合物的计算题,主要考查铁等金属 及其化合物的性质。第( 1)题述及的化

43、学反应如下: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO 2 (1) CO得 ZnO+CO Zn+CO2 (2) CuO+CO Cu+CO 2 (3) Ca(OH)2+CO2 CaCO 3 +H2O (4) 由反应( 1)、( 2)、( 3)可知金属氧化物失氧的质量等于CO得氧的质量,而氧的质量可由反应(4)中 CaCO 3的质量求出, CO得氧的质量等于m(CaCO3) M(CO 2) 16g/mol。M(CaCO3)44g/mol由m(金属氧化物混合物)=m(金属混合物)+m(金属氧化物混合物失氧)得 a=2.41g+5. 00g 44gmol116g/mol=2.41g+0.8g=3.21g 1

44、00g/mol44g/mol第( 2)题,由第( 1)题可知 ag金属氧化物混合物中氧原子总的物质的量n(O)=0.8 g=0.05mol ,设 ag金属氧化物混合物中,Fe2O3的物质的量为 xmol ,则16g/moln(ZnO)+n(CuO)=bmol x由氧原子守恒得 ,3x+bmol x=0.05mol, 得x=(0.025 b )mol 。2第( 3)题,根据金属氧化物的混合物的质量、氧化物中氧的质量及氧化物溶于酸所得溶液与 Fe粉反应消耗铁粉的物质的量建立代数方程求解。设ag金属氧化物混合物中Fe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为 x、y、z,则得 160gmol1x+81g

45、moly1+80gmol1Z=3.21g 由氧原子守恒得 3x+y+z=0.05mol 再由反应 Fe2O3+6H + = 2Fe3+3H2O x 2x 3+Fe = 3Fe2+ 2Fe 2x x CuO+2H+ = Cu2+H2O z z Cu2+Fe = Fe2+Cu z z Fe+2H+ = Fe2+H2 0.01mol 0.01mol 得 x+z+0.01mol = 0.03mol x、y、z,联立方程、解得x=0.01mol, y=0.01mol, z=0.01mol 参考答案 (1)a=3.21g (2)(0.025b ) mol 2Fe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为 (3

46、)设 ag金属氧化物混合物中得 160g mol1x+81gmol1y+80g mol1z=3.21g 3x+y+z=0.05mol Fe2O3 2Fe 2+Fe CuO Cu 2+Fe Fe H2 x x z z 0.01mol 0.01mol x+z+0.01mol=0.03mol 联立、解之得 课后巩固训练 一、选择题x=0.01mol, y=0.01mol, z=0.01mol 1、取一定量的镁铝合金,用足量的盐酸溶解后,再加入过量的氢氧化钠溶液,然后滤出沉淀物,加强热灼烧,最后得到白色粉末,冷却后称重,这些粉末与原合金的质量相等,则合金中铝的质量分数为A、 20% B、40% C、5

47、8.6% D、 60% 2、在一定条件下,NO和NH3可以发生反应生成 N2和H2O。现有 NO和NH3的混合物 10mol,充分反应后所得产物中,若经还原得到的 N2比经氧化得到的 N2多14g。则原混合物中 NO和NH3的物质的量分别为A、 5mol和5mol B、4mol和6mol C、3mol 和7mol D、 8mol和2mol 3、将KCl和KBr混合物 13.400g 溶于水配成 500mL溶液, 通过足量 Cl 2让其反应, 将溶液蒸干得固体 11.175g 。则原溶液中 K +、Cl、Br的物质的量浓度之比为A、1:2: 3 B、3:2:1 C、1:3:2 D、2:3:1 4

48、、将盛有 12mLNO 2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应中,还剩余 2mL无色气体,则原混合气体中 O2的体积是A、 1.2mL B、2.4mL C、3.6mL D、4mL 5、某氯化钙样品混有氯化铁、氯化镁、氯化钠和碳酸钠中的一种或两种杂质。取 11.1g样品溶解,得无色溶液,再加入足量的硝酸银溶液,得到 正确结论是29.7g 沉淀。样品所含杂质的A、一定无碳酸钠,可能有氯化铁 B、可能有碳酸钠和氯化钠C、一定有氯化镁,可能有氯化钠 D、一定有氯化钠和氯化镁6、向一定量的 FeO、 Fe、Fe3O4的混合物中加入 100mL 1molL1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出 22

49、4mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入 KSCN溶液无血红色出现。若用足量的 CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是A、11.2g B、5.6g C、2.8g D、无法计算7、加热含有 NH4HCO 3杂质的小苏打试样,当剩余固体质量为原试样质量的一半时,不再有气体产生,则该小苏打试样的纯度为A、50.00% B、57.35% C、63.10% D、79.25% 8、将 4.34g Na 、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下,得到 672mL混合气体。将该混合气体通过放电,恰好完全反应,则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为A、1:1: 1 B、1

50、: 1:2 C、1:2: 1 D、4: 3:2 9、在密闭容器中加入 18.4gNaHCO3和NaOH固体混合物,加热至 250。经充分反应后,排出气体,冷却称量剩余固体质量为 16.6g ,可推断A、两者正好完全反应 B、NaOH过量 C、NaHCO 3过量 D、无法判断10、已知: FeS+2H + = Fe 2+H2S 2Fe 3+H2S = 2Fe 2+S +2H +。现有稀 H 2SO4溶解 FeS和 Fe(OH)3的混合物 56.6g ,可得到 3.2gS 。原混合物中 FeS的质量可能是A、8.8g B、 21.4g C、35.2g D、47.8g 二、填空题11、在含有 7.1

51、6gNaHCO3和Na2CO3溶液中加入 1 molL 1的硫酸溶液 70mL,完全反应后生成1.792L (标准状况) CO2,则原溶液中含 Na2CO3的质量为 g。12、在标准状况下,将 CO和CO2的混合气体( =1.43g/L )充入盛有足量 Na2O2的密闭容器中,容器的容积(不计装入Na2O2的体积)为 2.24L 。然后用电火花不断引燃容器内的气体混合物,直到所有两物质间完全反应。(1)反应前 CO和CO2的体积比。(2)反应完全后,容器中存在的生成物是 和 g。,质量分别为 g 13、现有一份 CuO和Cu2O混合物,用 H2还原法测定其中CuO的质量 x(g) 。实验中可以

52、测定如下数据: W混合物的质量 (g) 、W(H2O)生成 H2O的质量 (g) 、W(Cu)生成 Cu的质量 (g) 、V(H2) 消耗的 H2在标准状况下的体积 (L)。(已知摩尔质量: Cu 64g/mol 、CuO80g/mol 、 Cu2O144g/mol 、H2O18g/mol )(1)为了计算 x,至少需要测定上述四个数据中的个,这几个数据的组合共有 种,请将这些组合一一填入下表空格中。说明:选用 W、W(H2O)、 W(Cu)、 V(H2)表示,不必列出具体计算式。每个空格中填一种组合,有几种组合就填几种,不必填满。(2)从上述组合选写一个含W的求 x的计算式: x= 。三、计

53、算题 14、将铁和氧化铁的混合物 11.2g ,加入 200mL稀H2SO4中,放出 H23360mL(标况 ) ,反应后容器中不存在固体物质。向反应后溶液中加入KSCN溶液,溶液不显红色。为中和过量的稀硫酸,并将溶液中的金属离子恰好全部转化为氢氧化物沉淀,共用去 4mol/L 的NaOH溶液 200mL。求所用稀硫酸的物质的量浓度和Fe2O3的质量分数。15、将 70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟 98g水充分反应后,所得氢氧化钠溶液的质量分 数为 50%,试写出过氧化钠跟水反应的化学方程式,并计算原混合物中过氧化钠和氧 化钠的质量各多少克?16、取一根镁条置于坩埚内点燃,得到氧化镁和氮化镁混

54、合物的总质量为 0.470g 。冷却 后加入足量水,将反应产物加热蒸干并灼烧,得到的氧化镁质量为 0.486g 。(1)写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。(2)计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。第四讲 讨论型计算 考点点拨 取值范围讨论型计算是近几年高考题中出现的一种新题。题目变化大思维性强、综合能力要求较高。此类题融化学原理、元素化合物知识、数据分析、逻辑推理于化学计算中,技巧性强方法灵活,因而是高考的热点和难点。命题趋热:仍旧作为高考的压轴 题,难度稳中有降。 解题指导 1 、讨论计算的解题方法思路是:(1)写方程式、找完全点。即写出因反应物相对量不同而可能发生的化学方程

55、式,并分别计算找出二者恰好完全反应时的特殊点。(2)确定范围、计算判断。即以恰好完全反应的特殊点为基准,讨论大于、小于或 等于的情况,从而划出相应的区间,确定不同的范围,然后分别讨论在不同范围内推测判断过量,从而找出计算依据,确定计算关系,得到题目答案。 2 、目前高考试题中讨论型计算常用的数学思想主要有分类讨论思想、数形结合思 想。(1)分类讨论思想: 按照一定的标准把复杂、综合的计算题分解成几个部分或几种情况,然后逐个解决。适用于连续、多步化学反应过程的计算。一般使用“ 特值一数轴”法。特值:按某个化学方程式恰好反应的比值确定。数轴: 用变化的量或方程式中反应物的比值作为数轴的变量画出数轴

56、,将连续分步化学反应过程分解为某个范围的特定反应过程,分段讨论,作出完整的答案。(2)数形结合思想:就是将复杂或抽象的数量关系与直观形象的图形在方法上互相渗透,并在一定条件下互相转化和补充的思想,以此开阔解题思路,增强解题的综合性 和灵活性,探索出一条合理而简捷的解题途径。可分为利用数求解形的题目和利用形求解数的题目。 典例解析 典型例题 1 在50mLbmolL1AlCl 3溶液中加入 50mL a mol L1NaOH溶液。(1) 当a 3b时,生成 Al(OH)3沉淀的物质的量为(2)当 a,b满足 条件时,无沉淀生成。(3)当 a,b满足 条件时,先有沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此

57、时Al(OH) 3的量为 g. 思路分析 本题是考查有多个连续化学反应的计算,在计算中有几个连续化学反应,可 分为( n+1)段讨论。对于 AlCl 3与NaOH反应,可分为 3个阶段进行计算: 当 a3b,AlCl 3 过量;当 a4b时NaOH过量;当 3ba4b时, Al(OH)3部分溶解。(1)AlCl3+3NaOH = Al(OH) 3 3NaCl,当 a3b时, AlCl3过量,生成沉淀为0 .05 amol。3(2)Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O AlCl3+4NaOH = NaAlO2+3NaCl+2H2O 无沉淀生成则 AlCl 3完全反应, a4b。(

58、3)由( 1),( 2)知: 3ba 4b,先生成沉淀 b 50 103mol,余 NaOH为(a 3b) 50 103mol。所余 NaOH再溶解 (a 3b) 50 103mol Al(OH) 3,故所得 Al(OH) 3的质量 为( 4b a) 50 103 78g,即 (15.6b 3.9a)g 。 参考答案 (1)0 .05amol (2)a4b ( 3)3b a4b ,(15.6b 3.9a)g 3 典型例题 2 将amol的NH3与bmol的O2混合后,充 入一密闭容器, 在Pt存在下升温至 700,充分反应后,冷却至室温。(1)请讨论 b/a 的取值范围及与之对应的溶液的溶质及

59、其物质的量,将结果填于下表中:b/a 的取值范围溶质溶质的物质的量(2)当a=2.00 ,b=4.00 ,在室温下得到的产物是什么?若该产物的密度为1.44g ml1,则其溶质的质量分数和物质的量浓度各是多少? 思路分析 并列反应计算是高考考查的一个重点和热点,本题既要求抽象的字母计算,又要求给定具体数据的计算,具有较强的灵活性和较高的难度,是数解形的类型(1)本题解题的关键在于确定NH3与O2可能发生的反应。根据题意,可写出:4NH3+5O24NO+6H 2O 2NO+O 2 = 2NO23NO2+H2O = 2HNO3+NO 将上述反应合并:NH3+2O2 = HNO3+NO 因此可根据、

60、两个反应开展讨论。(2)找出划分取值范围的完全点。当NH3与O2按恰好完全反应时,b = a5 ,当 NH3和O2按 4恰好完全反应时,b =2。a3个取值范围(见下图)。(3)根据完全点结合数轴划分出其它(4)确定各完全点和取值范围溶质的成分。(5)根据已知数据和符合题意的完全点及取值范围进行计算。i. 当 0b 5 时,只发生反应且a 4 4NH 3 5O 2NH3剩余,溶液中的溶质是NH3 NH3的物质4b b 5故余 NH3 n(NH3)=(a 4b )mol 5ii.当5 = 4b 时,只发生反应且恰好完全反应,而 aNO不溶于水,故不存在溶质。iii. 当 5 b 2时,发生反应、

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