2022年高考化學(xué) 考點總動員系列 專題02 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用和化學(xué)計算（含解析）

2022年高考化學(xué) 考點總動員系列 專題02 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用和化學(xué)計算（含解析）【母題再現(xiàn)】題型介紹：化學(xué)計算類試題在新課標(biāo)的高考中要求有所降低的趨勢，但每年分值均在810分，考查形式有選擇題和填空題。考查結(jié)合元素及化合物知識、化學(xué)方程式，運(yùn)用關(guān)系式法、守恒法、平均值法等思想方法進(jìn)行列式計算，故技巧性增強(qiáng)，能力要求更高。高考選題：【xx年高考上海卷第22題】已知：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O。向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2molNaAl(OH)4的混合液中慢慢通入CO2，則通入CO2的量和生成沉淀的量的關(guān)系正確的是選項ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1233解題技巧：近幾年化學(xué)計算題從復(fù)雜計算到技巧型計算轉(zhuǎn)化，在復(fù)習(xí)過程中，我們掌握一些方法，并合理應(yīng)用，可以輕松突破。常用的方法有：差量法、關(guān)系式法、守恒法、極值法等。 1、差量法根據(jù)變化前后的差量列比例式計算解題的一般步驟可分為： 準(zhǔn)確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；深入細(xì)致地分析題意，關(guān)鍵在于有針對性地找出產(chǎn)生差量的“對象”及“理論差量”。該“理論差量”可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、壓強(qiáng)、密度、反應(yīng)過程中熱量的變化等，且該差量的大小與參加反應(yīng)物質(zhì)的有關(guān)量成正比；根據(jù)反應(yīng)方程式，從“實際差量”尋找比例關(guān)系，列比例式求解。2、守恒法利用質(zhì)量、元素（原子）、得失電子、電荷守恒計算 化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式：正化合價總數(shù)=|負(fù)化合價總數(shù)|電解質(zhì)溶液：所有的陽離子所帶的正電荷總數(shù)=所有陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)表現(xiàn)形式化學(xué)變化質(zhì)量守恒定律遵循化學(xué)方程式氧化還原反應(yīng)單一反應(yīng)：氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)多個連續(xù)反應(yīng)：找出化合價在變化前后真正變化的物質(zhì)及所反應(yīng)的量離子反應(yīng)：等號兩邊離子所帶電荷數(shù)相等電化學(xué) 陽（負(fù)）極失電子總數(shù)=陰（正）極得電子總數(shù)串聯(lián)的原電池（電解池），各極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相氣相反應(yīng)：反應(yīng)物總鍵能=生成物總鍵能+反應(yīng)熱宏觀：參加反應(yīng) m（反應(yīng)物）=反應(yīng)生成 m（生成物）微觀：元素種類不變，各元素原子個數(shù)守恒利用守恒法解題可避免書寫繁瑣的化學(xué)方程式和細(xì)枝末節(jié)的干擾，直接找出其中特有的守恒關(guān)系，提高解題的速度和準(zhǔn)確度。守恒法解題成功的關(guān)鍵在于從諸多變化和繁雜數(shù)據(jù)中尋找恒量對象關(guān)系。3、關(guān)系式法多步變化用物質(zhì)的量的關(guān)系首尾列式計算 關(guān)系式法適用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)，以中間產(chǎn)物為媒介，找出起始原料和最終產(chǎn)物的關(guān)系式，可將多步計算一步完成。有時利用關(guān)系式法列出的比例式與利用原子個數(shù)守恒 列出的比例式相一致，但不能一概而論，關(guān)鍵在于中間過程的變化。要善于區(qū)分，正確選擇解題技巧。4、極值法極端假設(shè)的計算方法 極值法就是將復(fù)雜的問題假設(shè)為處于某一個或某兩個極端狀態(tài)，并站在極端的角度分析問題，求出一個極值，推出未知量的值，或求出兩個極值，確定未知量的范圍，從而使復(fù)雜的問題簡單化。 其主要應(yīng)用于：（1）判斷混合物的組成：把混合物看成某組分的純凈物進(jìn)行計算，求出最大值最小值，再進(jìn)行分析討論。（2）判斷可逆反應(yīng)中某個量的關(guān)系：把可逆反應(yīng)看作向某個方向進(jìn)行到底的狀況。（3）判斷可逆反應(yīng)體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量的大小變化，把可逆反應(yīng)看成向左或向右進(jìn)行的單一反應(yīng)。（4）判斷生成物的組成：把多個平行反應(yīng)看作逐個單一反應(yīng)。5、圖象法運(yùn)用圖象中的函數(shù)關(guān)系分析計算一般解題思路： （1）根據(jù)題設(shè)條件寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，并通過計算求出各轉(zhuǎn)折點時反應(yīng)物的用量和生成物的生成量，以確定函數(shù)的取值范圍。 （2）根據(jù)取值范圍，在圖象上依次作起點、轉(zhuǎn)折點、終點，并連接各點形成圖象。 （3）利用圖象的直觀性，找出其中的函數(shù)關(guān)系，快速解題?！究键c揭秘】高頻考點一：守恒法在化學(xué)計算中的應(yīng)用【典例】14 g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的氣體與1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合，通入水中恰好全部被吸收，則合金中銅的質(zhì)量為 ()A9.6 g B6.4 g C3.2 g D1.6 g高頻考點二：關(guān)系式法在化學(xué)計算中的應(yīng)用【典例】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，問最后可得H2多少升(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。高頻考點三：差量法在化學(xué)計算中的應(yīng)用【典例】為了檢驗?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()A BC D高頻考點四：極值法在化學(xué)計算中的應(yīng)用【典例】將總物質(zhì)的量為n mol的鈉和鋁的混合物(其中鈉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x)，投入一定量的水中充分反應(yīng)，金屬沒有剩余，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V L。下列關(guān)系式中正確的是()AxV/(11.2n) B0<x0.5CV33.6n(1x) D11.2n<V22.4n【直擊高考】1【xx年高考四川卷第7題】1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4 的混合氣體1120mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,當(dāng)金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀，下列說法不正確的是 A該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2 1 B該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0mol/L CNO2和N2O4 的混合氣體中，NO2 的體積分?jǐn)?shù)是80% D得到2.54沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600mL【答案】D【解析】2（xx上海卷）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO12.0g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為11，則V可能為A9.0L B13.5L C15.7L D16.8L3（xx·四川）13.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性。金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2g。下列有關(guān)說法不正確的是ACu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為21B硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6mol/LC產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48LDCu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0.2mol4（xx·海南）6將0.195g鋅粉加入到20.0mL的0.100 mol·L-1MO2+溶液中，恰好完全反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是AM BM2+ CM3+ DMO2+5（2011四川）25°C和101kpa時，乙烷、乙炔和丙烯組成的混合烴32 mL與過量氧氣混合并完全燃燒，除去水蒸氣，恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)，氣體的總體積縮小了72 mL，原混合烴中乙炔的體積分?jǐn)?shù)為( )A12.5% B25% C50% D75%6（2011大綱版）某含鉻（Cr2O72)廢水用硫酸亞鐵銨廢水用硫酸亞鐵銨銨FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O處理，反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀經(jīng)干燥后得到n molFeO·FeyCrxO3。不考慮處理過程中的實際損耗，下列敘述錯誤的是A消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2-x)mol B處理廢水中Cr2O72的物質(zhì)的量為nx/2molC反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的的電子數(shù)為3nx mol D在FeO·FeyCrxO3中，3x=y7（xx安徽卷）27（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定終點是（鈰被還原為Ce3+），消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。8（xx四川卷）11、（5）焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa時： 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一197 kJ/mol； 2H2O (g)2H2O(1) H2一44 kJ/mol； 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3一545 kJ/mol。 則SO3 (g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。 焙燒948t明礬(M474 g/mol )，若SO2 的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98的硫酸 t。9【xx年高考江蘇卷第18題】（12分）堿式碳酸鋁鎂MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O常用作塑料阻燃劑。（1）堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用，是由于其受熱分解需吸收大量熱量和 。（2）MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式為 。（3）為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進(jìn)行如下實驗：準(zhǔn)確稱取3.390g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO20.560L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率（固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量×100%）隨溫度的變化如右圖所示（樣品在2700C時已完全失去結(jié)晶水，6000C以上殘留固體為金屬氧化物的混合物）。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH): n(CO32)（寫出計算過程）?！敬鸢浮?（1） 阻止燃燒（2） 2a+3b=c+2d（3）10【xx年高考上海卷第十（5255）題】（本題共14分）硫有多種含氧酸，亞硫酸（H2SO3）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸（H2SO4·SO3）、硫代硫酸（H2S2O3）等等，其中硫酸最為重要，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。在實驗室，濃硫酸是常用的干燥劑。完成下列計算：（1）焦硫酸（H2SO4·SO3）溶于水，其中的SO3都轉(zhuǎn)化為硫酸。若將445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，該硫酸的物質(zhì)的量濃度為_mol/L。（2）若以濃硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O計算，250g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸能吸收多少g水？（3）硫鐵礦是工業(yè)上制硫酸的主要原料。硫鐵礦氧化焙燒的化學(xué)反應(yīng)如下：3FeS28O2Fe3O46SO2 4FeS211 O22Fe2O38SO2若48mol FeS2完全反應(yīng)耗用氧氣2934.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），計算反應(yīng)產(chǎn)物中Fe3O4與Fe2O3物質(zhì)的量之比。（4）用硫化氫制取硫酸，既能充分利用資源又能保護(hù)環(huán)境，是一種很有發(fā)展前途的制備硫酸的方法。硫化氫體積分?jǐn)?shù)為0.84的混合氣體（H2S、H2O、N2）在空氣中完全燃燒，若空氣過量77%，計算產(chǎn)物氣體中SO2體積分?jǐn)?shù)（水是氣體）。（已知空氣組成：N2體積分?jǐn)?shù)0.79、O2體積分?jǐn)?shù)0.21）【課后反饋】夯實基礎(chǔ)：1（xx屆洛陽市期末）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO 12.0 g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為11，則V可能為A135 L B90 L C168 L D157 L2（xx屆吉林市期末）一定條件下，將Na與O2反應(yīng)的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL濃度為0.5 mol·L1的HCl溶液中和，則該生成物的成分是A. Na2O B. Na2O2 C. Na2O和Na2O2 D. Na2O2和NaO2 3（xx屆江西省重點中學(xué)協(xié)作體第一次聯(lián)考）常溫下，某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解 19.2g銅粉（已知硝酸只被還原為NO氣體），若再取等體積的該混合酸向其中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示。下列有關(guān)分析錯誤的是A原混合酸中NO3的物質(zhì)的量為02 molB原混合酸中H2SO4物質(zhì)的量濃度為2 mol/LC取25mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液的pH =1DOA段與BC段反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量之比為3:1【答案】C4（北京四中xx屆高三上學(xué)期期中）有BaCl2和NaCl的混合溶液w L，將它均分成兩份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+離子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl離子完全沉淀。反應(yīng)中消耗a mol H2SO4、b mol AgNO3。據(jù)此得知原混合溶液中的c(Na+) mol/L為A(2b-4a)/w      B(b-a)/w       C(2b-2a)/w       D（b-2a）/w5（河北冀州中學(xué)xx高三上期中）向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的氫氣在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)的量為()A0.24 mol B0.16 mol C0.21 mol D0.14 mol能力拓展：6（xx屆陜西省寶雞市第一次質(zhì)檢理綜）將685g Fe和Al的混合物溶于200mL 濃度為C mol/L的HNO3溶液中，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO、N2O混合氣體共336L，測得反應(yīng)后溶液的pH為0，再向所得溶液中加入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后生成沉淀質(zhì)量為535 g。若不考慮反應(yīng)前后溶液體積變化，則下列有關(guān)判斷正確的是AFe與Al 的物質(zhì)的量之比為1:1B混合氣體中NO為003mol ,N2O為012molC原HNO3溶液的濃度C=49mol/LD反應(yīng)中被還原的HNO3為015mol7(xx屆濰坊期末)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol/L稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是A在0-a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應(yīng)Bab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：CO322HH2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1:28(xx屆江西七校一模)向52g Fe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中加入05 mol·L1的硫酸溶液140mL時，固體恰好完全溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e3+，若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物，固體減少的質(zhì)量為A112g B642g C224g D324g9.(xx屆安徽黃山市第一次檢測)PbO2是褐色固體，受熱分解為Pb的+4和+2價的混合氧化物，+4價的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl2；現(xiàn)將1 mol PbO2加熱分解得到O2，向剩余固體中加入足量的濃鹽酸得到Cl2，O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為3:2，則剩余固體的組成及物質(zhì)的量比是A1:2混合的PbO2、Pb3O4 B1:1混合的Pb3O4、PbOC1:2:4混合的PbO2、Pb3O4、PbO D1:4:1混合的PbO2、Pb3O4、PbO10（xx陜西西安一檢）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由O2和Cl2組成的混合物氣體共500ml，向其中通入H2，在一定條件下，使其恰好完全燃燒，用水吸收所得到產(chǎn)物后制得250ml溶液。從中取出25ml溶液與20ml 0.125mol·L-1NaOH溶液反應(yīng)恰好中和，則與混合氣體反應(yīng)的H2的體積為 A280ml B440ml C500rnl D720ml自我提升：11(xx屆武漢武昌區(qū)期末)1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體N2O4的混合氣體1120mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。向反應(yīng)后的溶液中加入10 mol/LNaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時，得到254 g沉淀。下列說法不正確的是A該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2：lB該濃硝酸中HN03的物質(zhì)的量濃度是140 mol/LC得到254 g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600 mLDNO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%12 (xx屆閘北期末) C和CuO在一定溫度下反應(yīng)，產(chǎn)物有Cu、Cu2O、CO、CO2。將1.20 g C跟16.0 g CuO混合，隔絕空氣加熱，將生成的氣體全部通過足量的澄清石灰水，反應(yīng)一段時間后共收集到1.12 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，生成沉淀的質(zhì)量為5.00 g。下列說法正確的是A反應(yīng)后的固體混合物中還含有碳B反應(yīng)后的固體混合物總質(zhì)量為13.6 gC反應(yīng)后的固體混合物中氧化物的物質(zhì)的量為0.05 molD反應(yīng)后的固體混合物中單質(zhì)Cu的質(zhì)量為12.8 g13(xx屆徐匯期末)為了測定某銅銀合金成分，將30 g合金完全溶于80 mL 13.5 mol/L的濃硝酸中，待反應(yīng)完全后，收集到0.3 mol氣體，并測得溶液中c(H+)是1 mol/L。假設(shè)反應(yīng)后溶液體積仍為80 mL，則合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A 36% B66.3% C 78.7% D96.6%14（山東省壽光市xx屆10月檢測）（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO3）2mol·L-1，c（H2SO4）3mol·L-1，將0.3mol的銅放入并充分反應(yīng)后，被還原的HNO3的物質(zhì)的量為 。15（東莞市xx屆高三上學(xué)期調(diào)研）（6）為測量聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實驗（假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素）：稱取2.700g樣品，將樣品溶于足量的鹽酸后，滴加過量的BaCl2；過濾、洗滌、干燥，稱量固體的質(zhì)量為3.495g。若該聚鐵主要成分為Fe(OH)(SO4)n，求該聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【Mr (BaSO4) =233、Mr (Fe) =56】。（寫出計算過程，結(jié)果保留4位有效數(shù)字）。【名師小結(jié)】化學(xué)計算的方法很多，有差量法、關(guān)系式法、守恒法、極值法、估算法、討論法、平均值法、十字交叉法、終態(tài)法、等效平衡法等。在解題過程中我們可以借助數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題，將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具，通過計算和推理，最終解決。這些數(shù)學(xué)思想主要包括數(shù)軸的應(yīng)用、函數(shù)的思想、討論的方法、空間想象的能力以及不等式的遷移等方面的知識。此類題目的解題思路是：運(yùn)用所掌握的數(shù)學(xué)知識，通過分析化學(xué)變量之間的相互關(guān)系，建立一定的數(shù)學(xué)關(guān)系（等式、函數(shù)、圖像關(guān)系、不等式、數(shù)列等），用以解題。