（浙江選考）2022年高考化學大一輪復習 專題1 化學家眼中的物質(zhì)世界 專題講座一 學考第29題——化學計算題解題方法學案

（浙江選考）2022年高考化學大一輪復習 專題1 化學家眼中的物質(zhì)世界 專題講座一 學考第29題化學計算題解題方法學案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，生成單質(zhì)氣體A，產(chǎn)物中錳元素以Mn2存在。請計算：(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2KMnO4K2MnO4MnO2O2，可知消耗KMnO4 0.03 mol。所以KMnO4的分解率為×100%60.0%。(2)在整個反應過程前后，錳元素從7價全部轉(zhuǎn)化為2價，說明整個反應過程中轉(zhuǎn)移了0.05 mol×50.25 mol電子。剩余固體與濃鹽酸反應生成氣體A，則A應為氯氣。所以整個反應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×40.06 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 mol電子，所以一定會產(chǎn)生0.19 mol÷20.095 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。混合物中n(NH4)2SO4n(NH4Cl)為_。(2)另一份固體混合物中NH與Ba(OH)2溶液(濃度同上)恰好完全反應時，溶液中c(Cl)_(溶液體積變化忽略不計)。答案(1)12(2)0.100 mol·L1解析(1)產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是2.33 g÷233 g·mol10.01 mol，根據(jù)原子守恒可知硫酸銨的質(zhì)量是0.01 mol×132 g·mol11.32 g，則氯化銨的質(zhì)量是2.39 g1.32 g1.07 g，物質(zhì)的量是1.07 g÷53.5 g·mol10.02 mol，因此混合物中n(NH4)2SO4n(NH4Cl)為12。(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)恰好完全反應時，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 L0.100 mol·L1。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，定量考查常見化學反應，并伴以圖像、圖表等包裝形式，考查學生比較、判斷、推理能力。3解題方法中除了依據(jù)化學方程式進行計算，還用到了一些解題技巧和數(shù)學思維方法，如守恒法、關(guān)系式法等。一、守恒法當物質(zhì)之間發(fā)生化學反應時，其實質(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，反應前后其質(zhì)量及物質(zhì)的量都不會改變，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；在氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(shù)和還原劑失電子總數(shù)相等，即電子守恒；在組成的各類化合物中，元素的正、負化合價總數(shù)的絕對值相等 ，即化合價守恒。運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·L1鹽酸恰好完全溶解，收集到標準狀況下的氣體22.4 mL，向反應后的溶液中加入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還原的殘留固體應為鐵，故本題實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KSCN不變色，說明溶液中無Fe3，全部是FeCl2。由Cl個數(shù)守恒可知：n(FeCl2)n(HCl)×0.1 L×1 mol·L10.05 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·mol15.6 g。答案5.62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×10.2 mol×20.1 mol×2×(6n)，解之，n3。答案33電荷守恒例3在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中，c(Na)0.10 mol·L1，c(Mg2)0.25 mol·L1，c(Cl)0.20 mol·L1，則c(SO)為_ mol·L1。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0.201將0.195 g鋅粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L1 MO溶液中，恰好完全反應，則還原產(chǎn)物可能是_。答案M2解析鋅的物質(zhì)的量為0.003 mol，完全反應失電子0.006 mol，若M化合價由5變?yōu)閤，則根據(jù)得失電子相等有(5x)×0.02×0.1000.006，可得x2。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·L1。答案解析方法一：由電荷守恒知，在 L溶液中存在關(guān)系：2n(Mg2)n(K)2n(SO)a mol2b mol所以n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) mol·L1。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 moln(K)2b mol，則n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) mol·L1。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)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(2ba) mol，所以K的物質(zhì)的量為2(2ba) mol，其濃度為 mol·L1。二、關(guān)系式法多步反應計算的特征是化學反應原理中多個反應連續(xù)發(fā)生，起始物與目標物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時應先寫出有關(guān)反應的化學方程式或關(guān)系式，依據(jù)方程式找出連續(xù)反應的過程中不同反應步驟之間反應物、生成物物質(zhì)的量的關(guān)系，最后確定已知物和目標產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列出計算式求解，從而簡化運算過程。例45.85 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，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(標準狀況)。解析若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O算出Cl2的量，這樣計算非常繁瑣。找出以下關(guān)系式就可迅速求解。設可得H2的物質(zhì)的量為x,5.85 g NaCl的物質(zhì)的量為0.1 mol。NaClHClCl2HClH201 mol x顯然x0.05 mol，則V(H2)0.05 mol×22.4 L·mol11.12 L。答案1.121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，則標準狀況時所燃燒的甲烷氣體的體積為_L。答案0.224解析由CH42O2CO22H2O、CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O得關(guān)系式CH4CO2CaCO3n(CaCO3)0.01 mol知n(CH4)0.01 mol，即0.224 L。2氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國家標準規(guī)定合格CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標為CuCl的質(zhì)量分數(shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應制備CuCl：2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2(1)CuCl制備過程中需要質(zhì)量分數(shù)為20.0%的CuSO4溶液，計算配制該溶液所需的CuSO4·5H2O與H2O的質(zhì)量之比為_。(2)準確稱取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定量的0.5 mol·L1 FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 mol·L1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關(guān)化學反應為Fe3CuCl=Fe2Cu2ClCe4Fe2=Fe3Ce3通過計算說明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)是否符合標準。答案(1)511(2)設樣品中CuCl的質(zhì)量為z。由化學反應方程式可知：CuClFe2Ce4z0.244 8 gCuCl的質(zhì)量分數(shù)為×100%97.92%9792%>96.50%，所以樣品中的CuCl符合標準。解析(1)設需要CuSO4·5H2O的質(zhì)量為x，H2O的質(zhì)量為y。CuSO4·5H2O的相對分子質(zhì)量為250，CuSO4的相對分子質(zhì)量為160，依題意有，xy511。三、差量法1所謂“差量”就是指反應過程中反應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、反應過程中的熱效應等。2計算依據(jù)：化學反應中反應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際的差值(實際差量)。例5將m g鐵片置于CuSO4溶液中，一段時間后取出，洗凈、干燥、稱量，發(fā)現(xiàn)“鐵片”增重0.8 g，則反應中生成Cu的質(zhì)量為_ g。解析(一)直接計算法設生成Cu x gFeCuSO4=FeSO4Cu5664x x則xx0.8x6.4(二)差量法FeCuSO4=FeSO4Cum(增重)56 64 8 6.4 g 0.8 g由以上對比可知使用差量法后，大大簡化了運算過程，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反應物、生成物對應的物理量，要注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對應關(guān)系；二是表示出實際差量并寫在相應位置(注意應將理論差值與實際差值寫在化學方程式最右側(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 下達到平衡，容器內(nèi)壓強為1.01×105 Pa，經(jīng)計算可知平衡時容器內(nèi)混合氣體的物質(zhì)的量為0.05 mol，平衡時PCl5的分解率為_。答案78.6%解析原n(PCl5)0.028 mol，設分解的PCl5的物質(zhì)的量為x mol，則PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)物質(zhì)的量增加(n) 1 1 1 1x mol0.05 mol0.028 mol0.022 mol所以x0.022PCl5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，當干燥管增重2.8 g時，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 mol0.1NA解析2Na2O22CO2=2Na2CO3O2m(增重) 883256 1.6 g2.8 g則生成O2為0.05 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA。