高二化學(xué)學(xué)案一：守恒法解化學(xué)計(jì)算題

1、高二化學(xué)學(xué)案：化學(xué)計(jì)算方法一一、思想與方法：?jiǎn)栴}轉(zhuǎn)化、守恒法1、質(zhì)量守恒（原子守恒、元素守恒）： 例1某固體物質(zhì)X加熱分解2XY+2Z+4W,生成物均為氣體，現(xiàn)測(cè)得生成的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為500mL,質(zhì)量為0.51克，則X的摩爾質(zhì)量約為（ ）A.22.85 g/mol B.79.97 g/mol C.159.94 g/mol D.45.69 g/mol例2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷、一氧化碳和乙炔的混合氣體8.96L，完全燃燒生成二氧化碳26.4克，求混合氣體中乙炔的體積。 例3 某鐵的氧化物，用7mol/L的鹽酸100mL在一定條件下恰好完全溶解，所得溶液再通入0.56L氯氣時(shí)，剛好使溶液中

2、Fe2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+。則該氧化物的化學(xué)式是 （ ）A. FeO B. Fe3O4 C. Fe4O5 D. Fe5O7 2、電子守恒： 例4、1.92g銅投入一定量的濃HNO3中，銅完全溶解，生成的氣體顏色越來(lái)越淺，共收集到標(biāo)況下672mL氣體。將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標(biāo)況下一定體積的O2恰好使氣體完全溶于水中，則通入O2的體積是A. 336mL B. 224mL C. 168mL D. 504Ml例5、實(shí)驗(yàn)室將NaClO3和Na2SO3按物質(zhì)的量比2:1倒入燒瓶中，用水浴加熱，同時(shí)滴入H2SO4溶液，產(chǎn)生棕黃色的氣體X，反應(yīng)后測(cè)得NaClO3和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則X為

3、（ ） A Cl2 B Cl2O C ClO2 D Cl2O3例6、在某溫度下氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，在其產(chǎn)物中NaClO、NaClO3、NaCl、H2O經(jīng)過(guò)分析，ClO、ClO3物質(zhì)的量之比為1：3，則被氧化的氯和被還原的氯的物質(zhì)的量之比為 （ ） A、1：1 B、4：1 C、1：4 D、5：1例7銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體（都已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，求生成沉淀的質(zhì)量。例8、把2.56g純銅放入盛有一定量濃HNO3的大試管中，立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)銅反應(yīng)完畢后，共生成氣體1

4、.12L（標(biāo)況），計(jì)算此反應(yīng)中耗用HNO3的物質(zhì)的量是多少？例9、（2012靜安一模59）在催化劑作用下，B（NH3）可和NO、NO2混合氣體反應(yīng)生成液態(tài)水和一種單質(zhì)氣體D（可不考慮氣體反應(yīng)物與生成的液態(tài)水之間的作用）。在常溫常壓下，將密度一定的NO、NO2混合氣體和B在不同體積比時(shí)進(jìn)行了四次實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)B與混合氣體的體積比反應(yīng)后氣體密度（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況；g/L）第一次1.0 1.35第二次 1.21.25第三次2.01.04第四次2.2 則原NO、NO2混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)為 %；第四次實(shí)驗(yàn)所得氣體的平均摩爾質(zhì)量為 （保留2位小數(shù)）。3、電荷守恒例10、酸雨是因?yàn)檫^(guò)度燃

5、燒煤和石油，生成的硫的氧化物與氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的緣故。某次雨水的分析數(shù)據(jù)如下：c(NH4+)=2.0×10-6mol/L c(Cl-)=6.0×10-6mol/L c(Na+)=3.0×10-6mol/L c(NO3-)=2.3×10-5mol/L c(SO42-)=2.8×10-5mol/L則此次雨水的pH大約為 ( )A3 B4 C5 D6例11、鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產(chǎn)物溶解在60毫升濃度為2.0mol/升的鹽酸中，再用20毫升0.5mol/升NaOH溶液中和多余的鹽酸，然后在此溶液中加過(guò)量的堿，把氨

6、全部蒸出來(lái)，用稀HCl吸收，稀HCl增重0.17g，求鎂帶的質(zhì)量。二、綜合與運(yùn)用例12 若氫氣還原氧化銅的反應(yīng)進(jìn)行得不完全，便得到 Cu、Cu2O、CuO的固體混合物。某化學(xué)興趣小組同學(xué)為測(cè)定上述固體的組成進(jìn)行如下操作： 取一定質(zhì)量的均勻固體混合物A，將其分成兩等分，取其中一份用足量氫氣還原，測(cè)得反應(yīng)后的固體質(zhì)量減少3.20g ，另一份加入500mL的稀硝酸，固體恰好完全溶解，且同時(shí)收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體2.24L 。請(qǐng)根據(jù)以上操作計(jì)算：  （1）A中，n(Cu)+n(Cu2O)=_ ；  (2)  A

7、中，n(CuO)的取值范圍是_ ；  (3) 試計(jì)算所用硝酸的物質(zhì)的量濃度。例13. 在500mLCuSO4和Fe2(SO4)3的混和溶液中加入21.7g 鐵粉，待反應(yīng)完全后，得到16.8g殘留固體。在濾液中加入400mL4mol / L的BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO42-完全沉淀。原混合物中CuSO4和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量濃度分別為 、 。例14、用沉淀法測(cè)定NaHCO3和K2CO3混合物的組成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是每次稱(chēng)取一定質(zhì)量的樣品溶于水制成溶液，向其中滴加相同濃度的Ba（OH）2溶液，每次實(shí)驗(yàn)均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)記錄見(jiàn)下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)稱(chēng)取樣品的質(zhì)量/g所加Ba（OH

8、）2溶液的體積/L測(cè)得生成沉淀質(zhì)量/g10.8580.51.37921.7160.532.5740.54.13743.4320.55.51654.2900.55.51665.1480.55.516 回答下列問(wèn)題： （1）第2次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是 ； （2）Ba（OH）2溶液物質(zhì)的量濃度是 ； （3）通過(guò)計(jì)算確定樣品中NaHCO3和K2CO3的物質(zhì)的量之比是 。y x 20406080100120140例15將一定質(zhì)量的鎂鋁合金溶解于100 mL某濃度的鹽酸中（設(shè)體積變化忽略不計(jì)），在所得溶液中逐滴加入5mol/L的NaOH溶液，滴加過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量（y軸，單位是g），與所消耗的NaO

9、H溶液的體積（x軸，單位為mL）的關(guān)系如下圖所示。求：（1）合金中鎂和鋁的質(zhì)量。（2）所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度。三、練習(xí)與鞏固：1、將7.28g Fe溶于過(guò)量的稀H2SO4中，在加熱的條件下，用2.02gKNO3去氧化溶液中Fe2+，待反應(yīng)完全后，剩余Fe2+還需0.4mol/L KMnO4溶液25mL才能完全氧化，已知其反應(yīng)方程式為：5Fe2+MnO4-+8H+Mn2+5 Fe3+4H2O。通過(guò)計(jì)算、確定KNO3的還原產(chǎn)物是什么？（還原產(chǎn)物為氧化物）并寫(xiě)出其離子方程式。w.w.w.k.s.2、碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉(zhuǎn)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

10、混合物，消耗1mol/L鹽酸500mL。燃燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的質(zhì)量是A.35g B.30 g C.20 g D.15 g 3.已知： IO3+5I+6H+3I2+3H2O。工業(yè)上利用NaIO3和NaHSO3反應(yīng)來(lái)制取單質(zhì)I2。NaIO3不足時(shí)：2NaIO3+6NaHSO32NaI+3Na2SO4+3H2SO4NaIO3足量時(shí)：4NaIO3+10NaHSO32I2+7Na2SO4+3H2SO4+2H2O現(xiàn)模擬工業(yè)制取I2。在含31.2gNaHSO3的溶液中逐滴加入2mol/LNaIO3溶液vmL。（1）當(dāng)v= mL時(shí)，再滴NaIO3就開(kāi)始析出I2 。（2）當(dāng)v為55mL時(shí)，生成的I

11、2的質(zhì)量為 g。4、羥胺（H2NOH）是一種還原劑，能將某些氧化劑還原?，F(xiàn)用25ml 0.049mol/L的羥胺酸性溶液跟足量的Fe2(SO4)3溶液煮沸條件反應(yīng)，生成的Fe2+恰好與24.50mL，0.02mol/L的酸性KMnO4作用。FeSO4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O則在上述反應(yīng)中，羥胺的氧化產(chǎn)物是A N2 B N2O C NO D NO2 5、氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂三種鹽配成的混合液，若鈉離子為，鎂離子為，氯離子為，則硫酸根應(yīng)為（ ） A. B. C. D. 5、硫酸鐵溶液中為，則溶液中的濃度為（ ） A. B. C. D. 6、 在鐵

12、與氧化鐵的混合物中加入稀硫酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氫氣，同時(shí)鐵和氧化鐵均無(wú)剩余。向溶液中滴入KSCN未見(jiàn)顏色變化。為了中和過(guò)量的硫酸，且使完全轉(zhuǎn)化成氫氧化亞鐵，共耗的氫氧化鈉溶液，問(wèn)原硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？7、 往溴化亞鐵溶液中緩慢通入，結(jié)果溶液中有溴離子被氧化成溴單質(zhì)，求原溴化亞鐵溶液的摩爾濃度。8、 A、B、C三種物質(zhì)各，它們發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成新物質(zhì)D，若增加C，A與C恰好完全反應(yīng)，則A與B參加反應(yīng)的質(zhì)量比為多少？9、 將A，B，C置于一密閉容器內(nèi)加熱，反應(yīng)后分析得知，混合物中除含A，C外，還有一種物質(zhì)D。已知A、B、C、D的分子量依次是30、20、44、18求上述化學(xué)方程式的表達(dá)式（分別用A、

13、B、C、D表示）10、 向一定量的未知濃度的氯化鋇溶液中加入硝酸銀溶液使完全沉淀，其結(jié)果是生成溶液的質(zhì)量與所加入的硝酸銀溶液的質(zhì)量相等，求氯化鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度？11、 取一定量的氯酸鉀和二氧化錳的混合物共熱制氧氣，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)二氧化錳在混合物中的質(zhì)量百分含量為20%，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到二氧化錳在混合物中質(zhì)量百分含量為25%時(shí)，求氯酸鉀分解的百分率？【模擬試題】一. 選擇題： 1. 在密閉容器中，分解后所得氣體密度是相同狀況下密度的倍，求分子量為（ ） A. B. C. D. 2. 將的混合氣體，通過(guò)稀后溶液質(zhì)量增加了，氣體體積縮小為（氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得），剩余氣體能使帶余盡木灰復(fù)燃。則原混合氣

14、體的平均分子量為（ ） A. 28.1 B. 27.7 C. 28.8 D. 29.9 3. 金屬R和硫反應(yīng)能生成金屬硫化物，而相同質(zhì)量的金屬R和氧反應(yīng)，也能生成金屬氧化物，R原子量為（ ） A. 56 B. 59 C. 64 D. 65 4. 將含和的混合氣體充入有的密閉容器中，電火花點(diǎn)燃，反應(yīng)結(jié)束后，容器內(nèi)于150時(shí)壓強(qiáng)約為，將殘留物溶于水，無(wú)氣體溢出。下列敘述正確的是（ ） A. 原混合氣體中和體積比為2：1 B. 原混合氣體中和體積比為1：2 C. 殘留固體中只有 D. 殘留固體中只有和 5. 某無(wú)水混合物由硫酸鐵和硫酸亞鐵組成。測(cè)知該混合物中含硫，則其含鐵量為（ ） A. B. C.

15、 D. 6. 有三種鹽的混合溶液，溶液中含有，其物質(zhì)的量分別為的，則為（ ） A. B. C. D. 7. 過(guò)磷酸鈣含44%，以表示的百分含量是（ ） A. 44% B. 22% C. 26.7% D. 31.2% 8. 實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)溶液因保存不當(dāng)吸收了空氣中的，假如有2%的變成了，若以此溶液滴定鹽酸，以甲基橙為指示劑，則滴定結(jié)果是鹽酸的濃度（設(shè)加酸后產(chǎn)生的全部從溶液中逸出）（ ） A. 偏低1% B. 偏高0.5% C. 偏高1% D. 無(wú)影響二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： （一）組份質(zhì)量守恒即在反應(yīng)中元素的質(zhì)量守恒、原子個(gè)數(shù)守恒、物質(zhì)的量守恒。 【典型例題】1. 原子守恒例1 銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅

16、全部作用后共收集到氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能是（ ） A. B. C. D. 解析：銅與適量濃硝酸反應(yīng)可能有兩種形式：（1）生成一氧化氮；（2）生成二氧化氮，因隨著反應(yīng)的進(jìn)行硝酸濃度不斷降低從濃變稀，若銅全部以生成一氧化氮形式反應(yīng)，則耗酸是；若銅全部以生成二氧化氮形式進(jìn)行，則耗酸，根據(jù)平均值法選C。例2 氯氣跟白磷完全反應(yīng)生成三氯化磷和五氯化磷，其物質(zhì)的量比為2：1，則生成物中五氯化磷的物質(zhì)的量為（ ）A. B. C. D. 解析：設(shè)五氯化磷為，三氯化磷為，根據(jù)氯原子守恒有：，解之，選A。例3 將空氣與二氧化碳按5：1體積比混合，跟足量的赤熱炭充分反應(yīng)，若反應(yīng)前后的溫度相同

17、，則在所得氣體中，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為（假設(shè)空氣中氮氧體積比為4：1，其它成份可忽略不計(jì)）（ ）A. 29% B. 43% C. 50% D. 100%解析：設(shè)空氣，則為，為，為，則反應(yīng)前氧原子共，由氧原子守恒可知，余，所以CO體積百分含量=，選C。例4 為了配制一種培養(yǎng)液，需用含有和（它們的物質(zhì)的量之比為3：1）的混合液，每升混合液中含磷原子?，F(xiàn)用溶液和固體配制混合液，問(wèn)需該溶液多少亳升和多少克？解：培養(yǎng)液中含P原子為：，其中為，為：，若設(shè)消耗，據(jù)P原子守恒有：解得據(jù)守恒可知消耗的質(zhì)量為：。 2. 元素質(zhì)量守恒例1 在高溫下氧化銅和氧化鐵的混合物與足量的一氧化碳反應(yīng)得到固體混合物，求原混合物

18、中氧化銅和氧化鐵的質(zhì)量各為多少克？解：最終產(chǎn)物為銅和鐵，減輕質(zhì)量為氧元素質(zhì)量。設(shè)氧化鐵，氧化銅則為：，根據(jù)氧元素質(zhì)量守恒有關(guān)系式：，解之。氧化銅質(zhì)量為。例2 現(xiàn)有和組成的混合氣體，欲用溶液，使該混合氣體全部轉(zhuǎn)化成鹽進(jìn)入溶液，需用溶液的體積是（ ） A. B. C. D. 解：與溶液反應(yīng)： 在足量時(shí)混合氣體可全部被吸收轉(zhuǎn)化成鹽，根據(jù)鈉元素和氮元素的物質(zhì)的量之比為1:1，且氮原子物質(zhì)的量即為所需的物質(zhì)的量，設(shè)需要溶液的體積為，則有：，選D。 3. 離子守恒例1 粗鹽中含有等雜質(zhì)，取粗鹽溶于水過(guò)濾除去不溶物，向?yàn)V液中依次加入過(guò)量的（1）的氫氧化鈉溶液（2）固體氯化鋇（3）的碳酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)白色沉淀逐

19、漸增多，過(guò)濾除去沉淀物再加入過(guò)量的鹽酸，使溶液呈酸性，加熱蒸發(fā)得氯化鈉晶體，求粗鹽中含氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：氯化鈉來(lái)自兩個(gè)方面，一個(gè)是粗鹽中的氯化鈉，另一個(gè)是除雜過(guò)程中加入試劑生成的氯化鈉。根據(jù)物質(zhì)的量守恒可知，后者的氯化鈉可直接由加入的氫氧化鈉和碳酸鈉的量來(lái)確定，即除雜過(guò)程中加入試劑所生成的氯化鈉有下式： 所以粗鹽中氯化鈉的百分含量=例2 向密度為的鹽酸溶液中逐滴滴入硝酸銀溶液直到沉淀完全為止，過(guò)濾所得沉淀質(zhì)量與鹽酸質(zhì)量相等，求鹽酸摩爾濃度。解析：鹽酸中氯離子摩爾數(shù)=氯化銀中氯離子摩爾數(shù)，設(shè)鹽酸質(zhì)量為，濃度為，則氯化銀質(zhì)量為，有關(guān)系式：，解之：。例3 有一未知濃度的鹽酸。在加入溶液后，改用

20、溶液滴定，結(jié)果用去溶液時(shí)混合溶液為7。則鹽酸溶液的物質(zhì)的量濃度為（ ） A. B. C. D. 解析：根據(jù)反應(yīng)知的物質(zhì)的量無(wú)變化，因加入后完全反應(yīng)中和，所以的物質(zhì)的量等于加入的物質(zhì)的量即，又知鹽酸和溶液體積相等，則濃度也必相等為，應(yīng)選B。例4 向一定量的的混合物中，加入的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體，所得溶液中加入KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到的鐵的質(zhì)量為（ ） A. B. C. D. 無(wú)法計(jì)算解析：最后溶液中溶質(zhì)全部是，根據(jù)守恒，物質(zhì)的量為，所以的質(zhì)量為：。例5 將和的混合物溶于水得溶液，其中，若將該混合物在左右條件下充分灼燒，求質(zhì)量不再變化時(shí)剩余固體質(zhì)量為多少。解：混合物溶于水后，轉(zhuǎn)化成碳酸鈉即，所以碳酸鈉質(zhì)量為：（二）質(zhì)量守恒法在溶液中的應(yīng)用例1 把的KOH溶液加熱蒸發(fā)掉水后得到28%的KOH溶液，則后來(lái)溶液的