高考人教版化學一輪復(fù)習文檔：第1章 化學中常用的物理量-物質(zhì)的量 專題講座一 含答案

高三化學一輪復(fù)習PAGE6-專題講座一化學計算的常用方法方法一守恒法(一)質(zhì)量守恒(原子守恒)依據(jù)化學反應(yīng)的實質(zhì)是原子的重新組合，因而反應(yīng)前后原子的總數(shù)和質(zhì)量保持不變。[典例1](2019·石家莊調(diào)研)28g鐵粉溶于稀鹽酸中，然后加入足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣加強熱，最終得到的固體質(zhì)量為()A．36gB．40gC．80gD．160g答案B解析28g鐵粉溶于稀鹽酸中生成氯化亞鐵溶液，然后加入足量的Na2O2固體，由于Na2O2固體溶于水后生成氫氧化鈉和氧氣，本身也具有強氧化性，所以充分反應(yīng)后生成氫氧化鐵沉淀，過濾，將濾渣加強熱，最終得到的固體為Fe2O3，根據(jù)鐵原子守恒，n(Fe2O3)＝eq\f(1,2)n(Fe)＝eq\f(1,2)×eq\f(28g,56g·mol－1)＝0.25mol所得Fe2O3固體的質(zhì)量為：0.25mol×160g·mol－1＝40g。針對訓(xùn)練1．(2018·長汀縣校級月考)有14gNa2O2、Na2O、NaOH的混合物與100g質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸恰好反應(yīng)，蒸干溶液，最終得固體質(zhì)量為()A．20.40gB．28.60gC．24.04gD．無法計算答案C解析混合物與鹽酸反應(yīng)后所得溶液為氯化鈉溶液，蒸干后得到NaCl，由Cl－質(zhì)量守恒關(guān)系可得100g×15%×eq\f(35.5,36.5)＝m(NaCl)×eq\f(35.5,58.5)，解得m(NaCl)≈24.04g。－1的NaOH溶液中，兩者恰好完全反應(yīng)，生成NaClO為0.01mol，則燃燒前H2和Cl2的物質(zhì)的量之比為()A．5∶4B．4∶5C．4∶3D．3∶4答案B解析100mL1.0mol·L－1的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為1.0mol·L－1×0.1L＝0.1mol；兩者恰好完全反應(yīng)，說明0.1molNaOH完全反應(yīng)，生成的0.01molNaClO來自Cl2與NaOH的反應(yīng)(Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O)，則氫氣和氯氣反應(yīng)后剩余氯氣的物質(zhì)的量為0.01mol，消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.02mol，發(fā)生反應(yīng)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，消耗NaOH的物質(zhì)的量為：0.1mol－0.02mol＝0.08mol，則n(HCl)＝n(NaOH)＝0.08mol，n(H2)＝n(Cl2)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝0.08mol×eq\f(1,2)＝0.04mol，所以原混合氣體中含有Cl2的物質(zhì)的量為：0.01mol＋0.04mol＝0.05mol，氫氣的物質(zhì)的量為0.04mol，燃燒前H2和Cl2的物質(zhì)的量之比＝0.04mol∶0.05mol＝4∶5。(二)電荷守恒依據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性，即陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)或離子方程式前后離子所帶電荷總數(shù)不變。[典例2]將agFe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的200mLpH＝1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液，使Fe3＋、Al3＋剛好沉淀完全，用去NaOH溶液100mL，則NaOH溶液的濃度為________________。答案0.2mol·L－1解析當Fe3＋、Al3＋剛好沉淀完全時，溶液中溶質(zhì)只有硫酸鈉，而Na＋全部來源于NaOH，且變化過程中Na＋的量不變。根據(jù)電荷守恒可知：eq\f(nNa＋,nSO\o\al(2－,4))＝eq\f(2,1)，所以，n(NaOH)＝n(Na＋)＝2n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(H＋)＝0.1mol·L－1×0.2L＝0.02mol，c(NaOH)＝eq\f(0.02mol,0.1L)＝0.2mol·L－1。針對訓(xùn)練3．在一定條件下，ROeq\o\al(n－,3)和F2可發(fā)生如下反應(yīng)：ROeq\o\al(n－,3)＋F2＋2OH－=ROeq\o\al(－,4)＋2F－＋H2O，從而可知在ROeq\o\al(n－,3)中，元素R的化合價是()A．＋4價B．＋5價C．＋6價D．＋7價答案B解析要求ROeq\o\al(n－,3)中R的化合價，若知道n值，計算R的化合價則變得很簡單。依據(jù)離子方程式中電荷守恒，n＋2＝1＋2，n＝1，ROeq\o\al(n－,3)中氧顯－2價，因此R的化合價為＋5價。4．若測得雨水所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表：離子K＋Na＋NHeq\o\al(＋,4)SOeq\o\al(2－,4)NOeq\o\al(－,3)Cl－濃度/mol·L－14×10－66×10－62×10－54×10－53×10－52×10－5根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH＝________。答案4解析根據(jù)表格提供的離子可知，NHeq\o\al(＋,4)水解導(dǎo)致試樣溶液呈酸性，再根據(jù)電荷守恒可知，[K＋]＋[NHeq\o\al(＋,4)]＋[Na＋]＋[H＋]＝2[SOeq\o\al(2－,4)]＋[Cl－]＋[NOeq\o\al(－,3)]，將表格中的數(shù)據(jù)代入得H＋濃度為10－4mol·L－1，則pH值為4。易錯警示列式時不要忘了離子濃度前乘上離子所帶電荷數(shù)。方法二化學方程式計算中的巧思妙解——差量法化學反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生變化時均可用差量法，解題的一般步驟為：(1)準確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。(2)深入細致地分析題意，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、壓強等，且該差量的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。(3)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。[典例3]為了檢驗?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2g，則該樣品的純度(質(zhì)量分數(shù))是()A.eq\f(84w2－53w1,31w1) B.eq\f(84w1－w2,31w1)C.eq\f(73w2－42w1,31w1) D.eq\f(115w2－84w1,31w1)答案A解析由題意知(w1－w2)g應(yīng)為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質(zhì)量，設(shè)樣品中NaHCO3質(zhì)量為xg，由此可得如下關(guān)系：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O2×8462xw1－w2則x＝eq\f(84w1－w2,31)，故樣品純度為eq\f(mNa2CO3,m樣品)＝eq\f(w1－x,w1)＝eq\f(84w2－53w1,31w1)。針對訓(xùn)練5．將12gCO和CO2的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為18g，則原混合氣體中CO的質(zhì)量分數(shù)為________。答案87.5%解析設(shè)原混合氣體中CO的質(zhì)量分數(shù)為x。CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2氣體質(zhì)量增加(差量)28g44g44g－28g＝16g12xg18g－12g＝6geq\f(28,16)＝eq\f(12x,6)，解得x＝0.875。6．(2018·山東省實驗中學高三模擬)16mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400℃左右可發(fā)生反應(yīng)：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，達到平衡時在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：①5∶3②3∶2③4∶3④9∶7。其中正確的是()A．①②B．①④C．②③D．③④答案C解析根據(jù)反應(yīng)前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)ΔV(氣體的體積差)6mL4mL5mL6mL(5＋6)－(4＋6)＝1mL(理論差量)9mL6mL17.5－16＝1.5mL(實際差量)由此可知共消耗15mL氣體，還剩余1mL氣體，假設(shè)剩余的氣體全部是NO，則V(NO)∶V(NH3)mL＋1mL)＝9∶7，但因該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，剩余氣體實際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3與9∶7之間，對照所給的數(shù)據(jù)知3∶2與4∶3在此區(qū)間內(nèi)。方法三解答連續(xù)反應(yīng)類型計算題的捷徑——關(guān)系式法關(guān)系式法是一種巧妙利用已知量與未知量之間關(guān)系進行解題的一種方法，一般適用于多步進行的連續(xù)反應(yīng)，因前一個反應(yīng)的產(chǎn)物是后一個反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳遞關(guān)系，找出原料和最終產(chǎn)物的相應(yīng)關(guān)系式。它是化學計算中的基本解題方法之一，利用關(guān)系式法可以將多步計算轉(zhuǎn)化為一步計算，免去逐步計算中的麻煩，簡化解題步驟，減少運算量，且計算結(jié)果不易出錯，準確率高。針對訓(xùn)練題組一根據(jù)原子守恒找關(guān)系式7．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上述混合物，消耗1mol·L－1鹽酸500mL。煅燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的質(zhì)量是()A．35gB．30gC．20gD．15g答案C－1鹽酸500mL，HCl的物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)氯元素守恒，則CuCl2的物質(zhì)的量為0.25mol。根據(jù)Cu元素守恒可知，原混合物中含有Cu元素的物質(zhì)的量為0.25mol，煅燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的物質(zhì)的量為0.25mol，則m(CuO)＝0.25mol×80g·mol－1＝20g。8．在氧氣中燃燒0.22g硫和鐵組成的混合物，使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，把這些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?，這些硫酸可用10mL0.5mol·L－1氫氧化鈉溶液完全中和，則原混合物中硫的百分含量為()A．72%B．40%C．36%D．18%答案C解析由S原子守恒和有關(guān)反應(yīng)可得出：S～H2SO4～2NaOH32g2molm(S)0.5×10×10－3mol得m(S)＝0.08g原混合物中w(S)＝eq\f(0.08g,0.22g)×100%＝36%。題組二根據(jù)電子守恒找關(guān)系式9．將Mg和Cu組成的2.64g混合物投入適量的稀硝酸中恰好反應(yīng)，固體完全溶解時收集到NO氣體0.896L(標準狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液使金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為________。答案4.68g解析最終生成的沉淀是Mg(OH)2和Cu(OH)2，其質(zhì)量等于合金的質(zhì)量加上兩金屬離子所結(jié)合的OH－的質(zhì)量。關(guān)鍵是求增加的n(OH－)，n(OH－)等于金屬單質(zhì)所失電子的物質(zhì)的量，金屬所失電子數(shù)，等于硝酸所得電子數(shù)。即n(OH－)＝eq\f(0.896L,22.4L·mol－1)×3＝0.12mol，故形成沉淀的質(zhì)量＝2.64g＋0.12mol×17g·mol－1＝4.68g。10．將1.08gFeO完全溶解在100mL1.00mol·L－1硫酸中，然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液，恰好使Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，且Cr2Oeq\o\al(2－,7)中的鉻全部轉(zhuǎn)化為Cr3＋。則K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度是________。答案0.100mol·L－1解析由電子守恒知，F(xiàn)eO中＋2價鐵所失電子的物質(zhì)的量與Cr2Oeq\o\al(2－,7)中＋6價鉻所得電子的mol·L－1。題組三根據(jù)相關(guān)反應(yīng)找關(guān)系式11．金屬錫的純度可以通過下述方法分析：將試樣溶于鹽酸，反應(yīng)的化學方程式為Sn＋2HCl=SnCl2＋H2↑，再加入過量的FeCl3溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：SnCl2＋2FeCl3=SnCl4＋2FeCl2，最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反應(yīng)的化學方程式為6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl=6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O?，F(xiàn)有金屬錫試樣0.613g，經(jīng)上述反應(yīng)后，共用去0.100mol·L－1K2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng)，錫的相對原子質(zhì)量為119)。答案Sn與K2Cr2O7物質(zhì)的量的關(guān)系：3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O73×119g1molx0.100×0.016molx＝eq\f(3×119g×0.100×0.016mol,1mol)＝0.5712gw(Sn)＝eq\f(0.5712,0.613)×100%≈93.2%。12．黃鐵礦的主要成分是FeS2。某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，取0.1000g樣品在空氣－1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標準溶液25.00mL。已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分數(shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))________(保留1位小數(shù))。(2)煅燒10t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積(標準狀況)為________L，制得98%