(浙江選考)2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題1 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 專(zhuān)題講座一 學(xué)考第29題——化學(xué)計(jì)算題解題方法學(xué)案

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(浙江選考)2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題1 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 專(zhuān)題講座一 學(xué)考第29題——化學(xué)計(jì)算題解題方法學(xué)案_第1頁(yè)
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1、(浙江選考)2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題1 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 專(zhuān)題講座一 學(xué)考第29題——化學(xué)計(jì)算題解題方法學(xué)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(yīng),生成單質(zhì)氣體A,產(chǎn)物中錳元素以Mn2+存在。 請(qǐng)計(jì)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

2、為7.42 g,損失的質(zhì)量為O2的質(zhì)量0.48 g,說(shuō)明O2的物質(zhì)的量為0.015 mol。由2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,可知消耗KMnO4 0.03 mol。所以KMnO4的分解率為×100%=60.0%。 (2)在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程前后,錳元素從+7價(jià)全部轉(zhuǎn)化為+2價(jià),說(shuō)明整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.05 mol×5=0.25 mol電子。剩余固體與濃鹽酸反應(yīng)生成氣體A,則A應(yīng)為氯氣。所以整個(gè)反應(yīng)過(guò)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×4=0.06 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

3、 mol電子,所以一定會(huì)產(chǎn)生0.19 mol÷2=0.095 mol氯氣。 2.(2017·浙江4月選考,29)分別稱(chēng)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)2SO4]∶n(NH4Cl)為_(kāi)_____。 (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(yīng)時(shí),溶液中c(Cl-)=________(溶液體積變化忽略不計(jì))。 答案 (1)1∶2 (2)0.100 mol·L-1 解析 (1)產(chǎn)生的沉

4、淀是硫酸鋇,物質(zhì)的量是2.33 g÷233 g·mol-1=0.01 mol,根據(jù)原子守恒可知硫酸銨的質(zhì)量是0.01 mol×132 g·mol-1=1.32 g,則氯化銨的質(zhì)量是2.39 g-1.32 g=1.07 g,物質(zhì)的量是1.07 g÷53.5 g·mol-1=0.02 mol,因此混合物中n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)為1∶2。(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(yīng)時(shí),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

5、 L=0.100 mol·L-1。 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(xué)能通過(guò),區(qū)分度較小。 2.以元素化合物為載體,定量考查常見(jiàn)化學(xué)反應(yīng),并伴以圖像、圖表等包裝形式,考查學(xué)生比較、判斷、推理能力。 3.解題方法中除了依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算,還用到了一些解題技巧和數(shù)學(xué)思維方法,如守恒法、關(guān)系式法等。 一、守恒法 當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),其實(shí)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(wú)論是在哪種物質(zhì)中,反應(yīng)前后其質(zhì)量及物質(zhì)的量都不會(huì)改變,即質(zhì)量守恒;在化合物中,陰、陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)相等,即電荷守恒;在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)和

6、還原劑失電子總數(shù)相等,即電子守恒;在組成的各類(lèi)化合物中,元素的正、負(fù)化合價(jià)總數(shù)的絕對(duì)值相等 ,即化合價(jià)守恒。運(yùn)用守恒法解題的基本類(lèi)型主要有以下三種: 1.原子(或離子)個(gè)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·L-1鹽酸恰好完全溶解,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體22.4 mL,向反應(yīng)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_(kāi)_______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(yīng)為鐵,故本題實(shí)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KS

7、CN不變色,說(shuō)明溶液中無(wú)Fe3+,全部是FeCl2。由Cl-個(gè)數(shù)守恒可知:n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1 L×1 mol·L-1=0.05 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·mol-1=5.6 g。 答案 5.6 2.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_(kāi)_____。 解析 根據(jù)電子守恒可得1 mol×1=0.2 mol×2+0.1 mol×2×(6-n),解之,n=3

8、。 答案 3 3.電荷守恒 例3 在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中,c(Na+)=0.10 mol·L-1,c(Mg2+)=0.25 mol·L-1,c(Cl-)=0.20 mol·L-1,則c(SO)為_(kāi)_______ mol·L-1。 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 0.20 1.將0.195 g鋅粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L-1 MO溶液中,恰好完全反應(yīng),則還原產(chǎn)物可能是______________________________________________

9、__________________________。 答案 M2+ 解析 鋅的物質(zhì)的量為0.003 mol,完全反應(yīng)失電子0.006 mol,若M化合價(jià)由+5變?yōu)閤,則根據(jù)得失電子相等有(5-x)×0.02×0.100=0.006,可得x=+2。 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_(kāi)_______mol·L-1。 答案  解析 方法一:由電荷守恒知,在 L溶液中存在關(guān)系: 2n(M

10、g2+)+n(K+)=2n(SO) a mol      2b mol 所以n(K+)=(2b-a) mol,原混合溶液中c(K+)= mol·L-1。 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(yīng)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 mol+n(K+)=2b mol,則n(K+)=(2b-a) mol,原混合溶液中c(K+)= mol·L-1。 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(shuō)明該溶液中Mg2+的物質(zhì)

11、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(shuō)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(2b-a) mol,所以K+的物質(zhì)的量為2(2b-a) mol,其濃度為 mol·L-1。 二、關(guān)系式法 多步反應(yīng)計(jì)算的特征是化學(xué)反應(yīng)原理中多個(gè)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生,起始物與目標(biāo)物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或關(guān)系式,依據(jù)方程式找出連續(xù)反應(yīng)的過(guò)程中不同反應(yīng)步驟之

12、間反應(yīng)物、生成物物質(zhì)的量的關(guān)系,最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系,列出計(jì)算式求解,從而簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。 例4 5.85 g NaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱,逸出的氣體又與過(guò)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,最后可得H2______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 解析 若先由NaClHCl算出HCl的量,再由MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O算出Cl2的量,……這樣計(jì)算非常繁瑣。找出以下關(guān)系式就可迅速求解。 設(shè)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。 NaCl ~ HCl ~ Cl2 ~ HCl

13、 ~ H2 0.1 mol                x 顯然x=0.05 mol, 則V(H2)=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。 答案 1.12 1.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(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)得沉淀質(zhì)量為1.0 g,則標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)所燃燒的甲烷氣體的體積為_(kāi)_______L。 答案 0.224 解析 由CH4+2O2CO2+2H2O、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 得關(guān)系式 CH4~CO2~CaCO3 n(CaCO3)==0.01 mol 知n(CH4)=0.01 mol,即0.224

14、 L。 2.氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)為CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過(guò)下列反應(yīng)制備CuCl: 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑ (1)CuCl制備過(guò)程中需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO4溶液,計(jì)算配制該溶液所需的CuSO4·5H2O與H2O的質(zhì)量之比為_(kāi)_______。 (2)準(zhǔn)確稱(chēng)取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定量的0.5 mol·L-1 FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(

15、SO4)2溶液滴定到終點(diǎn),消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為 Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl- Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+ 通過(guò)計(jì)算說(shuō)明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。 答案 (1)5∶11 (2)設(shè)樣品中CuCl的質(zhì)量為z。 由化學(xué)反應(yīng)方程式可知:CuCl~Fe2+~Ce4+ = z≈0.244 8 g CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=97.92% 97.92%>96.50%,所以樣品中的CuCl符合標(biāo)準(zhǔn)。 解析 (1)設(shè)需要CuSO4·5H2O的質(zhì)量為x,H2O的質(zhì)量為y。CuSO4·5H2O的相對(duì)分

16、子質(zhì)量為250,CuSO4的相對(duì)分子質(zhì)量為160,依題意有 =,x∶y=5∶11。 三、差量法 1.所謂“差量”就是指反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)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(qiáng)、反應(yīng)過(guò)程中的熱效應(yīng)等。 2.計(jì)算依據(jù):化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)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(xué)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(shí)際的差值(實(shí)際差量)。 例5 將m g鐵片置于CuSO4溶液中,一段時(shí)間后取出,洗凈、干燥、稱(chēng)量,發(fā)現(xiàn)“鐵片”增重0.8

17、g,則反應(yīng)中生成Cu的質(zhì)量為_(kāi)_______ g。 解析 (一)直接計(jì)算法 設(shè)生成Cu x g Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 56         64 x          x 則x-x=0.8 x=6.4 (二)差量法 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu  Δm(增重) 56        64    8        6.4 g  0.8 g 由以上對(duì)比可知使用差量法后,大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算過(guò)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(yīng)反應(yīng)物、生成物對(duì)應(yīng)的物理量,要注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;二是表示

18、出實(shí)際差量并寫(xiě)在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫(xiě)在化學(xué)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(dá)到平衡,容器內(nèi)壓強(qiáng)為1.01×105 Pa,經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的物質(zhì)的量為0.05 mol,平衡時(shí)PCl5的分解率為_(kāi)_______。 答案 78.6% 解析 原n(PCl5)=≈0.028 mol,設(shè)分解的PCl5的物質(zhì)的量為x mol,則 PCl5(g)PCl3(g)+Cl

19、2(g) 物質(zhì)的量增加(Δn) 1 1 1 1 x mol           0.05 mol-0.028 mol=0.022 mol 所以x=0.022 PCl5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(dāng)干燥管增重2.8 g時(shí),則生成O2的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子數(shù)分別為_(kāi)_______、________。 答案 0.05 mol 0.1NA 解析 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2  Δm(增重)        88        32   56                1.6 g  2.8 g 則生成O2為0.05 mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA。

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