2022年江苏省年高考化学二轮-专题十七-化学计算最新讲义.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 专题十七 化学运算 元素守恒电荷守恒 守恒法 电子转移守恒组成推算 组成配比守恒平稳量运算 平均组成法 化学运算 平均法 含量检测 平均式量法样品量综算 质量差量【备考策略】近三年的江苏高考题中,运算题主要显现在关 NA的运算、有机物组成的定性分 析、利用滴定法进行的样品中某物质含量测定、盖斯定律的运用；可以预见,差量法 2022 年高考题 体积差量中,有关 NA的运算、盖斯定律的运用,仍旧是高考的必考题,有关化学平稳、电离平稳为载 物质的量差量 体的运算,以化学试验为依靠的关滴定法进行的某微粒含量的测定,在试题中显现的几率也 很大；类型一、基础运算 例 1将肯定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入 100 mL4.40 mol/L 盐酸中,充分 反应后产生 896 mL H2 标准状况 ,残留固体 1.28 g ；过滤,滤液中无 Cu2+；将滤液加水稀 释到 200 mL,测得其中 cH+ 为 0.400 mol/L；就原混合物中单质铁的质量是 A B C D【考点透视】化学运算的常用方法和技巧 方法 规律与技巧 差量法是依据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所差量法谓“ 理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等；该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系；化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一 系列守恒现象,如：质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利 用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法；质量守恒就是化学反应前后各物质 的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变；元素守恒 守恒法 即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不 对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的 变；电荷守恒即 代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等；电子得失守恒是指在发生氧 化复原反应时,氧化剂得到的电子数肯定等于复原剂失去的电子数,无论 是自发进行的氧化复原反应仍是原电池或电解池中均如此；实际化工生产中以及化学工作者进行科学争论时,往往涉及到多步反应：从关系式法原料到产品可能要经过假设干步反应；测定某一物质的含量可能要经过假设干步中间过程；对于多步反应体系,依据假设干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行运算求解方法,称为“ 关- 1 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系式” 法；利用关系式法可以节约不必要的中间运算步骤,防止运算错误,并能快速精确地获得结果；用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有：1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式；所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学运算的解题方法；它所依据的数学原理是： 两个数 Mr1 和 Mr2Mr1 大于 Mr2的算术平均值 Mr,肯定介平均值法 于两者之间； 所以, 只要求出平均值 Mr,就可以判 断出 Mr1 和 Mr2 的取值范围,再结合题给条件即可快速求出正确答案；常见方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等；“ 极端假设法” 是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合极端假设法物运算时采纳, 可分别假设原混合物是某一纯洁物,进行运算, 确定最大值、最小值,再进行分析、争论、得出结论；有一类化学运算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,争论法也可能在某个范畴内取值,这类题需要用争论的方法求解；常见的类型：1、争论反应发生的程度；2、争论反应物是否过量；3、争论反应物或生成物的组成范畴； 4、争论不定方程的解；【变式训练 1】2022· 金陵中学模拟 某合金仅含铜、 铁中铜和铁的物质的量之和为 y mol,其中 Cu 的物质的量分数为 a,将其全部投入 50 mL b mol · L 1 的硝酸溶液中,加热使其充分反应假设硝酸只被复原成 NO；以下说法正确的选项是A假设金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属不再溶解B假设金属全部溶解后,再加入KSCN溶液,就溶液肯定呈血红色D当溶液中金属离子只有Fe3、 Cu2时,就 a 与 b 的关系为： b80y1 类型二、混合物含量运算例 2四氧化三铁纳米微粒可用于涂料、油墨、隐身材料、磁记录、电极材料、催化剂等多领域,试验室对四氧化三铁纳米微粒样品进行检测；一、定性检测：产品中铁元素价态检测试剂主要有： 3mol/L 硫酸、 0.1mol/L氢氧化钠溶液、 20%硫氰化钾溶液、 0.01mol/L酸性高锰酸钾溶液、氯水其它用品任选1请选用上述试剂完成下表步骤操作现象、结论 1 取肯定量 3mol/L 硫酸于试管中,加热煮沸去除溶解氧固体溶解,溶液呈浅黄色2 取少量产品于试管中加适量步骤1 处理好溶液溶解,配成溶液3 取少量步骤2 配好溶液于试管中,滴加几滴20%硫氰化钾溶液,产品含有Fe3+ 振荡4 ,产品含有Fe2+ 二、定量测定：2 称取 23.2g 样品于烧杯中,加入加热煮沸后的稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,待固体完全溶解后,向所得溶液中加入 g 铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体 g ；取滤液体积的 1/10 用浓度为 mol· L 1 的酸性 KMnO4滴定,至终点时消耗 KMnO4溶液体积29.80mL；样品中 Fe3+和 Fe2+的物质的量之比为；- 2 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、结果争论3样品中 Fe3+和 Fe2+的物质的量之比略大于2：1 的可能缘由是；【热点透视】定量试验中的分析处理 试验 测定方法 质量测定：固体和液体称量、气体增重通过液体或固体吸取称量 含量测定 体积测定：气体排液体水、有机溶剂、溶液测定 物质的量浓度测定：滴定法 有效数字：实际上能够测量到的数字,包括全部牢靠数字及一位不确定数字 数据处理 在内；运算结果要与小数点后位数最少的数一样；有效数据：定量试验中重复数据需要甄别,删除不合理数据；【变式训练2】2022· 南京市二模聚合硫酸铁的化学式可表示为FeaOHbSO4cm ；取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应,将所得溶液平均分为两等份；一份溶液中加入足量的 BaCl2 溶液,得到白色沉淀；另一份溶液,加热煮沸后,滴加稍过量 SnCl2 溶液,使 Fe3+复 原为 Fe2+,用甲基橙除去过量 SnCl2；然后用 0.02000 mol/L K2Cr2O7 标准溶液滴定,到达 滴定终点时共用去 K2Cr2O7标准溶液 50.00mL；运算聚合硫酸铁晶体中 a、b、 c 的最简整数比；已知： Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O类型三、流程题中的综合运算例 32022· 扬州市三模黄色固体聚合硫酸铁SPFS是一种重要的无机高分子絮凝剂,极 易 溶 于 水 , 作 为 工 业 和 生 活 污 水 处 理 等 领 域 具 有 重 要 的 应 用 ； SPFS 可 表 示 成FexOHySO4z· nH2O；工业上常用的一种制备流程为：绿矾NaClO3 水解、聚合减压蒸发SPFS 酸性介质在 SPFS 的多个质量指标中,盐基度是重要的质量指标之一,盐基度定义为：盐基度nOH-/3nFe × 100% ；式中nOH- 、 nFe 分别表示固体聚合硫酸铁中OH和 Fe 的物质的量；试答复以下问题；1写出在酸性介质中用 NaClO3 氧化 FeSO4· 7H2O的离子方程式；2取 7.51 g 某固体聚合硫酸铁溶解于水,向其中加入过量的 BaCl2 溶液到沉淀完全 , 经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀 g, 向上述滤液中加入 NH3· H2O,调剂溶液 pH=6,经过滤、洗涤、干燥得 Fe2O3固体 g ；试运算该固体聚合硫酸铁的盐基度；3运算出该固体聚合硫酸铁样品的化学式；【特殊提示】化学运算,需防以下错误显现：分子式写错 化学方程式写错或不配平或配平错 用关系式运算时,物质的量关系式不对 相对分子质量算错 争论题,缺讨论过程 给出两种反应的量,不考虑一反应物过量要有判定过程要求写出运算标准过程：解、设未知量、方程式或关系式,运算比例 关系、比例式主要运算过程、答、单位、的题目仍要写出推理过程,不要省略步骤,运算过程要带单位；留意题中对效数字的隐性要求,如所给数据都为位效数字,或都为含小数点后两位小数的数据；- 3 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【变式训练3】2022· 苏南四市二模某工厂用CaSO4、 NH3、H2O、CO2制备 NH42SO4,其工艺流程如下：CaSO4 悬 浊足量 NH3 甲适量乙过滤滤提纯NH42SCaCO3 煅烧生石灰CO2循环使用已知： KspCaCO32.8 × 10 9 , 硫酸钙悬浊液中CaSO4136kg.m3,生产过程中CO2的利用率为 90%,并测得滤液中cCO32 为 0.001 mol.L 1；1甲中通入CO2后发生反应的方程式为：；2求 KspCaSO4 忽视溶液体积变化 ；3假设每天用 1000 m3 的 悬浊液,试运算： 可生产纯度为 95%的 NH42SO4多少吨？ 仍需要补充含 90%CaCO3的大理石多少吨？运算结果保留一位小数119.2 g Cu与适量浓 HNO3反应,当铜全部反应后,共收集到标准状况下的气体 不考虑 NO2转化为 N2O4,反应消耗的硝酸的物质的量可能是22022· 苏南四市二模2.8gFe 全部溶于肯定浓度、200mL的 HNO3溶液中,得到标准状况下的气体,测得反应后溶液的 断正确的选项是pH 为 1；假设反应前后溶液体积变化忽视不计,就以下有关判 A反应前 HNO3溶液的浓度为 1.0mol · L 1 B 1. 12L 气体是 NO、NO2的混合气体C反应后溶液中 cNO3 0.85mol · L 1 D反应后的溶液最多仍能溶解32022 · 南通一中模拟 联氨 N2H4及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4与 N2O4反应能放出大量的热；1 25时, 1.00 g N2H4l 与足量 N2O4l 完全反应生成 N2g 和 H2Ol ,放出 19.14 kJ的热量；就反应 2N2H4l+N2O4l3N2g+4H2Ol 的 H= kJ·mol-1 ；217× 105 Pa,密闭容器中 N2O4和 NO2的混合气体到达平稳时,cNO2=0.0300 mol· L-1 、cN2O4=0.0120 mol·L-1 ；运算反应 2NO2g N2O4g的平稳常数 K；3现用肯定量的 Cu与足量的浓 HNO3反应,制得 1.00 L 已到达平稳的 N2O4和 NO2为混合气体 17× 105 Pa , 理论上至少需消耗 Cu多少克？42022· 徐州二模工业上用含锌物料含 FeO、CuO等杂质制取活性 ZnO的流程如下：H2SO4 H2O2 适量 Zn NH4HCO3 含锌 浸出 氧化、过滤 置换 沉淀 过滤、洗涤活性 ZnO 物料 烘干、焙烧残渣 FeOH3 残渣 CO2、H2O 1上述流程中,浸出时用的是 60% H2SO4密度是 g/cm3 ,如配制 100 mL 这种 H2SO4溶液,就 mol· L 1 的浓硫酸 mL保留一位小数 ； 2加入氧化剂 H2O2 后,有 FeOH3 沉淀显现,没有 CuOH2 沉淀显现,假设溶液中cFe3+=2.6 × 10 18 mol· L 1,就溶液中 cCu2+ 的取值范畴是 mol· L 1；已- 4 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 知 KspFeOH3=2.6 × 10 39,KspCuOH2=2.2 × 10 203加入 NH4HCO3后生成的沉淀是形状均为ZnaOHbCO3c 的a、b、c 都是正整数两种碱式碳酸锌 A、B的混合物,假设 A中 a=5、b=6,就生成碱式碳酸锌 A的化学方程式为；4取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌 A 和 B 的混合物 49.70 g 其物质的量为 0.10 mol ,高温焙烧完全分解得到 g ZnO 、 L CO2 标准状况和水,试通过运算求出碱式碳酸锌 B 的化学式；请使用“ 课后训练· 专题十七” 活页练习,准时查漏补缺！专题十七 化学运算【例 1】C 解析： nH2mol ,mCug,nCuO nmol ,剩余 nmol,溶液中只有 FeCl2 ,故溶液中的 nFeCl2 molmolmol ,依据电子得失守恒：2nFe 2nFe2O3 2nCuO 2nH2 ；依据元素守恒：nFe 2nFe2O3mol ,nmol,nFe2O3mol,mFeg；【变式训练 1】D 解析：金属反应后,溶液中肯定含硝酸盐,再加硫酸,形成的硝酸肯定会溶解铜或铁,选项 A 的说法错误；假设金属全部溶解,溶液可能正好是 FeNO32,就选项B 错误；选项 C中金属全部溶解,溶液中可能是Cu2和 Fe2或 Cu2和 Fe3,就 b 应当是个范畴, 选项 C错误；选项 D中 nHNO3bmol ,就 2nCu 3nFe 3nNO , nNO 2ay31 ay/3,作为常见参与反应的酸的硝酸为 2ay31 aymol ,作为氧化剂的硝酸是a2ay 31 ay/3,酸可能过量,故 42ay 31 ay/3 0.05b ,解得 b80y1 3；mol/L 酸性高锰酸钾溶液,振荡 2 2 0.98 或 10049高锰酸钾溶液紫红色颜色褪去3 制备或测定过程中少量Fe2被氧化了 其他合理答案也可 解析： 1 用 KSCN溶液检验 Fe3,用 KMnO4溶液检验 Fe3中含有 Fe2；2 Cu2Fe3 =Cu2 2Fe2, nFe3 2nmol；酸性 KMnO4滴定时得反应是5Fe2Fe2是MnO4 ,滤液的nFe2 5nMnO4 mol ·L 1× 0.029 8L× 10mol ,故原先的0.298molmol, 原 nFe3 / nFe2mol2/0.98 100/49 ；【变式训练2】 nSO2 1.747 5mol0.007 5mol 233- 5 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - nK2Cr2O2 0.05 × 0.020 00 molmol nFe2 nK2Cr2O2mol nOH nSO2 × 2 nFe2 × 3nmol× 3mol× 2mol abcmol 0.007 5mol 425【例 3】1 6Fe2 ClO3 6H=6Fe3 Cl 3H2O 2 14.29% 3 Fe35OH15SO445· 54H2O 解析： 2nFeg/160g · mol1× 2mol,nSO2 g /233g · molmol,nOH 3× nFe2× nSO2mol ,盐基度 nOH/3nmol/mol × 100% 14.29%；3 nH2O g × 56g· mol 1× 96g· molmol × 17g·mol1/18g ·molmol ；化学式：Fe35OH15SO445 ·54H2O；【变式训练 3】1 CaSO4 2NH3CO2H2O=CaCO3NH42SO4 2 2.8× 10 6 tt 解析： 1 反应物是 CaSO4、2NH3、CO2,结合水书写化学方程式；2 cCa2 KspCaCO3/ cCO2× 10 6mol/L ,反应后的 NH42SO4浓度和硫酸钙悬浊液 的 浓 度 相 等 , 就 cSO2 136g ·L 1÷ 136g/momol/L ； 就 KspCaSO4 cCa2 × cSO2 2.8 × 10 6；3 设可生产纯度为 95%的NH42SO4的质量为 x；CaSO4 NH42SO4 136 132 136tx xt 每天需 CO2为1 0001 1 112.2 kmol ,就需补充 随堂训练90%的 CaCO3为 112.2 × 100× 10 3t ；1. B 解析： nmol,nHNO3mol,nHNO3酸 2nCu mol,nHNO3mol；2. CD 解析： nmol,硝酸剩余,溶液中的溶质是 HNO3和 FeNO33,nmol,n 气 mol,就 L气体是 NO,选项 B 错误；反应后 cNO3 3cFe3 cmol·L1,选项 C 正确；反应前nHNO3mol/L× molmol ,cHNO3mol/L,选项 A 错误；反应后nHNO3mol,nFeNO33mol ,假设用铁溶解在剩余溶液,就最终溶液溶质只有 FeNO32,依据反应 3Fe8HNO3=3FeNO322NO 4H2O, Fe 2FeNO33=2FeNO32,溶解的铁的物质的量是×3/8mol/2 0.032 5mol,质量是,选项 D正确；3. 3 g 解析： 1 nN2H40.031 25mol ,就 H19.14 × 2÷ 0.031 25 kJ·molkJ ·mol 1；2 根 据 题 意 知 平 衡 时 , cN2O4 0.012 0mol/L , cNO2mol/L , K cN2O4c2NO2 0.012 013.3 ；0.030 0 × 0.030 03 依据 2 反应后的气体中,nNO2 0.030 0mol,nN2O40.012 0mol ,依据电子转移相等, 2nCu nNO22nN2O4,nmol, mCu 8g；4. 1 49.950.0 也可 - 6 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 2.2 × 10 6 3 Zn4OH6CO3 3 5ZnSO4 10NH4HCO3=Zn5OH6CO32 5NH42SO4 8CO2 2H2O 4 Zn4OH6CO3 mol/L × 98g/mol × VH2SO4100mL× /cm3× 60%,VH2SO40.049 9LmL ；3 Ksp2 根 据 FeOH3 沉 淀 出 现 , cOH cFe3 10 7mol/L , 因 此 cCu2 KspcOH2/c2OH 2.2 × 10 6mol/L ；3 由流程图可知,反应物是 ZnSO4 和 NH4HCO3,产物至少有 Zn5OH6CO32 和 CO2,依据元素守恒判定仍有 NH42SO4 产物,配平判定仍有水生成；4 依题意 mol 混合物完全分解得到ZnO、CO2、H2Omolmolmol,可知 1mol mol Znmol C、6mol H；又知 1mol A 中含 H为 6mol、含 C为 2mol,就 1mol B 中含 H为 6mol、含 C为 1mol ；所以B 的化学式可以表示为ZnxOH6CO3,由化合价代数和为0 可得x 4,即B 的化学式为Zn4OH6CO3；- 7 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页