2019版高考化学大一轮复习化学专题讲座一学考第29题化学计算题解题方法学案.doc

- 1 -专题讲座一专题讲座一 学考第学考第 2929 题题化学计算题解题方法化学计算题解题方法1(2017·浙江 11 月选考，29)取 7.90 g KMnO4，加热分解后剩余固体 7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体 A，产物中锰元素以 Mn2存在。请计算：(1)KMnO4的分解率_。(2)气体 A 的物质的量_。答案 (1)60%(或 0.60) (2)0.095 mol解析 (1)KMnO4的分解率。题目已知 KMnO4共 7.90 g，物质的量分解的KMnO4的物质的量 KMnO4总的物质的量为 0.05 mol。加热分解后剩余固体为 7.42 g，损失的质量为 O2的质量 0.48 g，说明 O2的物质的量为 0.015 mol。由 2KMnO4K2MnO4MnO2O2，可知消耗 KMnO4 0.03 =mol。所以 KMnO4的分解率为×100%60.0%。0.03 mol 0.05 mol(2)在整个反应过程前后，锰元素从7价全部转化为 2价，说明整个反应过程中转移了0.05 mol×50.25 mol 电子。剩余固体与浓盐酸反应生成气体 A，则 A 应为氯气。所以整个反应过程中只有氧元素和氯元素失电子。氧元素失电子产生氧气，转移了 0.015 mol×40.06 mol 电子。根据电子守恒得知，氯元素必然转移 0.19 mol 电子。每产生 1 mol 氯气就转移 2 mol 电子，所以一定会产生 0.19 mol÷20.095 mol 氯气。2(2017·浙江 4 月选考，29)分别称取 2.39 g (NH4)2SO4和 NH4Cl 固体混合物两份。(1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的 Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入 Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。混合物中n(NH4)2SO4n(NH4Cl)为_。(2)另一份固体混合物中 NH与 Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl) 4_(溶液体积变化忽略不计)。答案 (1)12 (2)0.100 mol·L1解析 (1)产生的沉淀是硫酸钡，物质的量是 2.33 g÷233 g·mol10.01 mol，根据原子守恒可知硫酸铵的质量是 0.01 mol×132 g·mol11.32 g，则氯化铵的质量是 2.39 g1.32 g1.07 g，物质的量是 1.07 g÷53.5 g·mol10.02 mol，因此混合物中n(NH4)- 2 -2SO4n(NH4Cl)为 12。(2)每一份中硫酸铵和氯化铵分别是 0.01 mol、0.02 mol，另一份固体混合物中 NH与 Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，消耗氢氧化钡是 0.02 4mol，因此溶液体积是 200 mL，则溶液中c(Cl)0.02 mol÷0.2 L0.100 mol·L1。1题目短小精悍，固定格式，固定分值，两空 4 分。目的是让多数同学能通过，区分度较小。2以元素化合物为载体，定量考查常见化学反应，并伴以图像、图表等包装形式，考查学生比较、判断、推理能力。3解题方法中除了依据化学方程式进行计算，还用到了一些解题技巧和数学思维方法，如守恒法、关系式法等。一、守恒法当物质之间发生化学反应时，其实质就是原子之间的化分和化合。即可推知某种元素的原子无论是在哪种物质中，反应前后其质量及物质的量都不会改变，即质量守恒；在化合物中，阴、阳离子所带电荷总数相等，即电荷守恒；在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，即电子守恒；在组成的各类化合物中，元素的正、负化合价总数的绝对值相等 ，即化合价守恒。运用守恒法解题的基本类型主要有以下三种：1原子(或离子)个数守恒例 1 现有铁、氧化亚铁、三氧化二铁的混合物粉末 3.44 g，向其中加入 100 mL 1 mol·L1盐酸恰好完全溶解，收集到标准状况下的气体 22.4 mL，向反应后的溶液中加入KSCN 溶液不变色，则 6.88 g 该混合物在高温下用足量 CO 处理后，残留固体质量为_克。解析 该铁和铁的氧化物的混合物在高温下用足量 CO 还原的残留固体应为铁，故本题实际上是求混合物中铁元素的质量，据混合物溶于盐酸后加入 KSCN 不变色，说明溶液中无Fe3，全部是 FeCl2。由 Cl个数守恒可知：n(FeCl2)n(HCl) ×0.1 L×1 mol·L10.05 mol。1 21 2又据铁元素守恒知 6.88 g 混合物中含铁质量为 2×0.05 mol×56 g·mol15.6 g。答案 5.62电子得失守恒例 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27液，使溶液中的 Fe2恰好全部被氧化，并使 X2O被还原为 Xn，则n值为_。27解析 根据电子守恒可得 1 mol×10.2 mol×20.1 mol×2×(6n)，解之，n3。- 3 -答案 33电荷守恒例 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，则c(SO)为_ mol·L1。24解析 溶液为电中性，根据电荷守恒可得c(Na)2c(Mg2)c(Cl)2c(SO)。24答案 0.201将 0.195 g 锌粉加入到 20.0 mL 的 0.100 mol·L1 MO溶液中，恰好完全反应，则还 2原产物可能是_。答案 M2解析 锌的物质的量为 0.003 mol，完全反应失电子 0.006 mol，若 M 化合价由5 变为x，则根据得失电子相等有(5x)×0.02×0.1000.006，可得x2。2把V L 含有 MgSO4和 K2SO4的混合溶液分成两等份，取一份加入含a mol NaOH 的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另取一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子浓度为_mol·L1。答案 22baV解析 方法一：由电荷守恒知，在 L 溶液中存在关系：V 22n(Mg2)n(K)2n(SO)24a mol 2b mol所以n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) mol·L1。22baV方法二：由题意可知，若将含a mol NaOH 的溶液和含b mol BaCl2的溶液均加入 L 混合溶V 2液中，则反应后得到溶质为 NaCl、KCl 的溶液，由电荷守恒知n(Na)n(K)n(Cl)，即a moln(K)2b mol，则n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) 22baVmol·L1。方法三：由题意知 L 溶液中加入含a mol NaOH 的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁，V 2说明该溶液中 Mg2的物质的量为 mol，故原溶液中 Mg2的物质的量为a mol，即 MgSO4的a 2- 4 -物质的量为a mol；加入含b mol BaCl2的溶液恰好使 L 溶液中的硫酸根离子完全沉淀为硫V 2酸钡，说明该溶液中 SO的物质的量为b mol，故原溶液中 SO的物质的量为 2b mol。2424由以上分析可知原混合溶液中 K2SO4的物质的量为(2ba) mol，所以 K的物质的量为2(2ba) mol，其浓度为 mol·L1。22baV二、关系式法多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生，起始物与目标物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列出计算式求解，从而简化运算过程。例 4 5.85 g NaCl 固体与足量浓 H2SO4和 MnO2共热，逸出的气体又与过量 H2发生爆炸反应，将爆炸后的气体溶于一定量水后再与足量锌作用，最后可得 H2_L(标准状况)。解析 若先由 NaClHCl 算出 HCl 的量，再由 MnO24HCl(浓)浓H2SO4MnCl2Cl22H2O 算出 Cl2的量，这样计算非常繁琐。找出以下关系=式就可迅速求解。设可得 H2的物质的量为x,5.85 g NaCl 的物质的量为 0.1 mol。NaCl HCl Cl2 HCl H21 21 201 mol x显然x0.05 mol，则V(H2)0.05 mol×22.4 L·mol11.12 L。答案 1.121将一定量 CH4充分燃烧后的产物全部通入足量石灰水中，然后经过滤、洗涤、干燥，称得沉淀质量为 1.0 g，则标准状况时所燃烧的甲烷气体的体积为_L。答案 0.224解析 由 CH42O2CO22H2O、CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O点燃得关系式 CH4CO2CaCO3n(CaCO3)0.01 mol1.0 g 100 g·mol1- 5 -知n(CH4)0.01 mol，即 0.224 L。2氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格 CuCl 产品的主要质量指标为 CuCl的质量分数大于 96.50%。工业上常通过下列反应制备 CuCl：2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2(1)CuCl 制备过程中需要质量分数为 20.0%的 CuSO4溶液，计算配制该溶液所需的CuSO4·5H2O 与 H2O 的质量之比为_。(2)准确称取所制备的 0.250 0 g CuCl 样品置于一定量的 0.5 mol·L1 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水 20 mL，用 0.100 0 mol·L1的 Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗 24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有关化学反应为Fe3CuCl=Fe2Cu2ClCe4Fe2=Fe3Ce3通过计算说明上述样品中 CuCl 的质量分数是否符合标准。答案 (1)511(2)设样品中 CuCl 的质量为z。由化学反应方程式可知：CuClFe2Ce499.5 g z1 mol 0.100 0 mol·L1 × 24.60 × 103L z0.244 8 gCuCl 的质量分数为×100%97.92%0.244 8 g 0.250 0 g9792%>96.50%，所以样品中的 CuCl 符合标准。解析 (1)设需要 CuSO4·5H2O 的质量为x，H2O 的质量为y。CuSO4·5H2O 的相对分子质量为250，CuSO4的相对分子质量为 160，依题意有，xy511。160 250×xxy20.0 100三、差量法1所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。2计算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。3解题关键：一是明确产生差量的原因，并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。例 5 将m g 铁片置于 CuSO4溶液中，一段时间后取出，洗净、干燥、称量，发现“铁片”- 6 -增重 0.8 g，则反应中生成 Cu 的质量为_ g。解析 (一)直接计算法设生成 Cu x gFeCuSO4=FeSO4Cu56 64x x56 64则xx0.8 x6.456 64(二)差量法FeCuSO4=FeSO4Cu m(增重)56 64 86.4 g 0.8 g由以上对比可知使用差量法后，大大简化了运算过程，提高了解题效率。答案 6.4步骤：一是表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量，要注意不同物质的物理量及单位间的对应关系；二是表示出实际差量并写在相应位置(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧)；三是根据比例关系建立方程式并求出结果。图示：1白色固体 PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。现将 5.84 g PCl5装入 2.05 L 真空密闭容器中，在 277 下达到平衡，容器内压强为 1.01×105 Pa，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为 0.05 mol，平衡时 PCl5的分解率为_。答案 78.6%解析 原n(PCl5)0.028 mol，设分解的 PCl5的物质的量为x mol，则5.84 g 208.5 g·mol1PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g) 物质的量增加(n)1 1 1 1x mol 0.05 mol0.028 mol0.022 mol所以x0.022- 7 -PCl5的分解率×100%78.6%。0.022 mol 0.028 mol2如图，向盛有足量 Na2O2的干燥管中通入一定量 CO2气体，当干燥管增重 2.8 g 时，则生成 O2的物质的量及转移电子数分别为_、_。答案 0.05 mol 0.1NA解析 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 m(增重)88 32 561.6 g 2.8 g则生成 O2为 0.05 mol，转移电子数为 0.1NA。