2022年化学计算教案 .pdf

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1、学习必备欢迎下载化学计算常用方法和技巧题型一：关系式法的应用【例 1】为了预防碘缺乏病，国家规定每千克食盐中应含有40 50 毫克的碘酸钾。 为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐，某同学取食盐样品428 克，设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液，溶液呈蓝色，再用0.030mol/L 的硫代硫酸钠溶液滴定，用去18.00mL 时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下：IO35I6 H3I23H2O I22S2O322IS4O62【点拨】 本题为多步反应的计算，可根据反应方程式直接建立IO3和 S2O32的关系式进行求解。解：6S2O32- I

2、O36mol 1mol 0.030mol/L 18.00mL10-3nn（I2） =0.0910-3mol 每千克食盐中含KIO3：该加碘食盐是合格的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。【巩固练习】1、为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2，再用 KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O 滴定前是否要滴加指示剂？_( 填“是”或“否” ) ，请说明理由_. 某同学称取5.000 g 残留物，经预

3、处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用 1.000102molL1 KMnO4标准溶液滴定达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL ，则残留物中铁元素的质量分数是_. 【解析】 (4) 中滴定时MnO4是自身指示剂，终点时变为紫红色且30 s 内不变即可读数；中5Fe2MnO45 1 x1.000102molL120 mL103LmL12.000104 mol x1.000103 mol ，从 100 mL 中取出 25 mL，原溶液中n(Fe2) 4.000103 mol ，w4.000103mol56 gmol15.000 g100% 4.480%.

4、2、实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和 KClO3在高温下反应， 生成锰酸钾 （K2MnO4）和 KCl：用水溶解， 滤去残渣， 滤液酸化后， K2MnO4转变为 MnO2和 KMnO4；滤去 MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。请回答：（1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是；（2）K2MnO4制备 KMnO4的离子方程式是；（3）若用 2.5 g软锰矿（含MnO2 80）进行上述实验，计算KMnO4的理论产量；（ 4 ） KMnO4能 与 热 的 经 硫 酸 酸 化 的Na2C2O4反 应 生 成Mn2+和CO2该

5、 反 应 的 化 学 方 程 式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习必备欢迎下载是；（5）上述制得的KMnO4产品 0.165 g ，恰好与0.335 g纯 Na2C2O4反应完全，计算该KMnO4的纯度。答案（1）3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O (2)3MnO24+4H+ MnO2+2MnO4+2H2O (3)2.4 g (4)2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2+8H2O (5)95.8% 解析（1）MnO2和 K

6、ClO3、 KOH在高温条件下发生氧化还原反应，生成K2MnO4、KCl 和 H2O ，根据化合价升降相等配平方程式即可。（2）根据信息，滤液中的MnO24在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnO4、MnO2，离子方程式为3MnO24+4H+ 2MnO4+MnO +2H2O 。（3）根据（ 1） 、 （2）中的两个反应找出关系式：MnO2 K2MnO432KMnO487 32158 2.5 g 80% m （KMnO4）则有%80g5.287=)KmnO(m158324m （ KMnO4）=2.4 g （4）反应物和产物都有了，配平时注意电子守恒、电荷守恒。（5）根据（ 4）中的反应，找出关系式

7、：2KMnO4 5Na2C2O42 158 5134 m （ KMnO4）0.335 g 则有g335.01345)KMnO(15824mm （ KMnO4）=0.158 g 因此 KMnO4的纯度为g165.0g158.0100%=95.8 % 3. 某种 H和 CO的混合气体，其密度为相同条件下再通入过量O2 ，最后容器中固体质量增加了 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习必备欢迎下载A3.2 g B4.4 g C5.6 g D6.4 g 分析 : 此题宜根据以下关系式巧解：固体增加的质量即为H2的质量。固体增

8、加的质量即为CO的质量。所以，最后容器中国体质量增加了3.2g ，应选 A。4. FeS2 与硝酸反应产物有Fe3+和 H2SO4，若反应中 FeS2和 HNO3 物质的量之比是18 时，则 HNO3的唯一还原产物是（）ANO2 BNO CN2O DN2O3 分析 :此题运用氧化还原关系式计算。反应中 FeS2和 HNO3的物质的量之比是18， 由于生成了Fe （NO3）3，则 FeS2和被还原的HNO3 的物质的量之比是1 5。设 N元素的变价为x，可列以下氧化还原关系式并解析：5.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L 浓硫酸充分反应后， 锌完全溶解， 同时生成气体A 33.6

9、L( 标准状况 ) 将反应后的溶液稀释至1 L ，测得溶液的pH 1，则下列叙述中错误的是() A气体 A 为 SO2和 H2的混合物B反应中共消耗Zn 97.5 g C气体 A 中 SO2和 H2的体积比为41 D反应中共转移3 mol 电子解析： 反应后溶液体积为1 L，c(H)0.1 mol/L ，则 n(H)1 L 0.1 mol/L 0.1 mol ，故反应后溶液中剩余硫酸为0.05 mol. 由于浓硫酸在与Zn 反应过程中浓度逐渐变小，故反应中有SO2、H2两种气体产生设 SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，有Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO2 2H2O ZnH2SO4

10、(稀)=ZnSO4H2x2xx yyy解得2xy0.05 mol1.85 molxy33.6 L22.4 L/mol精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习必备欢迎下载x0.3 moly1.2 mol，所以 V(SO2)V(H2)14. 反应中消耗n(Zn)n(SO2)n(H2)1.5 mol. m(Zn)65 g/mol 1.5 mol97.5 g. n(e)2n(Zn)3 mol. 答案： C6.用惰性电极电解M （ NO3）x 的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上同时产生bL 氧气（标准状况） ，从而可知M

11、的原子量为 分析 : 方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。阴阳两极的电极反应：阴极： 4Mx+4xe=4M 阳极： 4xOH-4xe=2xH2O+xO2 设 M的原子量为y 正确答案是C。题型二：守恒法的应用【例 1】Cu、Cu2O 和 CuO 组成的混合物，加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO 气体（标准状况） 。求：（1）写出 Cu2O 跟稀硝酸反应的离子方程式。（2）产物中硝酸铜的物质的量。（3）如混合物中含0.01moLCu ，则其中Cu2O、CuO 的物质的量分别为多少？【点拨】 若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解(

12、1)利用电子守恒进行配平。3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2 + 2NO+7H2O (2)利用 N 原子守恒。 n（HNO3）= 0.06mol ，n（NO）= 0.01mol ，则 n（ Cu(NO3)2）=（ 0.06-0.01）/2=0.025mol (3)本题混合物中虽含有Cu、Cu2O 和 CuO 三种物质，但参加氧化还原反应的只有Cu、Cu2O，所以利用电子守恒可直接求解。转移电子总数：n（e-）= n（NO） 3=0.03mol Cu 提供电子数：0.012=0.02mol Cu2O 提供电子数：0.03-0.02=0.01mol n（Cu2O） =0.01/2=0.0

13、05mol n（CuO） =0.0025-0.01-0.005 2=0.005mol 【规律总结】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。【巩固练习】1、某化学兴趣小组选用下列实验装置测定工业原料气(含 SO2、N2、O2)中 SO2的含量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习必备欢迎下载若碘溶液的度为0.05 mol/L，体积为20 mL，收集到的N2与 O2的体积为297.6 mL( 已

14、折算为标准状况下的体积) ，SO2的体积分数为 _. 依据 SO2I22H2O=H2SO42HI， 由碘的物质的量知SO2气体的体积为V(SO2) 0.02 L0.05 mol/L 22400 mL/mol22.4 mL 所以 SO2的体积分数为22.4 mL22.4 mL 297.6 mL100% 7%. 2、一定物质的量的Cl2与 NaOH 溶液反应，所得产物中含NaClO 和 NaClO3的物质的量之比为35，则参加反应的Cl2与 NaOH 的物质的量之比为() A 811 B35 C 12 D94 解析： 选 C。 Cl2与 NaOH 溶液反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，显然产物中还

15、存在NaCl，在 NaClO 、NaClO3、NaCl 中n(Na) n(Cl) 11，根据元素守恒，则n(Cl2) n(NaOH)12n(Cl) n(Na) 12，故选项 C正确。3、某温度下， 将 Cl2通入 NaOH溶液中， 反应得到 NaCl、NaClO 、NaClO3的混合溶液， 经测定 ClO与 ClO3的浓度之比为13，则Cl2与NaOH溶液反应时参加反应的Cl2与被氧化的氯气的物质的量之比为( ) A215 B113 C31 D51【解析】设ClO和 ClO3分别为 1 mol 和 3 mol ，则被氧化的Cl2为 2 mol ，再根据电子得失守恒，被还原生成 Cl的 Cl2共

16、为 (1 35)/2 8 mol ，参加反应的Cl2共 8 mol 2 mol 10 mol. 所以选 D.【答案】 D 4. 将 Mg 、Cu组成的 2.64 g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体 0.896 L( 标准状况 ) ，向反应后的溶液中加入2 mol/L的 NaOH溶液 60 mL 时金属离子恰好沉淀完全.则形成沉淀的质量为 ( ) A4.32 g B4.68 g C5.36 g D6.38 g 【解析】 Mg 、 Cu均为二价金属，2.64 g金属生成氢氧化物实际是增加了OH的质量，故m(OH) 2 mol/L 0.06 L 17 g/mol

17、 2.04 g ，所以沉淀的质量为2.64 g 2.04 g 4.68 g. 5、一定量的Fe和 Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L 硝酸溶液中， 反应完全后， 生成 1.12 L NO（标况），再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH 溶液， 要使铁元素完全沉淀下来，所加入的 NaOH 溶液体积最少是（）A、 450 ml B、500 ml C、 400 ml D、不能确定解析：本题涉及到的反应较多，况且铁最终是以Fe (OH)3还是Fe (OH)2形式沉淀，但若从NaOH 考虑，加入的 NaOH 恰好使铁元素沉淀，溶液为硝酸钠溶液。不难得出：n(NaoH)=n(NO3-)

18、=n(HNO3)-n(NO)= 0.25L 2 mol/L0.5 mol=0.45mol V(NaoH)=0.45L=450 ml 答案：A 6、接触法制硫酸排放的尾气中含少量的SO2，为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。某硫酸厂每天排放的10000m3尾气 0.2%（体积分数）的SO2，问用 NaOH溶液、石灰及O2处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏（CaSO4?2H2O）？本题以硫守恒计算比较方便。由 SO2 CaSO3 CaSO4 CaSO4 2H2O(生石膏 ）22.4m3 172 Kg 10000*0.2%m3 x 7、在 50 mL a mol L1的硝酸溶液

19、中加入6.4 g Cu全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO2和 NO ，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL 时测得c(NO3) 3 mol L1. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习必备欢迎下载(1) 求稀释后的溶液pH_. (2) 若a 9，则生成的气体中NO2的物质的量为_mol. 【解析】 (1)HNO3氧化剂：生成 NO 、NO2酸性：生成 CuNO32余酸： HNO3根据溶液中的电荷守恒：c(H) 2c(Cu2) c(NO3) 由于c(Cu2) 0.1 mol0.1 L1 mol L 1c(NO3)

20、 3 mol L1故c(H) 1 mol L1 pH lgc(H) 0。(2) 设生成气体中NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y，根据氧化还原反应中转移电子数相等得出x3y0.1 2x3y0.1 2xy0.1 30.059解得x 0.125 mol ，y 0.025 mol. 【答案】 (1)0(2)0.125 x=153.6Kg 。可生成 生石膏 153.6Kg 8、某烃 0.1mol ，与在标准状况下为20 L 的氧气（过量）充分反应后，迅速将混合气体通入足量Na2O2粉末中，在一定设备中使气体完全反应，此时粉末增重15 g 。经处理后得到气体14.4 L （标准状况） 。该烃能使溴水褪色，试通过计算求出该烃的分子式，并写出可能的结构简式。解：设该烃的分子量为M 经分析可推断14.4 L气体均为氧气。根据质量守恒：烃和氧气的减少量=过氧化钠的增加量解得 M=70 所以该烃化学式为C5H10。因为该烃能使溴水褪色，故为烯烃。戊烯共有5种可能的结构简式：CH2=CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH=CH CH2 CH3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页