2023年化学计算.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 4050 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：6S2O

2、32 -IO3 6mol 1mol 0.030mol/L18.00mL10-3 n n（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

3、 残留物，经预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 1.000102 molL1 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 5Fe2MnO4 5 1 x 1.000102 molL120 mL103 LmL1 2.000104 mol x1.000103 mol，从 100 mL 中取出 25 mL，原溶液中n(Fe2)4.000103 mol，w4.000103 mol56 gmol15.000 g

4、100%4.480%.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

5、应 生 成 Mn2+和 CO2该 反 应 的 化 学 方 程 式学习必备 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 KClO3、KOH 在高温条件下发生氧化还原反应，生成 K2MnO4、KCl

6、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+MnO2+2H2O。（3）根据（1）、（2）中的两个反应找出关系式：MnO2K2MnO432KMnO4 87 32158 2.5 g 80%m（KMnO4）则有%80g5.287=)KmnO(m158324 m（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：2KMnO4 5Na2C2O4 2158 5134 m（KMnO4）0.335 g 则有g

7、335.01345)KMnO(15824m m（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 酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的离学习必备 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。固体增加的质量即为 CO的质量。

8、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 15。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 L(标准状况)将反

9、应后的溶液稀释至 1 L，测得溶液的 pH1，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/L0.1 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)=ZnSO4SO22H2O ZnH2SO4(稀)=Zn

10、SO4H2 x 2x x y y y 解得 2xy0.05 mol1.85 molxy33.6 L22.4 L/mol 酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的离学习必备 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/mol1.5 mol97.5 g.n(e)2n(Zn)3 mol.答案：C 6.用惰性电极电解 M（NO3）x 的水溶液，当阴

11、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

12、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 (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

13、.01mol n（Cu2O）=0.01/2=0.005mol 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 酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的

14、离学习必备 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 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/L22400 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()A8

15、11 B35 C12 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

16、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

17、际是增加了 OH的质量，故m(OH)2 mol/L0.06 L17 g/mol2.04 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

18、恰好使铁元素沉淀，溶液为硝酸钠溶液。不难得出：n(NaoH)=n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)=0.25L2 mol/L 0.5 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 K

19、g 10000*0.2%m3 x 7、在 50 mL a mol L1的硝酸溶液中加入 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.酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的离学习必备 欢迎下载(1)求稀释后的溶液 pH _.(2)若a9，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

20、：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 molL1 c(NO3)3 mol L1 故c(H)1 molL1 pHlgc(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x3y0.12 x3y0.12xy0.130.059解得x0.125 mol，y0.025 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

21、，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 酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的离学习必备 欢迎下载 酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液溶液呈蓝色再用的硫代硫酸钠溶液滴关系式进行求解该加碘食盐是合格的建立关系式的方法主要有利用微粒使铁元素还原成再用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定反应的离