2018届一轮复习人教版化学计算题解题方法

2018届一轮复习人教版化学计算题解题方法

‎1.(2016·浙江10月选考，29)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表：‎ 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL)‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ ‎30.0‎ 样品质量(g)‎ ‎2.96‎ ‎3.70‎ ‎5.18‎ ‎6.66‎ CO2体积(mL)‎ ‎672‎ ‎840‎ ‎896‎ ‎672‎ ‎(1)样品中的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。‎ ‎(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝________。‎ 答案　(1)2∶1(或2)‎ ‎(2)2.50 mol·L－1‎ 解析　(1)根据表中数据分析，第Ⅰ组实验，Na2CO3、NaHCO3完全反应，设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y，‎ 解得 Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为2∶1。‎ ‎(2)设NaHCO3的物质的量为x，则Na2CO3的物质的量为2x，‎ 实验Ⅱ：106 g·mol－1×2x＋84 g·mol－1×x＝3.70 g x＝0.012 5 mol，‎ 实验Ⅲ：106 g·mol－1×2x＋84 g·mol－1×x＝5.18 g x＝0.017 5 mol，‎ 实验Ⅳ：106 g·mol－1×2x＋84 g·mol－1×x＝6.66 g x＝0.022 5 mol 实验Ⅳ中，Na2CO3为0.045 mol，NaHCO3为0.022 5 mol，Na2CO3完全反应生成NaHCO3，而NaHCO3反应了0.03 mol，所以消耗HCl的物质的量为0.045 mol＋0.03 mol＝0.075 mol，‎ c(HCl)＝＝2.5 mol·L－1。‎ ‎(注：用实验Ⅲ数据也可以计算)‎ ‎2.(2016·浙江4月选考，29)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3，c(Cl－)和c(ClO－)的比值与反应的温度有关，用24 g NaOH配成的250 mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)。‎ ‎(1)NaOH溶液的物质的量浓度________mol·L－1。‎ ‎(2)某温度下，反应后溶液中c(Cl－)＝6c(ClO－)，则溶液中c(ClO－) ＝________mol·L－1。‎ 答案　(1)2.4　(2)0.30‎ 解析　(1)24 g NaOH的物质的量为0.6 mol，溶液体积为250 mL，故c(NaOH)＝＝2.4 mol·L－1。‎ ‎(2)根据题意，设反应后溶液中c(Cl－)＝a，c(ClO－)＝b，c(ClO)＝c，根据电荷守恒得c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(ClO)，则a＋b＋c＝2.4 mol·L－1，根据转移电子守恒a＝b＋5c以及题给信息a＝6b，解题a＝1.8 mol·L－1，b＝0.3 mol·L－1，c＝0.3 mol·L－1。‎ ‎3.(2015·浙江10月选考，29)量取8.0 mL 5.0 mol·L－1H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。请计算：‎ ‎(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为__________mol·L－1。‎ ‎(2)加入Fe的质量至少有__________ g。‎ 答案　(1)0.40　(2)0.65‎ 解析　(1)加蒸馏水稀释至100 mL后，H2SO4溶液的物质的量浓度＝＝0.40 mol·L－1。‎ ‎(2)m(Fe)＝×56 g·mol－1＝0.56 g；‎ m(Zn)＝×65 g·mol－1＝0.65 g。铁、锌与H2SO4反应都生成了224 mL的氢气，说明参加反应的铁与锌的物质的量相等，由于加入等质量的Zn和Fe，且每份硫酸的物质的量刚好为0.01 mol，说明铁有剩余，锌和硫酸刚好完全反应，所以铁至少为0.65 g。‎ ‎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解和化合。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；在氧化还原化应中，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·L－1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·L－1＝0.05 mol。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·mol－1＝5.6 g。‎ 答案　5.6 g ‎2.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______。‎ 解析　根据电子守恒可得1 mol×1＝0.2 mol×2＋0.1 mol×2×(6－n)，解之，n＝3。‎ 答案　3‎ ‎3.电荷守恒 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，则c(SO)为________ mol·L－1。‎ 解析　溶液为电中性，根据电荷守恒可得c(Na＋)＋2c(Mg2＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)。‎ 答案　0.20‎ ‎1.将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L－1 MO溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是________________________________________________________________________。‎ 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(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·L－1。‎ 答案　 解析　方法一：由电荷守恒知，在 L溶液中存在关系：‎ ‎2n(Mg2＋)＋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混合溶液中，则反应后得到溶质为NaCl、KCl溶液，由电荷守恒知n(Na＋)＋n(K＋)＝n(Cl－)，即a mol＋n(K＋)＝2b mol，则n(K＋)＝(2b－a) mol，原混合溶液中c(K＋)＝ mol·L－1。‎ 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，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。由以上分析可知原混合溶液中K2SO4的物质的量为(2b－a) mol，所以K＋的物质的量为2(2b－a)mol，其浓度为mol·L－1。‎ 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MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O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　～　H2‎ ‎0.1 mol　　　　　　　　　　　　　　　　x 显然x＝0.05 mol，‎ 则V(H2)＝0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L。‎ 答案　1.12‎ ‎1.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CH4＋2O2CO2＋2H2O、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 得关系式　CH4～CO2～CaCO3‎ n(CaCO3)＝＝0.01 mol 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：‎ ‎2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋Na2CO3===2CuCl↓＋3Na2SO4＋CO2↑‎ ‎(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·L－1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 mol·L－1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 Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－‎ Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋‎ 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)5∶11　(2)符合 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 ＝，x∶y＝5∶11‎ ‎(2)设样品中CuCl的质量为z。‎ 由化学反应方程式可知：CuCl～Fe2＋～Ce4＋‎ ＝ z＝0.244 8 g CuCl的质量分数为×100%＝97.92%‎ ‎97.92%>96.50%，所以样品中的CuCl符合标准。‎ 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”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 g Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu ‎56　　　　　　　　　64‎ x 　　　　　　　　x 则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 PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　物质的量增加(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　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　Δm(增重)‎ ‎ 　　　　　　　88　　　　　　　32　　　　56‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　 1.6 g　　 2.8 g 则生成O2为0.05 mol，转移电子数为0.1NA。‎