2020届二轮复习化学计算微专题学案

2020届二轮复习化学计算微专题学案

第2课时　化学计算微专题 命题调研(2016～2019四年大数据)‎ ‎2016～2019四年考向分布 核心素养与考情预测 核心素养：证据推理与模型认知、变化与守恒思想 考情解码：化学计算是学生基本能力，历年均为重点，守恒法，差量法，关系式法和讨论分析法等解题方法均有涉及，在数据处理上还强调数字的有效性，误差分析处理等细节，预测在2020年选考中该仍是必考范围，要求考生熟悉常规解题模型，熟练分析和处理数据、运用推理确定物质组成。‎ 真题重现 ‎1.(2019·浙江4月选考，29)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X，只含有羟基和羧基两种官能团，且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X，与足量金属钠充分反应，生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。‎ 解析　假设有机物X的摩尔质量为M，含有羧基和羟基的总数为m(m>2)，根据生成氢气的物质的量为0.03 mol，结合有机物X的质量为2.04 g列出等式：n(X)×m＝0.03×2 mol，n(X)＝，解得M＝34m g·mol－1，对m进行讨论，若m＝3，M＝102 g·mol－1，由于羟基的数目大于羧基，故含有2个—OH和1个—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基团的摩尔质量为23 g·mol－1，只能为1个C和11个H，不存在这样的有机物，应舍去；若m＝4，M＝136 g·mol－1，由于羟基的数目大于羧基，故含有3个—OH和1个—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基团的摩尔质量为40 g·mol－1，可能为3个C和4个H，有机物的一种结构可能是，符合条件。‎ 答案　n(H2)＝0.03 mol，设X中羟基和羧基的总数为m(m＞2)‎ 则n(X)＝(0.03×2)/m mol＝0.06/m mol，M(X)＝2.04m/0.06 g·mol－1＝34m g·mol－1‎ m＝4，M(X)＝136 g·mol－1，含有3个羟基和1个羧基，相对分子质量为136。‎ ‎2.(2018·浙江11月选考)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取m g该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为a g。‎ 已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O ‎(1)若a＝____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物。‎ ‎(2)若a＝，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为__________ mol(用含m的最简式表示)。‎ 解析　(1)若红色固体粉末只是Fe2O3，则和稀H2SO4充分反应后，无固体剩余，所以红色固体若为纯净物，只能是Cu2O，根据 Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O ‎ mol mol 所以a＝×64＝m。‎ ‎(2)设Fe2O3、Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol。‎ Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎ x 2x Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎ y y y ‎2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎ 2x x 根据题意 所以x＝。‎ 答案　(1)　(2) ‎3.(2018·浙江4月选考)称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0 mL 2.00 mol·L－1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60‎ ‎ g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04 g。‎ 请计算：‎ ‎(1)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量______。‎ ‎(2)固体混合物中氧化铜的质量________。‎ 解析　Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反应后，再加入铁粉，剩余固体有两种可能：第1种为单质Cu，第2种为Fe、Cu混合物。根据溶液中硫酸根守恒，所得溶质的物质的量为0.100 mol。而加入溶液体系中的铁原子(氧化铁、铁粉)总物质的量大于0.100 mol，故可以判断加入的铁粉有剩余，剩余固体为Fe、Cu混合物，排除第1种可能，溶质为单一的FeSO4溶液。‎ ‎(1)根据溶液中硫酸根守恒，所得溶质的物质的量为n(FeSO4)＝n(H2SO4)＝0.100 mol。‎ ‎(2)设Fe2O3的物质的量为x，CuO的物质的量为y，根据质量守恒，160 g·mol－1×x＋80 g·mol－1×y＝4.00 g，根据整个体系中金属元素守恒：56 g·mol－1×2x＋64 g·mol－1×y＋5.60 g＝0.100×56 g＋3.04 g，解方程得x＝0.01 mol，y＝0.03 mol，故CuO的质量为2.40 g。‎ 答案　(1)0.100 mol　(2)2.40 g ‎4.[2018·全国卷Ⅰ，27(4)]Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为______________________‎ ‎_________________________________________________________________，‎ 该样品中Na2S2O5 的残留量为________g·L－1(以SO2计)。‎ 解析　I2作氧化剂，将S2O氧化成SO。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.010 00 mol·L－1×0.01 L＝0.000 1 mol，m(SO2)＝0.006 4 g，则该样品中Na2S2O5的残留量为＝0.128 g·L－1。‎ 答案　S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋　0.128‎ ‎5.(2014·江苏化学，18)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。‎ ‎(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和________。‎ ‎(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为________。‎ ‎(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验： ‎ ‎①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。‎ ‎②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水，600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。‎ 根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH－)∶n(CO)(写出计算过程)。‎ 解析　(1)碱式碳酸铝镁之所以具有阻燃作用，除了受热分解需要吸收大量的热外，还因为生成的高熔点的MgO、Al2O3和释放出的大量CO2也有阻燃作用。(2)根据电荷守恒有：n(Mg2＋)×2＋n(Al3＋)×3＝n(OH－)＋n(CO)×2，则2a＋3b＝c＋2d。‎ 答案　(1)生成的产物具有阻燃作用 ‎(2)2a＋3b＝c＋2d ‎(3)n(CO2)＝＝2.50×10－2 mol m(CO2)＝2.50×10－2 mol×44 g·mol－1＝1.10 g 在270～600 ℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0.734 5－0.370 2)＝1.235 g m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g n(H2O)＝＝7.50×10－3 mol n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol n(OH－)∶n(CO)＝(1.50×10－2 mol)∶(2.50×10－2 mol)＝3∶5。‎ 考向一　计算中的守恒法 ‎1.(2019·衢州五校联考)向200 mL FeCl3和HCl的混合溶液中，分别加入一定量成分均匀的Fe、Cu混合固体，充分反应后剩余固体质量及放出气体的体积(标准状况下测得)如下表所示。(不考虑盐类的水解)‎ 加入固体质量/g ‎9.00‎ ‎18.0‎ ‎27.0‎ 剩余固体质量/g ‎3.20‎ ‎9.60‎ ‎15.8‎ 放出气体体积/L ‎0‎ ‎1.12‎ ‎2.24‎ 试计算：‎ ‎(1)混合固体中m(Fe)∶m(Cu)＝________。‎ ‎(2)原混合溶液中c(Cl－)＝________。‎ 解析　(1)从第二组投料分析：投进的18.0 g Fe、Cu混合固体，剩余的9.60 g为Cu，因为Fe与混合液中的HCl反应已产生了1.12 L的H2，之前已把Fe3＋反应完，加入的Cu不与Fe3＋及H＋反应，全部剩余，即18 g固体中含Cu：9.6 g，则含Fe：8.4 g，即混合固体中，mFe∶mCu＝7∶8；‎ ‎(2)由第三组数据分析：加入27.0 g固体，剩余15.8 g，减少的质量为11.2 g，全部是溶解的Fe，而Fe参与了两个反应：‎ Fe＋2H＋===Fe2＋　＋　H2↑‎ ‎5.6 g 2.24 L ‎0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol ‎11.2－5.6＝5.6(g)‎ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ ‎0.1 mol 0.3 mol 即最终溶液中的溶质全部为FeCl2：0.1＋0.3＝0.4(mol)‎ 故原混合溶液中c(Cl－)＝＝4.00(mol/L)‎ 答案　(1)7∶8　(2)4.00 mol·L－1‎ 备考策略 ‎1.所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循守恒定律，在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、元素原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。‎ ‎2.解题步骤 考向二　计算中的差量法 ‎2.某物质的分子式为CxHyOz，取该物质A g在足量的O2中充分燃烧，将产物全部通入过量的Na2O2中，若Na2O2固体的质量增加了B g，则下列说法正确的是(　　)‎ A.若y>x>z，则A>B B.若x＝y>z，则A>B C.若x＝z

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