2019届二轮复习化学计算的类型和方法课件（36张）（江苏专用）

2019届二轮复习化学计算的类型和方法课件（36张）（江苏专用）

微专题 1 　化学计算的类型和方法 1. 明确一个中心 必须以 “ 物质的量 ” 为中心 —— “ 见量化摩，遇问设摩 ” 。 2. 掌握两种方法 (1) 守恒法：守恒法是中学化学计算中的一种常用方法，它包括质量守恒、电荷守恒、电子守恒。它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量 ( 如 ① 某原子、离子或原子团不变； ② 溶液中阴、阳离子所带电荷数相等； ③ 氧化还原反应中得失电子数相等 ) 建立关系式，从而达到简化过程，快速解题的目的。 核心知识透析 (2) 关系式法：表示两种或多种物质之间 “ 物质的量 ” 关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的 “ 物质的量 ” 关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。 3. 计算类型及实验方法 (1) 计算类型 ① 确定化学式； ② 确定样品质量分数。 (2) 实验方法 ① 滴定分析法； ② 沉淀分析法； ③ 热重分析法。 1.(2018· 江苏， 18) 碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为 (2 － x )Al 2 (SO 4 ) 3 ＋ 3 x CaCO 3 ＋ 3 x H 2 O===2[(1 － x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 ] ＋ 3 x CaSO 4 ↓ ＋ 3 x CO 2 ↑ 生成物 (1 － x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 中 x 值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。 (1) 制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高 x 值的方法有 __________________________________ 。 高考真题研究 适当增加 CaCO 3 的量或加快搅拌速率 答案 解析 解析 　 要提高 x 值，就需要提高 CaSO 4 的生成速率，因为碳酸钙是粉末，因此不能通过增大表面积的方式提高反应速率，可以通过增加 CaCO 3 的量和搅拌加快 CaSO 4 的生成速率，以提高 x 的值。 (2) 碱式硫酸铝溶液吸收 SO 2 过程中，溶液的 pH______( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) 。 减小 答案 (3) 通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定 x 的值，测定方法如下： ① 取碱式硫酸铝溶液 25.00 mL ，加入盐酸酸化的过量 BaCl 2 溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体 2.330 0 g 。 ② 取碱式硫酸铝溶液 2.50 mL ，稀释至 25 mL ，加入 0.100 0 mol·L － 1 EDTA 标准溶液 25.00 mL ，调节溶液 pH 约为 4.2 ，煮沸，冷却后用 0.080 00 mol·L － 1 CuSO 4 标准溶液滴定过量的 EDTA 至终点，消耗 CuSO 4 标准溶液 20.00 mL ( 已知 Al 3 ＋ 、 Cu 2 ＋ 与 EDTA 反应的化学计量数比均为 1 ∶ 1) 。 计算 (1 － x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 中的 x 值 ( 写出计算过程 ) 。 答案 解析 答案 　 25.00 mL 溶液中： 2.50 mL 溶液中： n (Al 3 ＋ ) ＝ n (EDTA) － n (Cu 2 ＋ ) ＝ 0.100 0 mol·L － 1 × 25.00 mL × 10 － 3 L·mL － 1 － 0.080 00 mol·L － 1 × 20.00 mL × 10 － 3 L·mL － 1 ＝ 9.000 × 10 － 4 mol 25.00 mL 溶液中： n (Al 3 ＋ ) ＝ 9.000 × 10 － 3 mol 1 mol (1 － x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 中： x ≈ 0.41 。 解析 　 由题意知， Al 3 ＋ 、 Cu 2 ＋ 与 EDTA 反应的化学计量数比均为 1 ∶ 1 ，因此 EDTA 总物质的量应等于 Al 3 ＋ 和 Cu 2 ＋ 的物质的量之和，根据题给数值即可求算出 x 的值。 2.(2017· 江苏， 18) 碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。 (1) 碱式氯化铜有多种制备方法 ① 方法 1 ： 45 ～ 50 ℃ 时，向 CuCl 悬浊液中持续通入空气得到 Cu 2 (OH) 2 Cl 2 ·3H 2 O ，该反应的化学方程式为 ______________________ __________________________ 。 答案 解析 4CuCl ＋ O 2 ＋ 8H 2 O 解析 　 反应物为 CuCl 、 O 2 和 H 2 O ，生成物为 Cu 2 (OH) 2 Cl 2 ·3H 2 O ，根据电子守恒和原子守恒配平。 ② 方法 2 ：先制得 CuCl 2 ，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。 Cu 与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成 CuCl 2 ， Fe 3 ＋ 对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 M ′ 的化学式为 _____ 。 答案 解析 Fe 2 ＋ 解析 　 由图示 Cu ＋ M → Cu 2 ＋ ＋ M ′ ，说明 Cu 被 M 氧化； M ′ ＋ O 2 ＋ H ＋ → M ＋ H 2 O ，说明 M ′ 被氧化为 M ，说明 M 价态高，由题给信息 “ Fe 3 ＋ 对该反应起催化作用 ” ， M 为 Fe 3 ＋ ， M ′ 为 Fe 2 ＋ 。 (2) 碱式氯化铜有多种组成，可表示为 Cu a (OH) b Cl c · x H 2 O 。为测定某碱式氯化铜的组成，进行下列实验： ① 称取样品 1.116 0 g ，用少量稀 HNO 3 溶解后配成 100.00 mL 溶液 A ； ② 取 25.00 mL 溶液 A ，加入足量 AgNO 3 溶液，得 AgCl 0.172 2 g ； ③ 另取 25.00 mL 溶液 A ，调节 pH 4 ～ 5 ，用浓度为 0.080 00 mol·L － 1 的 EDTA(Na 2 H 2 Y·2H 2 O) 标准溶液滴定 Cu 2 ＋ ( 离子方程式为 Cu 2 ＋ ＋ H 2 Y 2 － == =CuY 2 － ＋ 2H ＋ ) ，滴定至终点，消耗标准溶液 30.00 mL 。通过计算确定该样品的化学式 ( 写出计算过程 ) 。 答案 n (OH － ) ＝ 2 n (Cu 2 ＋ ) － n (Cl － ) ＝ 2 × 9.600 × 10 － 3 mol － 4.800 × 10 － 3 mol ＝ 1.440 × 10 － 2 mol m (Cl － ) ＝ 4.800 × 10 － 3 mol × 35.5 g·mol － 1 ＝ 0.170 4 g m (Cu 2 ＋ ) ＝ 9.600 × 10 － 3 mol × 64 g·mol － 1 ＝ 0.614 4 g m (OH － ) ＝ 1.440 × 10 － 2 mol × 17 g·mol － 1 ＝ 0.244 8 g a ∶ b ∶ c ∶ x ＝ n (Cu 2 ＋ ) ∶ n (OH － ) ∶ n (Cl － ) ∶ n (H 2 O) ＝ 2 ∶ 3 ∶ 1 ∶ 1 化学式为 Cu 2 (OH) 3 Cl·H 2 O 。 1. 利用守恒法计算物质含量，其关键是建立关系式，一般途径有两种 (1) 利用化学方程式中的化学计量数之间的关系建立关系式。 (2) 利用微粒守恒建立关系式。 2. 多步滴定常分为两类 (1) 连续滴定：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。 (2) 返滴定：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量。 反思归纳 题组一　 “ 滴定法 ” 分析物质组成及含量 1.(2018· 苏锡常镇四市高三教学情况调研 ) 氯化苄 (C 6 H 5 CH 2 Cl) 是一种重要的有机化工原料。工业上采用甲苯与干燥氯气在光照条件下反应合成氯化苄。 (1) 写出甲苯与干燥氯气在光照条件下反应合成氯化苄的化学方程式： __________________________________ 。 考向题组集训 答案 解析 解析 　 甲苯与干燥氯气在光照条件下反应合成氯化苄的化学方程式为 C 6 H 5 CH 3 ＋ Cl 2 C 6 H 5 CH 2 Cl ＋ HCl 。 1 2 3 4 5 (2) 用下列方法分析氯化苄粗产品的纯度： 步骤 Ⅰ ：称取 2.555 g 样品于烧瓶中，加入 100.00 mL 4 mol·L － 1 氢氧化钠溶液共热，冷却至室温。加入 100.00 mL 4 mol·L － 1 硝酸，一段时间后，将烧瓶中的溶液全部转移至 250.00 mL 的容量瓶中，加水定容。 步骤 Ⅱ ：从容量瓶中各取 50.00 mL 溶液于三只锥形瓶中，各加入 25.00 mL 0.200 0 mol·L － 1 硝酸银溶液。 步骤 Ⅲ ：用硫酸铁铵作指示剂，用 0.200 0 mol·L － 1 NH 4 SCN 溶液分别滴定剩余的硝酸银，所得滴定数据如下表。 1 2 3 4 5 答案 解析 实验数据 实验序号 NH 4 SCN 溶液体积读数 /mL 滴定前 滴定后 第一次 0.40 10.38 第二次 0.30 10.32 第三次 0.20 10.41 已知： NH 4 SCN ＋ AgNO 3 == =AgSCN ↓ ＋ NH 4 NO 3 ① 加入硝酸的目的是 _____________________________________________ 。 中和 NaOH 使溶液呈酸性，防止 OH — 对下一步的干扰 解析 　 溶液显碱性，则加入硝酸的目的是中和 NaOH 使溶液呈酸性，防止 OH — 对下一步的干扰。 1 2 3 4 5 解析 　 铁离子能与 SCN － 反应使溶液显红色，则在步骤 Ⅲ 操作中，判断达到滴定终点的现象是当滴入最后一滴，溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色。 实验数据 实验序号 NH 4 SCN 溶液体积读数 /mL 滴定前 滴定后 第一次 0.40 10.38 第二次 0.30 10.32 第三次 0.20 10.41 ② 在步骤 Ⅲ 操作中，判断达到滴定终点的现象是 ______________________ ________________________________ 。 当滴入最后一滴，溶液由 无色变为红色，且半分钟内不褪色 答案 解析 1 2 3 4 5 ③ 该样品中氯化苄的质量分数 ( 写出计算过程 ) __________________________________________________________________ _______________ 。 × 100% ≈ 74.27% 答案 解析 1 2 3 4 5 解析 　 三次实验中消耗标准液体积分别是 9.98 mL 、 10.02 mL 、 10.21 mL ，第三次实验数据误差大，舍去，则消耗标准液体积的平均值是 10.00 mL ， 根据方程式可知剩余硝酸银是 0.002 mol ，所以与氯离子反应的硝酸银是 0.005 mol － 0.002 mol ＝ 0.003 mol ，则水解生成的氯离子是 0.003 mol × 250 mL÷50 mL ＝ 0.015 mol ，因此该样品中氯化苄的质量分数为 × 100% ≈ 74.27% 。 1 2 3 4 5 ④ 上述测定结果通常高于氯化苄中氯元素的理论含量，原因是 _________ ____________________________________________________________________ 。 甲苯与氯 答案 气在光照条件下可能生成多氯代物， Cl 2 或生成的 HCl 也会造成测定结果偏高 1 2 3 4 5 2.(2018· 南京市高三第三次模拟 ) 为测定某三价铁配合物 ( 化学式表示为 K a [Fe b (C 2 O 4 ) c ]· x H 2 O) 的组成，做了如下实验： 步骤 1 ：称取 1.964 0 g K a [Fe b (C 2 O 4 ) c ]· x H 2 O 晶体，配制成 250.00 mL 溶液。 步骤 2 ：取所配溶液 25.00 mL 于锥形瓶中，加入 1 mol·L － 1 H 2 SO 4 5.00 mL ，加热到 70 ～ 85 ℃ ，用 0.010 00 mol·L － 1 KMnO 4 溶液滴定至终点 ( ＋ ＋ 16H ＋ ===10CO 2 ↑ ＋ 2Mn 2 ＋ ＋ 8H 2 O) ，消耗 KMnO 4 溶液 48.00 mL 。 步骤 3 ：向反应后的溶液中加入一定量锌粉。加热至黄色恰好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。 步骤 4 ：继续用 0.010 00 mol·L － 1 KMnO 4 溶液滴定步骤 3 所得溶液至终点，消耗 KMnO 4 溶液 8.00 mL 。 1 2 3 4 5 (1) 步骤 2 中滴定终点的现象是 ____________________________________ ______ 。 (2) 步骤 3 中加入锌粉的目的是 __________________ 。 (3) 步骤 4 中发生反应的离子方程式为 _______________________________ ______________ 。 答案 溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不 褪色 将 Fe 3 ＋ 还原为 Fe 2 ＋ Mn 2 ＋ ＋ 4H 2 O 1 2 3 4 5 (4) 通过计算确定该三价铁配合物的化学式 ____________________ _( 写出计算过程 ) 。 答案 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 题组二　热重分析法确定物质组成及含量 3.[2014· 新课标全国卷 Ⅱ ， 27(4)]PbO 2 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所 示，已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%( 即 × 100%) 的残留固体。若 a 点固体组成表示为 PbO x 或 m PbO 2 · n PbO ，列式计算 x 值和 m ∶ n 值。 答案 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4. 在焙烧 NH 4 VO 3 的过程中，固体质量的减少值 ( 纵坐标 ) 随温度变化的曲线如图所示， 210 ℃ 时，剩余固体物质的化学式为 _______ 。 答案 HVO 3 解析 　 NH 4 VO 3 分解的过程中生成氨气和 HVO 3 ， HVO 3 进一步分解生成 V 2 O 5, 210 ℃ 时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为 × 100% ≈ 85.47% ，所以 210 ℃ 时，剩余固体物质的化学式为 HVO 3 。 解析 1 2 3 4 5 (1)300 ℃ 时残留固体的成分为 _______ ， 900 ℃ 时残留固体的成分为 ____ 。 5. 为研究一水草酸钙 (CaC 2 O 4 ·H 2 O) 的热分解性质，进行如下实验：准确 称取 36.50 g 样品加热，样品的固体残留率 ( × 100%) 随温度的变化如下图所示。 答案 CaC 2 O 4 解析 CaO 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (2) 通过计算求出 500 ℃ 时固体的成分及质量 ( 写出计算过程 ) 。 答案 1 2 3 4 5 答案 　 在 600 ℃ 时， × 100% ＝ 68.49% ， m ( 剩余 ) ＝ 36.50 g × 68.49% ≈ 25 g ，从 300 ℃ 至 600 ℃ 时，失去的总质量为 32 g － 25 g ＝ 7 g ， 失去物质的摩尔质量为 7 g÷0.25 mol ＝ 28 g·mol － 1, 500 ℃ 时残留固体 的成分为 CaC 2 O 4 和 CaCO 3 的混合物，样品中 CaC 2 O 4 ·H 2 O 的物质的量 n (CaC 2 O 4 ·H 2 O) ＝ ＝ 0.25 mol ，设混合物中 CaC 2 O 4 和 CaCO 3 的 物质的量分别为 x mol 和 y mol ，根据 500 ℃ 时固体总质量可得 128 x ＋ 100 y ＝ 36.50 g × 76.16% ，根据钙元素守恒可得 x ＋ y ＝ 0.25 ，解得 x ≈ 0.10 ， y ≈ 0.15 ， m (CaC 2 O 4 ) ＝ 0.10 mol × 128 g·mol － 1 ＝ 12.80 g ， m (CaCO 3 ) ＝ 0.15 mol × 100 g·mol － 1 ＝ 15.0 g ， 500 ℃ 时固体的成分为 12.8 g CaC 2 O 4 和 15.0 g CaCO 3 。 1 2 3 4 5 反思归纳 热重分析的方法 (1) 设晶体为 1 mol 。 (2) 失重一般是先失水，再失非金属氧化物。 (4) 晶体中金属质量不减少，仍在 m 余 中。 (5) 失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得 m O ，由 n 金属 ∶ n O ，即可求出失重后物质的化学式。 1 2 3 4 5