2021版高考化学一轮复习核心素养微专题1化学计算中的数学思想练习含解析鲁科版

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化学计算中的数学思想 ‎1.关系式法 ‎(1)原理及应用 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。‎ 在求“已知量”和“待求量”之间的关系式时,一定要找出“中间量”(该“中间量”在前一个化学反应中作生成物,而在下一个化学反应中作反应物),并通过改变相关化学方程式的化学计量数使“中间量”的计量数变成同一个数值,从而建立“已知量”和“待求量”之间的化学计量数之比,即关系式。‎ ‎(2)建立关系式的几种方法:‎ ‎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利用方程式的加和建立关系式。‎ ‎2.差量法 ‎(1)差量法的应用原理 差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例,然后求解。如:‎ ‎(2)使用差量法的注意事项 ‎①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。‎ ‎②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即“上下一致,左右相当”。‎ - 5 -‎ ‎【典例】(2018·全国卷Ⅲ节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=‎248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:‎ ‎(1)溶液配制:称取1.200 ‎0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的________中,加蒸馏水至________。  ‎ ‎(2)滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应: I2+2S2S4+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液________,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为________%(保留1位小数)。  ‎ ‎【解析】(1)配制溶液时,先将固体在烧杯中溶解,冷却后转移至容量瓶中,最后加水定容至刻度线。‎ ‎(2)淀粉遇I2变成蓝色,当Na2S2O3将I2消耗完后,溶液中的蓝色会褪去,即为反应终点。由反应关系: Cr2～3I2～6Na2S2O3,24.80 mL样品溶液中,硫代硫酸钠晶体的质量m(Na2S2O3·5H2O)=0.009 5 mol·L-1×20×10‎-3 L×6×‎248 g·mol-1=‎ ‎0.282 ‎72 g,由比例关系知,100 mL样品溶液中的Na2S2O3·5H2O质量为 ‎0.282 ‎72 g×=‎1.14 g,则样品中Na2S2O3·5H2O的纯度为×100%=95.0%。‎ 答案:(1)烧杯　容量瓶　刻度线　 (2)蓝色褪去　95.0‎ ‎1.a g Na2CO3和NaHCO3混合物加热至质量减少到b g,则混合物中NaHCO3的质量分数为________。 ‎ ‎【解析】设NaHCO3的质量为x ‎=　解得x=‎ 得NaHCO3的质量分数为×100%‎ 答案:×100%‎ - 5 -‎ ‎2.黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取‎0.1000 g样品在空气中充分燃烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.0200 0 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。‎ 已知:SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+‎ Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O ‎(1) 样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________。 ‎ ‎(2) 若燃烧‎6 g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83 kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出13.03 kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式 __。 ‎ ‎(3)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L,制得98%的硫酸质量为________t,SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是________kJ。 ‎ ‎【解析】(1)3FeS2　 ～　 6SO2～　12Fe2+　～ 2Cr2‎ ‎ ‎360 g 2 mol ‎ ‎ 0.1000 w ‎0.025 L×0.0200 0 mol·L-1‎ ‎360 g‎∶0.1000 w=2 mol∶(‎0.025 L×0.0200 0 mol·L-1)‎ w=90.00%‎ ‎(2)n(FeS2)= mol=0.05 mol,n(SO2)=n(SO3)=0.1 mol,则SO3生成1 mol H2SO4放出热量为130.3 kJ,则热化学方程式可得,SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)　‎ ΔH =-130.3 kJ·mol-1‎ ‎(3)FeS2 　～　　2SO2 　　～　　2H2SO4‎ ‎ 0.12 t 2×‎22.4 L 0.196 t ‎ 90%×10 t V(SO2) m(溶液)×98%‎ ‎0.12 t∶(90%×10 t)=0.196 t∶[m(溶液)×98%]‎ V(SO2)=3.36×‎106 L;m(溶液)=15 t;n(SO2)=n(SO3)==1.5×105 mol,放出热量为1.5×105 mol×(98.3+130.3) kJ·mol-1=3.43×107 kJ。‎ 答案:(1)90.00%。 ‎ ‎(2)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)‎ - 5 -‎ ΔH=-130.3 kJ·mol-1‎ ‎(3)3.36×106　15　3.43×107‎ ‎3.几种物质的溶度积常数见下表:‎ 物质 Cu(OH)2‎ Fe(OH)3‎ CuCl CuI Ksp ‎2.2×10-20‎ ‎2.6×10-39‎ ‎1.7×10-7‎ ‎1.3×10-12‎ ‎(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3,为制得纯净的CuCl2溶液,宜加入________调至溶液pH=4,使Fe3+转 ‎ 化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________________。 ‎ ‎(2)过滤后,将所得滤液经过________,________操作,可得到CuCl2·2H2O晶体。 ‎ ‎(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需要进行的操作是__________。 ‎ ‎(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取‎0.800 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2S4+2I-)。‎ ‎①可选用________作滴定指示剂,滴定终点的现象__ __。 ‎ ‎②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为 __。 ‎ ‎③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为________。 ‎ ‎【解析】(1)加入CuO或Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2,与Fe3+水解产生的H+反应,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,当pH=4时,由Fe(OH)3的Ksp计算c(Fe3+)。‎ ‎(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需考虑避免Cu2+的水解产生杂质。‎ ‎(4)CuCl2溶液与KI发生反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,所以需选用淀粉作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变化,确定达到滴定终点;再结合方程式:I2+2S2S4+2I-和2Cu2++4I-2CuI↓+I2,得到关系式:2Cu2+～I2～2S2,确定晶体试样的纯度。‎ 答案:(1)CuO或碱式碳酸铜、氢氧化铜 ‎2.6×10-9mol·L-1‎ ‎(2)蒸发浓缩　冷却结晶 ‎(3)在HCl气氛中加热 ‎(4)①淀粉　溶液由蓝色变成无色且半分钟不变化 ‎②2Cu2++4I-2CuI↓+I2　③85.5%‎ - 5 -‎ - 5 -‎