高考化学备考研修班资料

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2004 年高考化学备考研修班资料 化学计算部份 秀全中学　　涂金盆 一、有关分子式的计算 一、高考题赏析 〖01 高考 20〗某含氧有机化合物可以作为无铅汽油的抗爆震剂，它的分子量为 88.0，含 C 的质量分数为 68.2％，含 H 的 质量分数为 13.6％，红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有 4 个甲基。请写出其结构简式___________________。 【本题是一道较为简单的确定分子式的计算题，由于题目给出了分子量及 C、H 的质量分数，可根据分子量及 C、H 的质量 分数直接求分子中 C、H、O 的原子个数。本题还可用分析推理的方法来确定其分子式。】 难度系数：0.568 〖03 年高考 25〗A 是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A 中碳的质量分数为 44.1%，氢的质量分数为 8.82%；A 只含有一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团：A 能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发 生消去反应。请填空： （1）A 的分子式是 ，其结构简式是 。难度系数：0.22 二、例题分析 〖03 高考 25 题〗 【分析】本题是一道有机题，要顺利的解答此题，首先需通过计算确定其分子式。在知道元素质量分数的情况下，常用方法 之一是计算各元素原子个数的最简比，求出其实验式。 N(C)∶N(H)∶N(O)= ∶ ∶ =3.675∶8.82∶2.9425 计算至此，数据的处理就相当困难了，这也使得该题成为了 03 年高考化学题中最难的题，零分率达 70.5％。分析原因，问题 出在学生的观察能力与计算能力上，以及学生不善于从化学基础知识出发来分析解题。题目中只给出了 C、H 的质量分数(没有 干扰数据)44.1%、8.82%，这样好的数据却视而不见，说明观察能力与计算能力(心算)不强，思维的灵活性不够。有些同学可能 注意到了这一点，但觉得只用 C、H 的数据是不大可能求算出来的，而给予了放弃。这是基础知识不扎实的一种表现。其实只 要我们将 C、H 的质量比化为原子个数的最简比，就可以确定该有机物分子中的 C、H 原子个数。m(C)∶m(C)=44.1%∶ 8.82%=5∶1，N(C)∶N(H)=5／12∶1／1=5∶12。在这里隐含着一个信息，N(C)∶N(H)=5∶12 符合烷烃中的比例关系，氢原子 已达饱和，则该有机物中分子的 C、H 原子个数只能为 5 和 12，其分子式表示为 C5H12Ox，由 C 的质量分数求出相对分子质量： M= =136，136=5×12 + 12×1 + 16x ，x=4 ∴分子式为 C5H12O4。 从以上可以看出，在计算中培养学生的化学意识，习惯于从化学含义追索因果关系，挖掘隐蔽条件，产生解题思路是化学计 算复习中的一项重要任务。 三、方法归纳 确定分子式计算的一般途径为： 解题方法： ⑴根据元素的质量比或元素的质量分数求出有机物的实验式，结合该有机物的相对分子质量确定其化学式。 ⑵根据元素的质量分数相对分子质量直接求出分子中各元素的原子个数。 ⑶根据化学反应、化学方程式与实验数据，求出化合物中各成分物质的量，由各成份物质的量之比确定其化学式。(无机物 分子式的确定常用此法) 备考指南 P148 例 2。 解题技巧： 当题目给出的有机物相对分子质量不具体时(如不超过某个范围)，常用尝试法讨论确定其分子式。即假定含量最少的元素其 原子为 1 个时，求相对分子质量。若不符合，再假定该元素的原子为 2 个、3 个进行计算。备考指南 P110 例 1。 四、课堂练习 〖97 高考 34 题〗A、B 分子结构中都含有苯环，l molA 水解得到 1 mol B 和 1 mol 醋酸。A、B 的相对分子质量均不超过 200，完全燃烧都只生成 CO2 和 H2O，且 B 分子中碳和氢元素总的质量分数为 0.652。A 溶液具有酸性，不能使 FeCl3 溶液显色。 （l）A、B 相对分子质量之差为_________________________ （2）1 个 B 分子应该有_________ 个氧原子； 密度 相对密度 化学方程式 实验式 分子式 化学反应和 化学方程式 元素的质量比 元素的质量分数 生成物的量 相对 分子质量 元素的质量分数 有关反应 的实验数据 （3）A 的分子式是__________； （4）B 可能的三种结构简式是____________________________________ 【简析】B 分子中氧的质量分数为 0.348，假设其中含有 1 个氧原子，则 M=16／0.348=46，由于 B 中含有苯环，46 太 小，不合理。假设含 2 个、3 个氧原子，其相对分子质量分别为 92、138。若为 4 个氧原子，A 的相对分子质量将超过 200。结 合 A 的性质，B 的相对分子质量为 138。当然，也可由 A 的性质及水解生成醋酸和 B，推测 B 中含有一个—OH 和—COOH，B 中可能含有 3 个氧原子进行计算。B 的分子式可表示为 CnH2n+xO3(x=2、0、-2、-6……)，(138-16×3)÷14=7……-8，∴B 的分子 式为 C7H6O3。A+H2O(18)→B+CH3COOH(60)，A 的相对分子质量为 138+42=180，分子式为 C9H8O4。 五、展示与评价 略 课后练习： 1.有一组成为 Ca3(PO4)2·nH3PO4·mH2O 的磷酸酸式盐。取 7.56g 该晶体加热至 100℃以上，使之失去全部结晶水，残余物 重 7.02g。另取 7.56g 该晶体溶于水，须加入 4.44g 消石灰才能使之全部变为正盐。求：⑴n、m 的值。⑵用酸式盐的形式写出它 的化学式。【m=3、n=4；3Ca(H2PO4)2·3H2O】 2.1924 年我国药物学家从中药麻黄中提取了麻黄素，并证明麻黄素有平喘作用。将 10.0g 麻黄素完全燃烧可得 26.67gCO2 和 8.18gH2O。测得麻黄素中含氮 8.48％，它的实验式为 C xHyNzOW ，已知其实验式即为分子式，则麻黄素的分子式为 _____________。【C20H45N2O2】 3.已知某化合物甲，分子中含有 C、H、O 三种元素，其 C、H 的质量分数合计为 78.4％。又已知甲分子中有一个碳原子， 它的四个价键分别连接在四个不同的原子(或原子团)上，即： A、B、D、E 为互不相同的原子 或原子团。 C C (1)写出甲的分子式。 (2)写出甲的结构简式。 【C4H10O； C 】 二、 利用化学方程式的计算 一、高考题赏析 〖97年高考35题〗 将8.8 g FeS固体置于200 mL 2.0 mol·L-1的盐酸中，以制备H2S气体。反应完全后，若溶液中H2S的浓 度为0.10 mol·L-1，假定溶液体积不变，试计算： (1)收集到的H2S气体的体积(标准状况)。 (2)溶液中 Fe2+和 H+的物质的量浓度。难度系数：0.65 【本题是较为典型利用化学方程式计算的题型。虽说只发生了一个化学反应，反应关系简单，但却考查了过量分析、弱酸的 电离、元素守恒等基本计算技能与基础知识，同时考查了学生思维的精确性和严密性。根据： FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S↑ 1mol 2mol 1mol 1mol 0.10mol 0.40mol x y 0.10∶0.40＜1∶2 盐酸过量，应根据 FeS 进行计算。 解得 x=0.10mol y=0.10mol (1) 由 于 生 成 的 H2S 在 溶 液 中 溶 解 了 0.10mol · L － 1 × 0.20L=0.020mol, 所 以 收 集 到 的 H2S 气 体 为 ： A DE B H CH2CH3CH3 OH x 1mol 0.10mol = 1mol Y 1mol 0.10mol = 1mol 0.10mol-0.020mol=0.080mol(硫元素守恒) 体积为 22.4L·mol-1×0.080mol=1.8L (2)c( Fe2+ )=0.10mol／0.20L=0.50mol·L－1，反应消耗 n(H+ )=0.20mol，剩余 n(H+ )=0.40mol-0.20mol=0.20mol，c( H+ )=0.20mol ／0.20L=1.0mol·L－1(氢硫酸是弱酸，在强酸中电离出的 H+可以忽略不计)。】 二、例题分析 〖03 上海高考 25 题〗超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3＋N2＋3C 2AlN ＋3CO 由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验： （1）称取 10.00g 样品，将其加入过量的 NaOH 浓溶液中共热并蒸干，AlN 跟 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2，并放出氨气 3.36L（标准状况）。 ①上述反应的化学方程式为 ； ②该样品中的 A1N 的质量分数为 。 （2）另取 10.00g 样品置于反应器中，通入 2.016L（标准状况）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为 1.34g·L－1（已 折算成标准状况，AIN 不跟 O2 反应）。该样品中含杂质炭 g。 【分析】题目前面部份给出的信息，只有“氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质”在解题中是有用的。第(1)问的解答需 要利用 AlN 跟 NaOH 溶液反应的化学方程式进行计算(试题给出了解题步骤)。由元素守恒书写并配平反应的化学方程式。AlN＋ NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑ 1mol 22.4L n 3.36L n(AlN)=0.15mol m(AlN)= 0.15mol×41g·mol-1 =6.15g ω(AlN)=6.15g÷10.00g=0.615 或 61.5％ (2)问的解答需要首先确定所得气体的组成。由气体的密度为 1.34g·L－1 求得 M=1.34g·L－1×22.4L·mol-1=30.0，可以判 断气体为 CO 和 CO2 的混合气体(虽说从相对分子质量来看 CO 和 O2 也符合要求，但 O2 过量，气体中则无 CO)。因此第(2)问属 于混合物的计算。设 CO2、CO 物质的量分别为 x、y，由元素守恒和平均相对分子质量可得下列方程组： x+2y=2×2.016L／22.4L·mol-1 解得 x=0.140mol y=0.020mol m(C)=1.92g 三、方法归纳 解题方法：比例法 解题步骤：写出有关化学方程式→在化学方程式有关物质下面注明相关的量→列出比例式→算出结果→根据题意回答。 解题技巧：差量法 四、课堂练习 向 30mL 硫酸铜溶液中加入铝粉 3.24g(过量)，待充分反应后，再向其中加入一定浓度的烧碱溶液至白色难溶物恰好消失， 消耗烧碱溶液 210mL，同时收集到气体 672mL(标准状况下)，试计算： (1)与硫酸铜溶液反应后剩余铝粉的质量。 (2)烧碱溶液的物质的量浓度。 (3)原硫酸铜溶液的物质的量浓度。 【简析】本题涉及的反应较多，首先应根据气体(H2)672mL 计算出过量的 Al 的质量， 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 2mol 22.4L×3 n 0.672L 过量的铝： n(Al)=0.2mol 质量为 0.54g 跟 CuSO4 反应的铝：3.24g－0.2mol×27g·mol-1=2.7g， 即 0.10mol 根据： 2Al + 3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3 2mol 3mol 0.10mol n(CuSO4) n(CuSO4)=0.15mol c(CuSO4)=0.15mol／0.030mol=5.0mol·L-1 (2)问的解答可根据元素的守恒来简化解题过程，由于加入的烧碱恰好使白色难溶物消失，即所得产物为 NaAlO2、Na2SO4， 据 ： n(Na)=n(NaAlO2)+2n(Na2SO4)=n(Al)+2n(CuSO4)=3.24g／27g·mol-1+0.15mol×2 =0.42mol c(NaOH)=0.42mol／0.21L=2.0mol·L-1 (也可根据化学方程式分步计算) 五、展示与评价 略 课后练习： 1. 将 12.6 g 无水亚硫酸钠固体加入 100 mL 8 mol／L 的硫酸中以制取 SO2 气体，反应完全后，若溶液中含+4 价硫元素的物 质的量总浓度为 0.2 mol／L，假定溶液体积不变，忽略容器及导管中的气体的体积，求： （1）收集到 SO2 气体多少毫升（标准状况下）； （2）溶液中硫元素的质量。 3.36L = 1mol 22.4L n 28x+44y x+y = 30.0 高温 0.672L = 2mol 66.7L n n(CuSO4) 0.672L = 2mol 3mol 0.10mol 【 (SO2)=1792 mL 26.2g】 2. 某化学课外小组用含铜 96%的废铜屑制取胆矾（五水合硫酸铜）。将铜屑放入稀硫酸中，加热并不断鼓入空气，在氧气 作用下便生成硫酸铜。 （1）写出生成硫酸铜的化学方程式 。 （2）现用 1kg 这种废铜屑理论上能制取胆矾多少千克？ （3）将胆矾与生石灰、水按质量比依次为 1︰0.56︰100 混合配制成无机铜杀菌剂波尔多液 ① 此波尔多液中 Cu2＋离子和 Ca2＋离子的物质的量比为 （最简整数比）。 ② 波尔多液有效成分的化学式可表示为 CuSO4·xCu(OH)2·yCa(OH)2，此种配比当 x＝1 时，试确定 y 的数值。 【（1）2Cu＋O2＋2H2SO4→2CuSO4＋2H2O；（2） ×250＝3.75（kg） （3）①2︰5 ②CuSO4＋Ca(OH)2→Cu(OH)2＋CaSO4 反应前 2 5 0 0 反应后 1 4 1 1 ∴ CuSO4·Cu(OH)2·yCa(OH)2 中 y＝4】 3. 将一定量的氧化铜加入到 100.0g 质量分数为 19.6％的硫酸溶液中，完全溶解后溶液显蓝色，再加入 19.6g 铁粉充分反应 后，经过滤干燥得到的固体仍为 19.6g。 (1)通过计算说明干燥后的固体是什么物质？ (2)求原氧化铜的质量。 【(1)干燥后的固体是铁和铜的混合物；(2)原氧化铜的质量为 14.0g】 三、 多步反应计算 一、高考题赏析 〖01 年高考 23 题〗已知脊椎动物的骨骼中含有磷。以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。称取某动物骨灰样品 0.103 g，用硝酸处理，使磷转化成磷酸根。再加入某试剂，使磷酸根又转化成沉淀。沉淀经灼烧后得到组成为 P2Mo24O77 的固 体（其式量以 3.60 ×103 计）0.504 g。试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。（磷的相对原子质量以 31.0 计。）难度系 数：0.85 【试题给出的情景是动物骨灰中磷元素含量的测定方法，虽然该过程的具体反应不清楚，但整个反应过程中 P 元素是守恒 的，可由 P 元素守恒列出关系式，建立方程求解。 据： 2P----------P2Mo24O77 31.0g×2 3.60×103g 有： m(P) 0.504g 解得 m(P)=8.68×10-3g ω(P)=8.68×10-3g／0.103=0.0843。】 二、例题分析 〖例题〗某工厂排出的废水中含有金属 Ba2+，为了测定其浓度，作如下实验： ①称取 K2Cr2O7 固体 0.1323g 溶于适量的稀硫酸中，再向其中加入过量 KI，反应后用 Na2S2O3 溶液与之反应，当用去 27.00mL 时恰好完全反应。②另取废水 50.00mL，控制适当的酸度加入足量的 K2Cr2O7 溶液，得 BaCrO4 沉淀，沉淀经洗涤、过滤后，用 适量的稀盐酸溶解，此时 CrO42- 转化为 Cr2O72-，再加过量 KI 反应，反应液再同上述 Na2S2O3 溶液反应，反应完全时，消耗 Na2S2O3 溶液 24.00mL，已知有关的离子方程式为： Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 求废水中 Ba2+的物质的量浓度是多少？ 【分析】虽然题目中的转化关系较为复杂，由于题目给出了反应的方程式，可以利用来建立反应的关系式： 2Ba2+----2CrO42----Cr2O72-----BaCrO4------3I2-------6S2O32- 这里 c(S2O32-)需要由 Cr2O72-------3I2-------6S2O32-确定 1mol 6mol 0.1323g／294g·mol-1 c(S2O32-)×0.027L c(S2O32-) =0.100mol·L-1 根据：2Ba2+-------------------6S2O32- 2mol 6mol c(Ba2+)×0.050L 0.100mol·L-1×0.024L V 64 96.01× 0.504g = 31.0g×2 3.60×103g m(P) c(S2O32-)×0.027L = 1mol 6mol 0.1323g／294g·mol-1 c(Ba2+)=0.016mol·L-1 三、方法归纳 解题方法：关系式法。关系式的建立有两种途径，①根据多步反应方程式，找出反应物与最终生成物之间量的关系。②由 原料中某一关键元素理论上全部转入产物中，则该元素在这两种物质中物质的量相等(守恒)，据此建立关系式。 四、课堂练习 环境监测测定水中溶解氧的方法是：①量取 amL 水样，迅速加入固定剂 MnSO4 溶液和碱性 KI 溶液，立刻塞好瓶塞，反复 颠倒振荡，使之充分反应。其反应式 2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2(该反应极快)。 ②测定：开塞后迅速加入 1--2mL 浓硫酸(提供 H+)使之生成 I2，有关反应式为：MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O，再用 bmol·L-1 的 Na2S2O3 溶液滴定(以淀粉为指示剂)，消耗了 VmL 溶液，滴定中 S2O32-变成了 S4O62-。试写出水样中溶解氧的计算 式(以 g·L-1 为单位)。 【简析】根据多步反应的化学方程式可以建立下面的反应关系： O2---2MnO(OH)2---2I2---4S2O32- 32g 4mol m(O2) bmol·L-1×V×10-3L 则溶解氧的计算式为： 五、展示与评价 略 课后练习： 1. 为了预防碘缺乏病，国家规定每千克食盐中应含有 40～50 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： IO3－＋5I－＋6 H＋→3I2＋3H2O I2＋2S2O32－→2I－＋S4O62－ 【每千克食盐中含 KIO3：45mg ∴该加碘食盐是合格的 】 2. 取 KI 溶液 25.00mL，向其中滴加 0.400mol·L-1FeCl3 溶液 135.0mL，I-完全反应生成 I2：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+。将反应后的 溶液用 CCl4 萃取后分液，向分出的水溶液中通入 Cl2 至 0.025mol 时，Fe2+恰好完全反应，求 KI 溶液中 KI 的物质的量浓度。 【2.00mol·L-1】 四、有关溶液的计算 一、高考题赏析 〖01 年全国高考 35 题〗标准状况下，用一定量的水吸收氨气后制得浓度为 12.0 mol·L-1、密度为 0.915 g·cm-3 的氨水。试计 算 1 体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。 （本题中氨的式量以 17.0 计，水的密度以 1.00g·cm-3 计）难度系数：0.386 二、例题分析： 〖01 年全国高考 35 题〗 【分析】本题考查学生将溶液浓度的两种表示方法、质量分数和物质的量相互联系和换算的基础知识与基本计算技能。可以 有多种解法。 解法一：(高考题给出的答案)将溶液分为溶质、溶剂两部份分别进行计算。 1.00L 该氨水中含氨的质量为：　12.0mol×17.0g·mol-1 （1 分） 其体积在标准状况下为：　　　12.0mol×22.4L·mol-1 （1 分） 1.00L 该氨水中含水的质量为：1.00L×915g·L-1－2.0mol×17.0g·mol-1（1 分） 其体积为： （2 分） 1 体积水吸收 378 体积 NH3 气（标准状况）（2 分） 0.100mol·L-1×0.024L = 2mol 6mol c(Ba2+)×0.050L 32g ×bmol·L-1×V×10-3L 4mol m(O2)= =8bV×10-3g a 8bV×10-3g 8bV a×10-3L = g·L-1 1.00L×915g·L-1－2.0mol×17.0g·mol-1 1000g·L-1 = V(NH3) 12.0mol×22.4L·mol- 1 V(NH3) 1.00L×915g·L-1－2.0mol×17.0g·mol-1 1000g·L-1 =378 由于这种方法不是从学生所学溶液的有关基础知识出发形成解题思路，有些类似于解数学应用题，不少学生难于掌握。从 当年高考情况来看，零分率高达 48.3％。上届进行测试后，按此方法讲解，学生掌握得仍不理想。如果能够从学生具备的基础 知识出发寻找解题思路，情况则要好一些。 方法二：从概念（物质的量浓度定义式出发）寻找思路 设 1L 水中溶解氨气的体积为 V（标），则可例式如下： V=378L，∴1 体积水吸收 378 体积 NH3 气（标准状况）。 方法三：与方法二相似，只是设未知数不同，设 1L 水中溶解氨气物质的量为 n，则有： V(氨气）＝n×22.4L·mol-1=378L，1 体积水吸收 378 体积 NH3 气（标准状况）。 三、方法归纳 解题方法：公式法，比例法 有关溶液浓度的计算，一般应从基本的公式出发寻找解题思路。常用公式主要有： 稀释公式 C1×V1=C2×V2 溶解度的计算常用比例法： m(饱和溶液) = m(溶质) + m(溶剂) 100g+S S 100g m(液) m(质) m(水) 某些析出晶体的计算需用到差量法。 四、课堂练习 在 20℃时食盐的溶解度为 36g，取一定量该温度下的饱和溶液用惰性电极进行电解，当阳极析出 11.2L 气体(标准状况)时， 食盐完全电解，所得溶液密度为 1.20g·mL-1；试计算： ①电解时，所取饱和食盐水的质量是多少？ ②电解后溶液中 NaOH 的物质的量浓度为多少？ ③要使溶液恢复原状态，需要加入什么物质？其质量是多少克？ 【简析】 (1)首先根据电解的化学方程式求出溶液中 NaCl 的质量。 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2mol 22.4L n(NaOH) 11.2L n(NaOH)=1.0mol m(NaOH)=58.5g 根据： 有 m(液)=221g (2) 由 出发，已知 n(NaOH)=1.0mol ，还需要求出溶液的体积， 电解后溶液的质量 m(液)=221g－m(H2)－m(Cl2)=221g－1.0g－35.5g=184.5g =6.5mol·L-1 (3)电解生成了 0.5mol 的 H2 和 Cl2，相当于从溶液中逸出了 1molHCl，即要加入 36.5g 的 HCl 气体。 V =C n =12.0 mol·L-1 0.915g·cm-3×1000cm3·L-1 g·cm－3 1000g + V 22.4L·mol-1 ×17g·mol-1 V 22.4L·mol-1 0.915g·cm-3×1000cm3·L-1 n 12.0 mol·L-1 = 1000g + n×17g·mol-1 V =C n M C= 1000ρω m(水) = 100g+S 100g m(液) m(水) = S 100g m(质) m(质) = 100g+S S m(液) 电解 m(质) = 100g+S S m(液) 58.5 = 100g+36 36 m(液) V C= n 1.20g·mL-1×1000mL3·L-1 1mol C (NaOH)= 184.5g 五、展示与评价 略 课后练习： 1. 将 mg 铁粉在 500mLpH=1 的盐酸中完全溶解，往溶液中通入适量的氯气恰好完全反应后，再加入 0.02mol·L-1 的 NiIx 溶 液 500mL 时，刚好使 I-转变为 I2 单质，此时溶液的 pH=2。已知反应前后 Ni 的化合价没有变化，反应过程中溶液的体积变化可 忽略。试通过计算求 m 和 x 的值。(已知 2Fe3++2I-=2Fe2++I2) 【m=1.12g；x=2】 2.将某温度下的 KNO3 溶液 200g 蒸发掉 10g 水，恢复到原温度，或向其中加入 10gKNO3 固体，均可使溶液达到饱和。试计 算： （1）该温度下 KNO3 的溶解度。 （2）原未饱和溶液中溶质的质量分数。 【（1）100g；（2）47.5％】 3. 将某二价金属单质粉末投入到 200mL1mol·L-1 的硫酸中，待反应完全后滤去过量的金属粉末，蒸发溶液到剩余 84g 时， 保持温度 t℃，开始析出 RSO4·7H2O 晶体，在该温度下继续蒸发，当析出 20.5g 晶体时，还留下 49g 溶液。求： (1) 金属 R 的相对原子质量 (2) t℃时 RSO4 的溶解度 【设 RSO4 的式量为 M，n(RSO4)=0.20mol，84g 溶液蒸发了 84g－20.5g－49g=14.5g 水，即 14.5g 水与 20.5g 晶体构成的 35g 溶液与 84g(49g)饱和溶液组成相同。由溶质的质量守恒可建立两个方程： ( 两式相除化简得：M=120 R=24 t℃时 RSO4 的溶解度为 40g。】 五、有关混合物的计算 一、高考题赏析 〖00 年高考 28 题〗 在 1.00L 1.00mol·L-1NaOH 溶液中通入 16.8L 标准状况下的 CO2，计算所得溶液中含有的 NaHCO3 和 Na2CO3 的物质的量。 【该题直接给出了 CO2 通入 NaOH 的产物为混合物，属于典型混合物的计算，只要根据 C、Na 的守恒列出方程组，就可迅 速的解答该题。当然该题也可按过量计算来解答。】 〖01 高考 24 题〗．将等物质的量的两种氧化物溶于 100 mL 硫酸，而后逐滴加入 l.00 mol/L 的 NaOH 溶液。当加入的 NaOH 的体积 V1=50 mL 时，开始有沉淀析出，且沉淀量随 NaOH 加入量逐渐增加。当 NaOH 的体积 V2=650 mL 时，沉淀量达最 大值，继续滴加 NaOH 时，沉淀量逐渐减小。当 V3=750 mL 时，沉淀量不再改变。 （1）最初加入的 50 mL NaOH 溶液的作用是什么？ （2）计算所用硫酸的浓度。 （3）试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量。 【该题属于两种物质组成的混合物计算，由于文字叙述较长，且处于试卷的最后一题，在高考中会给考生带来一定的心理压 力。其实该题的第一问是所有考生都能够回答的，可该题的零分率却达 6.9％，说明在考场上，部份考生的心理素质不稳定。该 题虽说具有一定的综合性，但给考生设置了梯度，较为困难的只是第三问，因为氧化物的确定不是根据计算，而是由物质的性 质来判断，出乎不少考生的预料。由此可见，化学计算的分析首先应注重从化学概念、原理、元素化合物知识出发，而不可将 其作为纯数学计算。】 难度系数 0.54 〖03 高考 25 题〗 取一定量的 Na2CO3、NaHCO3 和 Na2SO4 混合物与 250mL 1.00mol·L－1 过量盐酸反应，生成 2.016L CO2（标 准状况），然后加入 500mL 0.100mol·L－1Ba(OH)2 溶液，得到沉淀的质量为 2.33g，溶液中过量的碱用 10.0mL 1.00ml·L－1 盐酸恰 好完全中和。计算混合物中各物质的质量。难度系数：0.43 二、例题分析 〖03 高考 25 题〗 【分析】本题属于典型混合物的计算，由于混合物的种类较多且涉及的反应关系较复杂，使得题目有一定的难度。为了让整 个过程变得清晰、直观，并能从整体上把握问题，可运用图示法进行问题表征的策略，其实该过程本身就是审题与析题的过程。 具体解答应选取混合物计算的常用解题方法-----代数法。通过设 3 个未知数，然后根据题目所给数据、反应的化学方程式、元 素守恒等，找出等量关系，列方程组求解。 解：设 Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4 物质的量分别为 x、y、z，反应过程可图示如下： ＝M M+126 ×20.5g S 100+S ×35g 0.2mol×Mg·mol-1 ＝ S 100+S ×84g CO2 x+y + NaCl Na2SO4 HCl BaSO4 Z NaCl NaOH Ba(OH)2 NaCl 2x+y+2z BaCl2 0.0500mol—Z Na2CO3 x NaHCO3 y Na2SO4 z + HCl Ba(OH)2 0.250mol 0.0500mol HCl 0.0100mol 由 BaSO4 的质量可求 Na2SO4 ： Z=0.0100mol 由 CO2 气体得： x+y = 0.0900mol 由 Cl 元素守恒得 ： 2x+y+2z+2( 0.0500mol—Z)＝ 0.250L×1.00mol·L－1＋0.0100L×1.00 mol·L－1 解得：x＝0.0700mol y＝0.0200mol Na2CO3 质量＝0.0700mol×106g·mol－1＝7.42g NaHCO3 质量＝0.0200mol×84g·mol－1＝1.68g 三、方法归纳 解题方法：混合物的计算常用代数法。一般设一个或几个未知数，然后根据题目所给数据、化学方程式、元素守恒等，找出 等量关系，列方程或方程组求解。该类题的复习中注重过程分析和推理意识与能力的培养。(混合物计算常与过量讨论计算结合 在一起，方法上也需结合起来。) 常用策略：利用图示法进行问题表征。图示法进行问题表征是根据题意将题目的变化过程浓缩为示意图，它的好处是层次清 楚，可直观地看出物质的变化和量的网络关系，易于形成解题思路。 解题技巧：二元混合物在缺少条件或确定范围时常可用极端假设法分析。如备考指南 P89 的 15 题，04 年调测(三)26 题。 四、课堂练习 1. 一种医用抑酸剂由 Al(OH)3 、 NaHCO3 和 CaCO3 混合而成。现称取该试剂 5.00g，完全溶解于 1.00mol·L－1、200mL 的盐 酸中，收集到标准状况下的 CO20.784L。反应完毕后，再加入 1.20mol·L－1 氨水 150mL，将 Al3+全部沉淀，过滤并洗涤沉淀，洗 液和滤液合并，用 0.750mol·L－1 的盐酸中和多余的碱，消耗该酸 40.0mL 恰好中和。求该制剂中各成份的质量分数。 【简析】 HCl NH3·H2O 0.200mol 0.180mol HCl 0.0300mol 据混合物的质量有：78g·mol-1×x＋84＋g·mol-1×y＋100g·mol-1×z＝5.00g 由 CO2 的量得： 由 Cl 守恒得：y＋2z＋ 0.1800mol＝0.200mol＋0.0300mol 解得 y＝0.0200mol z＝0.0150mol 答案：Al(OH)3 36.4％、 NaHCO3 33.6％ 、 CaCO3 30.0％ 2.为了测定某铜银合金的组成，将 30.0g 合金溶于 80mL13.5mol·L－1 的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体 6.72L(标 准状况)，并测得溶液 的 PH=0，假定反应后溶液的体积仍为 80mL，试计算： (1)被还原的硝酸的物质的量。 (2)合金中银的质量分数。 【简析】硝酸和金属反应的还原产物是NO2、NO，由于题目给出收集到的标准状况的体积是 6.72L，因此不论其中 NO2、NO 的相对含量是多少，其物质的量之和跟被还原的硝酸的物质的量相等。即： (1) ＝1.42g2.33g 233g·mol-1 ×142g·mol-1 Al(OH)3 x NaHCO3 y CaCO3 z AlCl3 NaCl CaCl2 HCl CO2 x＋y ＋ Al(OH)3 NaCl CaCl2 NH4Cl NH3 · H2 O Al(OH)3 x NaCl y CaCl2 z NH4Cl 0.1800mol ＝y＋z 0.784L 22.4L · mol- 1 6.72L =0.30mol 22.422.4L·mol-1 (2)PH=0，c(H+)=1.0mol·L－1，参加反应的硝酸为： (13.5mol·L－1—1.0mol·L－1)×0.080L=1.0mol。 设合金中银质量 m m／108g·mol-1 + (30.0g—m)×2／64g·mol-1=1.0mol—0.30mol 解得 m = 10.8g 合金中银的质量分数为 五、展示与评价 略 课后练习： 1.往 80mL 溶液浓度为 13.5mol·L －1 的硝酸溶液中投入若干克铁粉,充分反应后共收集到 NO 2、NO 组成的混和气体 6.72L(换算成标况下)，剩余溶液仍为 80mL 溶液中 c(H+)=1.0mol·L－1 。求： ⑴铁粉的质量为多少克? ⑵混和气体中的体积比为多少? 【(1)13.1g (2)2∶1】 2. 取 5.48gNa2CO3 和 NaHCO3 的混合物，加热灼烧到质量不变为止，剩余固体的质量 4.24g。再取若干原混合物，加某浓 度的盐酸 50mL 恰好完全反应，共产生 336mLCO2(标准状况)求： (1) 混合物中 NaHCO3 的质量分数。 【61％】 (2) 所加盐酸物质的量浓度。 【1.1mol·L-1】 3. 取 0.45molNaOH、0.35molNa2CO3 和 0.20molNaHCO3 溶解于水，向该溶液中逐滴加入盐酸，反应明显地分为三个阶段走进。 若加入 HCl 为 nmol，所得混合溶液中 NaCl、Na2CO3、NaHCO3 分别为 xmol 和 zmol，试分别计算 n 值增大的过程中，不同反应阶 段的 n 值范围和所对应的 x、y、z 的值，并将结果填入下表： 0—0.25 n 0.55 0 0.25—0.8 n 0.8—n n—0.25 0.8—1.35 n 0 1.3—5n 4. 向 0.64.0g 氧化铜和铜的混合物中，加入过量的浓硫酸，加热使之完全溶解。用 NaOH 溶液中和过量的硫酸后，把溶液稀 释至 500mL。此时向溶液中加入 0.600g 铁粉，充分反应后将不溶物滤出，不溶物的质量为 0.672g。求： (1) 滤渣中各成份的质量是多少？ (2) 滤液中的溶质除 Na2SO4 外，还有什么？它的物质的量浓度是多少？ (3) 原混合物中铜的质量分数是多少？ 【(1)m(Cu)=0.576g 、m(Fe)=0.0960g (2)C(FeSO4)=0.0180mol·L－1 (3)50％】 加入的 HCln(mol) 溶液中 NaClx(mol) 溶液中的 Na2CO3y(mol) 溶液中的 NaHCO3z(mol) 10.8g 30.0g ×100％=36％ 5. 在 2LFe2(SO4)3 和 CuSO4 混合溶液中，加入 30g 纯铁粉，最后得到 2L0.25mol·L－1FeSO4 溶液以及 26g 固体沉淀物。求原 混合溶液中 Fe2(SO4)3 和 CuSO4 的物质的量浓度。 【Fe2(SO4)3： 0.05mol·L－1 CuSO4 ：0.1mol·L－1】 6. 今有 100mLCu(NO3)2 与 AgNO3 混合溶液，其中 NO3-的浓度为 4.00mol·L-1。加入一定量的锌粉充分反应后，溶液中有沉 淀物，过滤、洗涤、干燥得 24.8g 固体。将此固体置于稀盐酸中，无气体产生。向滤液中先滴入 BaCl2 溶液，无明显现象。后 加入过量的稀 NaOH 溶液，有沉淀析出，过滤此沉淀，并将其灼烧至恒重，最后得到 4.00g 固体物质。求所加锌粉的质量。已 知 Zn(OH)2 具有两性，可溶于稀的 NaOH 溶液。 【9.75g】 六、有关过量讨论的计算 一、高考题赏析 〖96高考36〗 将a摩H2S和1摩O2置于一个容积可变的容器内进行反应.维持容器内气体的压强不变(101千帕),在120℃下测 得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2，若a的取值不同,则H2S的氧化产物可能有如下三种情况: (1)全部是SO2，此时a的取值范围是 . (2)全部是S，此是a的取值范围是 ,并且d1 d2(填"小于"、"大于"或"等于"). (3)部分是SO2，部分是S,此时a的取值范围是 ，反应所生成的SO 2的物质的量为 摩，容器内气体的物质的量之和为 摩。(以含a的代数式表示) 【该题明确的将 H2S 和 O2 反应时过量的三种情况给了出来，要求考生分析具体的取值范围并进行有关计算。此题的题型特 征明显，解题思路清晰，但由于 H2S 的量是以抽象的字母形式给出，无疑给考生的思维设置了一定的障碍，对考生的抽象逻辑 思维能力提出了较高要求。】 〖02 高考 23〗 在一定条件下，使 H2 和 O2 的混合气体 26g 充分发生反应。所得产物在适当温度下跟足量的固体 Na2O2 反应， 使固体增重 2g。求原混合气体中 O2 和 H2 的质量。 【该题是一种物质过量的计算，由于过量物质不再继续反应，反应关系并不复杂。关键是考生要能够从 Na2O2 与 H2O 的反 应来确定 H2 和 O2 反应生成水的质量，由此得出参加反应的气体的质量及过量气体的质量，然后分两种情况进行讨论。该题主 要考查了考生思维的严密性。Na2O2 与 H2O 反应的计算需要用到差量法。】 难度系数：0.593 〖02 高考 24〗 向 300mL KOH 溶液中缓慢通入一定量的 CO2 气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。 请回答下列问题： （1）由于 CO2 通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。 （2）若通入 CO2 气体为 2.24L（标准状况下），得到 11.9g 的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的， 其质量各为多少？所用的 KOH 溶液的物质的量浓度为多少？ 【该题属于过量物质继续参与反应的过量讨论型计算题。知识上重在考查弱酸的正盐与酸反应生成酸式盐的性质，能力方面 对学生思维的严密性要求较高。同时，要求学生注重过程分析，并能由反应的特殊值来讨论和确定产物的组成。当得出产物为 混合物后，运用混合物的解题方法------代数法便可顺利的解答(2)。】 难度系数：0.477 二、例题分析： 〖97 年高考试测题〗 将 n mol 木炭粉和 1mol 氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。可能发生的化学反应有： ①　FeO + C ==== Fe + CO↑ ② 　2 FeO + C ==== 2Fe + CO2↑ ③　FeO + CO ==== Fe + CO2　　　　　④　　CO2＋C ==== 2CO ⑴　若 n＜1／4，充分反应后，反应器中的固体物质是＿＿＿＿，气体产物是＿＿＿。充分反应后，反应器中的固体物质是 ＿＿＿，气体产物是＿＿＿＿。 (2) 若 n＞4，充分反应后，反应器中固体物质是_______，气体产物是_______。 ⑶　若反应的气体产物是混合物，n 的取值范围是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ⑷　设木炭在反应混合物中的物质的量分数为 x（0＜x＜1）。　若反应的气体产物是混合物，且混合物中 CO 和 CO2 的物质 的量相等，则 x 的值是＿＿＿＿。 2 1 1 1 产物 Fe FeO 过量 CO2 C过量 CO2COFe COFe C 部份过量 nc nFeO n 1 【分析】该题属于过量物质继续参与反应的过量讨论型计算题，由于题目给出了可能发生的 4 个化学反应方程式，制造出反 应复杂的假象，增大了试题的迷惑性，易让人产生无从下手的感觉。题目要求学生在平时的学习中养成注重过程分析的良好习 惯，善于透过现象抓住事物的本质，从而才能化繁为简，顺利的形成解题思路。因此，本题能较好地考查考生思维品质中的敏 捷性和严密性。作为讨论型计算题，常规方法是特殊值讨论法。问题是怎样确定该题的特殊值呢？如果我们从反应的进程来看， 当 n 的取值由小到大时，即 C 的量由不足逐步到过量的过程中，反应关系就会变得清晰起来。同时该题是可用来进行一题多解 教学的一个好素材，在此基础上师生一起进行题型和方法归纳(多题一解)，对于培养学生的思维品质、发散思维能力以及学生 自己独立分析形成讨论题的解题思路，都会有较大帮助。 解法一：见备考指南第六版 P218 解法二：如果从反应的进程来看，n 的取值由小到大，即 C 的量由不足逐步到过量，可以认为反应器中只发生了下列两反 应。开始时 C 不足而 FeO 过量，发生的反应为 2FeO + C ==== 2Fe + CO2………①(即使有 CO 产生，也会被 FeO 氧化为 CO2)。 当按上式恰好反应完后，C 过量，则继续进行的反应为　CO2＋C====2CO………②　。上述两反应属于连续进行的反应，可以 相叠加得 C 足量时的总反应式　FeO + C ==== Fe + CO↑。这样再借用数学上的数轴来分析，问题就变得清晰、直观起来。 ⑴　若 n＜1／4，FeO 过量，固体为 Fe 和 FeO，气体产物为 CO2　。 ⑵　若 n＞4，C 过量，固体为 C 和 FeO，气体产物为 CO　。 ⑶　若反应的气体产物是混合物，n 的取值范围是 1／2＜n＜1。 ⑷　气体产物 CO 和 CO2 的物质的量相等时，据原子守恒可将反应写为： 3 FeO + 2C ====3 Fe + 1CO＋1CO2　 x＝2／（3＋2） 解法三：由于 C 和 FeO 发生的反应是一个连续反应，根据原子守恒可直写反应的一般形式的化学方程式：(其实是连续反 应的叠加，只不过是一般情况而非恰好反应。) 1FeO+nC===1Fe+xCO↑+yCO2↑ 据 C、O 守恒分别有：x+2y=1 、 x+y=n ， x=2n-1 、 y=1－n 代入上式得 1FeO+nC===1Fe+(2n-1)CO↑+(1-n )CO2↑ ⑴　若 n＜1／4，2n-1＜0 为负数，说明 C 不足，而 FeO 过量。1－n＞0，有 CO2 生成。 ⑵　若 n＞4，1－n＜0 为负数，说明 FeO 不足，而 C 过量。2n-1＞0，有 CO 生成。 ⑶　若反应的气体产物是混合物，则要求 2n-1＞0、1－n＞0　即 1／2＜n＜1。 ⑷　若气体产物 CO 和 CO2 的物质的量相等，则 2n-1＝1－n　即 n＝2／3， x=(2／3)／(1+2／3)=2／5 三、方法归纳 讨论型计算题常见的有如下几种情况：①讨论反应物是否过量；②讨论反应进行的程度；③讨论反应物或生成物的组成及取 值范围；④讨论不定方程的解 解题方法：特殊值(恰好反应时的取值)讨论法。该方法主要适合前三种题型，对不定方程的讨论，则需要充分利用题目中给 出的条件，进行选择范围的讨论。一般的解题思路是：①首先利用有关反应方程式(或加工变形的方程式、关系式)确定两种物 质恰好完全反应时，各反应物和生成物的量的关系；②然后按某一反应物的量不足、过量分别讨论；③最后将①②联系起来找 出各种情况下对应的答案或取值范围。 解题技巧：差量法；平均值法。 常用策略：①借用数轴将反应过程中恰好反应时反应物之比及相应的产物标出来，简化反应关系，明确解题思路。②对于连 续进行的反应可采取反应式叠加的方式得出反应的特殊反应式或一般反应式。 四、课堂练习 〖03.南通〗现有 Fe、Cu 的总物质的量为 amol，Cu 的物质的量分数为 x；研成粉末后，全部投入含有 bmolHNO3 的稀溶液 中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有 NO，试回答下列问题：(已知 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+) (1) 随硝酸用量的增加，溶液中的金属离子和残留固体的成份依次有六种情况，请用粒子符号填写下列空白： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 溶液中的 金属离子 Fe2+ Fe2+、Cu2+ Cu2+、 残留固体 的成份 Fe、Cu Cu — — — (2) 当溶液中只有 Fe2+、Cu2+时，求 b 的取值范围。 (3)当 x=0.5 时，溶液中 Fe3+与 Fe2+的物质的量相等时，在标准状况共产生 672mL 气体，求 a、b 的值。 答案： (1) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 溶液中的 金属离子 Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+ Cu2+ 残留固体 的成份 Cu — — — (2) a(1-x)＜b≤ a (3) a=0.04 b=0.12 【简析】 五、展示与评价 略 课后练习： 1. 标准状况下 1.68 L 无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为 15.0 g； 若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重 9.3 g。 （l）计算燃烧产物中水的质量。 （2）若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。 （3）若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式（只要求写出一组）。 【(1)m(H2O )=2.7g；（2）C2H4 （3）C4H6 和 H2(或 C3H8 和 CO；C3H6 和 CH2O 等。】 2. 在 25℃，101kPa 条件下，将 15 L O2 通入 10 L CO 和 H2 的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。 （1）若剩余气体的体积是 15L，则原 CO 和 H2 的混合气中 V（CO）＝ L， V（H2）＝ L。 （2）若剩余气体的体积为 a L，则原 CO 和 H2 的混合气中 V（CO）︰V（H2）＝ 。 （3）若剩余气体的体积为 aL，则 a 的取值范围是 。 【(1)5、5 (2)(a-10)∶(20-a) (3) 10＜a＜20】 3. 有镁、铝合金 14.7g，全部溶于 6mol·L-1 的盐酸 500mL 中，再加入 8mol·L-1 的 NaOH 溶液 400mL，结果得沉淀 26.3g。 求合金中镁、铝的质量各是多少克？ 【①当沉淀全为 Mg(OH)2 时 m(Mg)=10.9g， m(Al)=3.8g； ②当沉淀为 Mg(OH) 2 和 Al(OH)3 的混合物时 m(Mg)=1.2g， m(Al)=13.5g】 4. 有 Na2O2 和 NaHCO3 均匀混合的粉末，等质量分成两份，其中一份加入 100mL 盐酸使之充分反应呈中性，放出气体 2.24L(标准状况)。如将此气体通入另一混合物中充分反应后，气体体积变为 2.016L(标准状况)。求： (1)原混合物中 Na2O2 和 NaHCO3 的物质的量之比。【8∶1】 (2)加入的盐酸的物质的量浓度。【1.3mol·L-1】 5. 常温下，把 CH4 和 O2 组成的混合气体共 a mol，通入装有 1mol Na2O2 固体的密闭容器中，用电火花不断引燃，使之充 分反应后恢复到常温，容器内压强几乎为。零。解答下列问题： （1）当 a 的取值不同时，所得固体物质的组成会发生变化，请填写下表： a 的取值 a ＜0.5 0.5＜a＜2.5 a=2.5 反应后固体物 质的化学式 （2）如果反应后，所得固体中 Na2CO3 和 NaOH 物质的量相等，则原混合气体中 CH4 和和 O2 的体积比是多少？ 固体： Cu 无 Fe、Cu Cu 无 离子： Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+、Cu2+ (Fe3+、Cu2+) 反应情况： Fe 恰好反应 Fe、Cu 恰好反应 HNO3 过量 HNO3 由不足至逐步过量 a 22.4 1 n混合气体 nNa2O2 产物 0.5 2.5 Na2CO3 NaOH Na2O2 过量 H2O 过量部份 过量CO2 Na2CO3 NaOH Na2CO3 Na2CO3 NaOH a 22.4 1 n混合气体 nNa2O2 产物 0.5 2.5 Na2CO3 NaOH Na2O2 过量 H2O 过量部份 过量CO2 Na2CO3 NaOH Na2CO3 Na2CO3 NaOH a 22.4 1 n混合气体 nNa2O2 产物 0.5 2.5 Na2CO3 NaOH Na2O2 过量 H2O 过量部份 过量CO2 Na2CO3 NaOH Na2CO3 Na2CO3 NaOH V =ρ m 七、有关图表信息的计算 一、高考题赏析 〖99 年全国 33 题〗　(1)中学教材上图示了 NaCl 晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO（氧化镍〕晶体的结构 与 NaCl 相同，Ni2+与最邻近 O2-的核间距离为 a×10-8cm，计算 NiO 晶体的密度（已知 NiO 的摩尔质量为 74.7g.mol-1)。 (2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例 如在某种 NiO 晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个 Ni2+空缺，另 有两个 Ni2+被两个 Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化 合物中 Ni 和 O 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为 Ni0.97O,试计算该晶体中 Ni3+与 Ni2+的离子数之比。 【本题给出了某种 NiO 晶体中存在的缺陷图形，其实它只是用来说明既有 Ni2+又有 Ni3+时，晶体为何仍呈电中性的原因，对 于解题并无多大作用。本题的解答关键是要从题目的文字叙述中提取有用的信息：NiO（氧化镍〕晶体的结构与 NaCl 相同； Ni0.97O 仍呈电中性。具体的解答仍要回归到基础知识和基本题型的解题方法上来。(1)首先对 NaCl 晶体结构这一基础知识的掌 握要到位，一个立方体实际含有的 NaCl“分子”为 1／2 个， 由密度的公式： 出发分别求出立方体的 质量与体积代入可得： (2)由电荷守恒可得方程 3×x + 2×(0.97-x)=2 解得 N(Ni3+)∶N(Ni2+)=6∶91】 〖00 年高考 29 题〗下图是 100mg CaC2O4·H4O 受热分解 时，所得固体产物的质量随温度变代的曲线。试利用图中 信息结合所学的知识，回答下列各问题： (1)温度分别为 t 1 和 t2 时，固体产物的化学式 A 是 __________，B 是：____________。 (2) 由 CaC2O4 · H2O 得 到 A 的 化 学 方 程 式 为 ___________。 (3)由 A 得到 B 的化学方程式为_________________。 (4)由图计算产物 C 的分子量，并推断 C 的合理的化学 式。 【本题给出的曲线图是用来从中获取计算所需的数据，题型属于根据化学方程式进行的计算，见考试说明 P123】 二、例题分析 白色粉末 A 是 NaHCO3 与 KHCO3 的混合物，取甲、乙、丙三份质量不同的 A 样品分别与 50.0mL 相同浓度的盐酸充分反 应，得到气体的体积（标准状况）与 A 的质量关系如下表： 实验组别 甲 乙 丙 稀盐酸的体积（mL） 50.0 50.0 50.0 A 样品的质量（g） 2.84 5.25 7.00 气体的体积（L） 0.672 0.896 0.896 试计算：（l）该盐酸的物质的量浓度。 （2）混合物中 NaHCO3 的质量分数。 【分析】（1）从表中可知，乙和丙两份样品均为样品过量(乙中固体约为甲的两倍，而气体仅稍有增加)。求盐酸应根据乙进 行。 n(CO2)= =0.04mol ∴c(HCl)= =0.8mol/L （2）甲样品中，盐酸过量，按混合物进行计算 设 A 样品 NaHCO3 和 KHCO3 的物质的量分别的 x 和 y 依题意可得方程：84x+100y=2.84 解得：x=0.01mol 22.4(x+y)=0.672 y=0.02mol ∴NaHCO3 的质量分数为： ρ= 1×74.7g.mol-1 2×NA (a×10-8cm)3 62.0 a3 g·cm-3= L mol 05.0 04.0 molL L /4.22 896.0 0.01mol×84g·mol-1 2.84g ×100%＝29.58% O a b c d a b c dc(H+) n(Fe) （ 三、方法归纳 涉及图表信息的计算内容十分广泛，如溶解度曲线图；反应物与沉淀(气体)的变化关系图或表格数据；晶体结构图等。解 题的策略是从图表中提取有用的信息、数据，结合常见题型的解题方法求解。 四、课堂练习 在标准状况下，取甲、乙、丙各 30.0mL 相同溶液的盐酸，然后分别慢慢加入组成相同的镁、铝合金粉末，得到表中的有 关数据(假设反应前后溶液体积不发生变化)，请回答： 实验序号 甲 乙 丙 合金质量(mg) 255 385 459 气体体积(mL) 280 336 336 (1)甲组实验中，盐酸 (选填过量、适量、不足量，下同)；乙组实验中盐酸 。 (2)盐酸的物质的量浓度为 。 (3)合金中镁、铝物质的量之比为 。 (4)丙实验之后，向容器中加入一定量 1.00mol·L-1NaOH 溶液，能使合金中铝粉恰好完全溶解，再过滤出不溶性固体，求溶 液中各溶质的物质的量浓度。 【简析】(1)由 385∶255＞336∶280，乙、丙产生的气体相同，可判断甲中盐酸过量，乙、丙中合金过量。 (2)求盐酸物质的量浓度应选取乙或丙进行计算。 c(HCl)=3.0×10-2mol／0.030L=1.0mol·L-1. (3)要求合金中镁、铝的质量比，应选取甲中数据。设镁、铝物质的量分别为 x、y(混合物计算)，则有 x×24g·mol-1+y×27g·mol-1=0.255g x+1.5y=0.28L／22.4L·mol-1 联解得 x=y=0.005mol 1∶1 (4)丙中加入 1.00mol·L-1NaOH 溶液后，溶液中只有 NaAlO2、NaCl，根据 Na 元素守恒有：n(NaOH)=n(NaAlO2)+n(NaCl)可 求出： c(NaCl)=0.435mol·L-1 c(NaAlO2)=0.130mol·L-1 五、展示与评价 略 课后练习： 1. 现将 600 mL 稀硫酸等体积分为 6 份，并向其中 5 份中分别加入质量不等的 Zn 粒，并收集生成的氢气，有以下记录结果 （H2 体积已折算为标准状况）。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 实验⑤ Zn 粒质量（g） 5.0 8.0 12 14 16 H2 体积（L） 1.72 4.14 4.48 4.48 （1）由实验结果可推知，此稀硫酸的物质的量浓度为____________________。 实验②收集到 H2 的体积为____________________。 （2）若向第 6 份稀硫酸中不断加入 Zn 粒，请在下图中画 出 H2 体积（V）与 Zn 粒质量（m）的 关系图象。 【（1）2.0 mol·L－1 2.76 L （2）如右图所示。】 3.铁在热的稀硝酸中反应，主要还原产物为 N2O， 而在冷的稀硝酸中反应，其主要还原产物为 NO，当 溶液更稀时，其主要还原产物为 NH4+。请分析右图， 回答有关问题。(1)假设在任一气体产生的曲线段内 只有一种还原产物，试配平由 b 到 c 点的反应的化学方程式： Fe+ HNO3 Fe(NO3)3 + + H2O (2)判断从 O 点到 a 点的还原产物，应为 。 (3)a 点到 b 点时还原产物为 ，其原因是 。 (4)已知到达 d 点时反应结束，此时溶液中的主要阳离子为 ， 分析投入金属铁的物质的量之比 nc(Fe)／nd(Fe)= 【(1)8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O，(2)NO(开始为冷的稀硝酸)，(3)N2O；反应为放热反应，当温度升高后，则生成 N2O，(4)Fe2+；2∶3】 V/L m/g