2022年高考化学 考点总动员系列 专题02 物质的量在化学方程式计算中的应用和化学计算（含解析）

2022年高考化学 考点总动员系列 专题02 物质的量在化学方程式计算中的应用和化学计算（含解析）【母题再现】题型介绍：化学计算类试题在新课标的高考中要求有所降低的趋势，但每年分值均在810分，考查形式有选择题和填空题。考查结合元素及化合物知识、化学方程式，运用关系式法、守恒法、平均值法等思想方法进行列式计算，故技巧性增强，能力要求更高。高考选题：【xx年高考上海卷第22题】已知：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O。向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2molNaAl(OH)4的混合液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是选项ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1233解题技巧：近几年化学计算题从复杂计算到技巧型计算转化，在复习过程中，我们掌握一些方法，并合理应用，可以轻松突破。常用的方法有：差量法、关系式法、守恒法、极值法等。 1、差量法根据变化前后的差量列比例式计算解题的一般步骤可分为： 准确写出有关反应的化学方程式；深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强、密度、反应过程中热量的变化等，且该差量的大小与参加反应物质的有关量成正比；根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。2、守恒法利用质量、元素（原子）、得失电子、电荷守恒计算 化学反应物质化学式：正化合价总数=|负化合价总数|电解质溶液：所有的阳离子所带的正电荷总数=所有阴离子所带负电荷总数表现形式化学变化质量守恒定律遵循化学方程式氧化还原反应单一反应：氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数多个连续反应：找出化合价在变化前后真正变化的物质及所反应的量离子反应：等号两边离子所带电荷数相等电化学 阳（负）极失电子总数=阴（正）极得电子总数串联的原电池（电解池），各极上转移电子数相气相反应：反应物总键能=生成物总键能+反应热宏观：参加反应 m（反应物）=反应生成 m（生成物）微观：元素种类不变，各元素原子个数守恒利用守恒法解题可避免书写繁琐的化学方程式和细枝末节的干扰，直接找出其中特有的守恒关系，提高解题的速度和准确度。守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂数据中寻找恒量对象关系。3、关系式法多步变化用物质的量的关系首尾列式计算 关系式法适用于多步进行的连续反应，以中间产物为媒介，找出起始原料和最终产物的关系式，可将多步计算一步完成。有时利用关系式法列出的比例式与利用原子个数守恒 列出的比例式相一致，但不能一概而论，关键在于中间过程的变化。要善于区分，正确选择解题技巧。4、极值法极端假设的计算方法 极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态，并站在极端的角度分析问题，求出一个极值，推出未知量的值，或求出两个极值，确定未知量的范围，从而使复杂的问题简单化。 其主要应用于：（1）判断混合物的组成：把混合物看成某组分的纯净物进行计算，求出最大值最小值，再进行分析讨论。（2）判断可逆反应中某个量的关系：把可逆反应看作向某个方向进行到底的状况。（3）判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量的大小变化，把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。（4）判断生成物的组成：把多个平行反应看作逐个单一反应。5、图象法运用图象中的函数关系分析计算一般解题思路： （1）根据题设条件写出各步反应的化学方程式，并通过计算求出各转折点时反应物的用量和生成物的生成量，以确定函数的取值范围。 （2）根据取值范围，在图象上依次作起点、转折点、终点，并连接各点形成图象。 （3）利用图象的直观性，找出其中的函数关系，快速解题。【考点揭秘】高频考点一：守恒法在化学计算中的应用【典例】14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为 ()A9.6 g B6.4 g C3.2 g D1.6 g高频考点二：关系式法在化学计算中的应用【典例】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，问最后可得H2多少升(标准状况)。高频考点三：差量法在化学计算中的应用【典例】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是()A BC D高频考点四：极值法在化学计算中的应用【典例】将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)，投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是()AxV/(11.2n) B0x0.5CV33.6n(1x) D11.2nV22.4n【直击高考】1【xx年高考四川卷第7题】1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4 的混合气体1120mL (标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，下列说法不正确的是 A该合金中铜与镁的物质的量之比是2 1 B该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L CNO2和N2O4 的混合气体中，NO2 的体积分数是80% D得到2.54沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL【答案】D【解析】2（xx上海卷）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为A9.0L B13.5L C15.7L D16.8L3（xx四川）13.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是ACu与Cu2O的物质的量之比为21B硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LC产生的NO在标准状况下的体积为4.48LDCu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol4（xx海南）6将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100 molL-1MO2+溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是AM BM2+ CM3+ DMO2+5（2011四川）25C和101kpa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体的总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为( )A12.5% B25% C50% D75%6（2011大纲版）某含铬（Cr2O72)废水用硫酸亚铁铵废水用硫酸亚铁铵铵FeSO4(NH4)2SO46H2O处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n molFeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是A消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x)mol B处理废水中Cr2O72的物质的量为nx/2molC反应中发生转移的的电子数为3nx mol D在FeOFeyCrxO3中，3x=y7（xx安徽卷）27（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定终点是（铈被还原为Ce3+），消耗25.00mL标准溶液，该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。8（xx四川卷）11、（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa时： 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一197 kJ/mol； 2H2O (g)2H2O(1) H2一44 kJ/mol； 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3一545 kJ/mol。 则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。 焙烧948t明矾(M474 g/mol )，若SO2 的利用率为96%，可生产质量分数为98的硫酸 t。9【xx年高考江苏卷第18题】（12分）碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)dx H2O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)dx H2O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：准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO20.560L（已换算成标准状况下）。另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量100%）随温度的变化如右图所示（样品在2700C时已完全失去结晶水，6000C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(CO32)（写出计算过程）。【答案】 （1） 阻止燃烧（2） 2a+3b=c+2d（3）10【xx年高考上海卷第十（5255）题】（本题共14分）硫有多种含氧酸，亚硫酸（H2SO3）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸（H2SO4SO3）、硫代硫酸（H2S2O3）等等，其中硫酸最为重要，在工业上有广泛的应用。在实验室，浓硫酸是常用的干燥剂。完成下列计算：（1）焦硫酸（H2SO4SO3）溶于水，其中的SO3都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，该硫酸的物质的量浓度为_mol/L。（2）若以浓硫酸吸水后生成的H2SO4H2O计算，250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水？（3）硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：3FeS28O2Fe3O46SO2 4FeS211 O22Fe2O38SO2若48mol FeS2完全反应耗用氧气2934.4L（标准状况），计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。（4）用硫化氢制取硫酸，既能充分利用资源又能保护环境，是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。硫化氢体积分数为0.84的混合气体（H2S、H2O、N2）在空气中完全燃烧，若空气过量77%，计算产物气体中SO2体积分数（水是气体）。（已知空气组成：N2体积分数0.79、O2体积分数0.21）【课后反馈】夯实基础：1（xx届洛阳市期末）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为A135 L B90 L C168 L D157 L2（xx届吉林市期末）一定条件下，将Na与O2反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.5 molL1的HCl溶液中和，则该生成物的成分是A. Na2O B. Na2O2 C. Na2O和Na2O2 D. Na2O2和NaO2 3（xx届江西省重点中学协作体第一次联考）常温下，某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解 19.2g铜粉（已知硝酸只被还原为NO气体），若再取等体积的该混合酸向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列有关分析错误的是A原混合酸中NO3的物质的量为02 molB原混合酸中H2SO4物质的量浓度为2 mol/LC取25mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液的pH =1DOA段与BC段反应中电子转移的物质的量之比为3:1【答案】C4（北京四中xx届高三上学期期中）有BaCl2和NaCl的混合溶液w L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+离子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl离子完全沉淀。反应中消耗a mol H2SO4、b mol AgNO3。据此得知原混合溶液中的c(Na+) mol/L为A(2b-4a)/w B(b-a)/w C(2b-2a)/w D（b-2a）/w5（河北冀州中学xx高三上期中）向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为()A0.24 mol B0.16 mol C0.21 mol D0.14 mol能力拓展：6（xx届陕西省宝鸡市第一次质检理综）将685g Fe和Al的混合物溶于200mL 浓度为C mol/L的HNO3溶液中，得到标准状况下的NO、N2O混合气体共336L，测得反应后溶液的pH为0，再向所得溶液中加入过量NaOH溶液充分反应后生成沉淀质量为535 g。若不考虑反应前后溶液体积变化，则下列有关判断正确的是AFe与Al 的物质的量之比为1:1B混合气体中NO为003mol ,N2O为012molC原HNO3溶液的浓度C=49mol/LD反应中被还原的HNO3为015mol7(xx届潍坊期末)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol/L稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是A在0-a范围内，只发生中和反应Bab段发生反应的离子方程式为：CO322HH2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1:28(xx届江西七校一模)向52g Fe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中加入05 molL1的硫酸溶液140mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为A112g B642g C224g D324g9.(xx届安徽黄山市第一次检测)PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3:2，则剩余固体的组成及物质的量比是A1:2混合的PbO2、Pb3O4 B1:1混合的Pb3O4、PbOC1:2:4混合的PbO2、Pb3O4、PbO D1:4:1混合的PbO2、Pb3O4、PbO10（xx陕西西安一检）在标准状况下，由O2和Cl2组成的混合物气体共500ml，向其中通入H2，在一定条件下，使其恰好完全燃烧，用水吸收所得到产物后制得250ml溶液。从中取出25ml溶液与20ml 0.125molL-1NaOH溶液反应恰好中和，则与混合气体反应的H2的体积为 A280ml B440ml C500rnl D720ml自我提升：11(xx届武汉武昌区期末)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体N2O4的混合气体1120mL（标准状况）。向反应后的溶液中加入10 mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到254 g沉淀。下列说法不正确的是A该合金中铜与镁的物质的量之比是2：lB该浓硝酸中HN03的物质的量浓度是140 mol/LC得到254 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mLDNO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%12 (xx届闸北期末) C和CuO在一定温度下反应，产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。将1.20 g C跟16.0 g CuO混合，隔绝空气加热，将生成的气体全部通过足量的澄清石灰水，反应一段时间后共收集到1.12 L气体(标准状况)，生成沉淀的质量为5.00 g。下列说法正确的是A反应后的固体混合物中还含有碳B反应后的固体混合物总质量为13.6 gC反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05 molD反应后的固体混合物中单质Cu的质量为12.8 g13(xx届徐汇期末)为了测定某铜银合金成分，将30 g合金完全溶于80 mL 13.5 mol/L的浓硝酸中，待反应完全后，收集到0.3 mol气体，并测得溶液中c(H+)是1 mol/L。假设反应后溶液体积仍为80 mL，则合金中银的质量分数为A 36% B66.3% C 78.7% D96.6%14（山东省寿光市xx届10月检测）（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO3）2molL-1，c（H2SO4）3molL-1，将0.3mol的铜放入并充分反应后，被还原的HNO3的物质的量为 。15（东莞市xx届高三上学期调研）（6）为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元素和硫元素）：称取2.700g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO4)n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr (BaSO4) =233、Mr (Fe) =56】。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）。【名师小结】化学计算的方法很多，有差量法、关系式法、守恒法、极值法、估算法、讨论法、平均值法、十字交叉法、终态法、等效平衡法等。在解题过程中我们可以借助数学工具解决化学问题，将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过计算和推理，最终解决。这些数学思想主要包括数轴的应用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力以及不等式的迁移等方面的知识。此类题目的解题思路是：运用所掌握的数学知识，通过分析化学变量之间的相互关系，建立一定的数学关系（等式、函数、图像关系、不等式、数列等），用以解题。