（浙江选考）2022年高考化学大一轮复习 专题1 化学家眼中的物质世界 专题讲座一 学考第29题——化学计算题解题方法学案

（浙江选考）2022年高考化学大一轮复习 专题1 化学家眼中的物质世界 专题讲座一 学考第29题化学计算题解题方法学案1(2017浙江11月选考，29)取7.90 g KMnO4，加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2存在。请计算：(1)KMnO4的分解率_。(2)气体A的物质的量_。答案(1)60%(或0.60)(2)0.095 mol解析(1)KMnO4的分解率。题目已知KMnO4共7.90 g，物质的量为0.05 mol。加热分解后剩余固体为7.42 g，损失的质量为O2的质量0.48 g，说明O2的物质的量为0.015 mol。由2KMnO4K2MnO4MnO2O2，可知消耗KMnO4 0.03 mol。所以KMnO4的分解率为100%60.0%。(2)在整个反应过程前后，锰元素从7价全部转化为2价，说明整个反应过程中转移了0.05 mol50.25 mol电子。剩余固体与浓盐酸反应生成气体A，则A应为氯气。所以整个反应过程中只有氧元素和氯元素失电子。氧元素失电子产生氧气，转移了0.015 mol40.06 mol电子。根据电子守恒得知，氯元素必然转移0.19 mol电子。每产生1 mol氯气就转移2 mol电子，所以一定会产生0.19 mol20.095 mol氯气。2(2017浙江4月选考，29)分别称取2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。(1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。混合物中n(NH4)2SO4n(NH4Cl)为_。(2)另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl)_(溶液体积变化忽略不计)。答案(1)12(2)0.100 molL1解析(1)产生的沉淀是硫酸钡，物质的量是2.33 g233 gmol10.01 mol，根据原子守恒可知硫酸铵的质量是0.01 mol132 gmol11.32 g，则氯化铵的质量是2.39 g1.32 g1.07 g，物质的量是1.07 g53.5 gmol10.02 mol，因此混合物中n(NH4)2SO4n(NH4Cl)为12。(2)每一份中硫酸铵和氯化铵分别是0.01 mol、0.02 mol，另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，消耗氢氧化钡是0.02 mol，因此溶液体积是200 mL，则溶液中c(Cl)0.02 mol0.2 L0.100 molL1。1题目短小精悍，固定格式，固定分值，两空4分。目的是让多数同学能通过，区分度较小。2以元素化合物为载体，定量考查常见化学反应，并伴以图像、图表等包装形式，考查学生比较、判断、推理能力。3解题方法中除了依据化学方程式进行计算，还用到了一些解题技巧和数学思维方法，如守恒法、关系式法等。一、守恒法当物质之间发生化学反应时，其实质就是原子之间的化分和化合。即可推知某种元素的原子无论是在哪种物质中，反应前后其质量及物质的量都不会改变，即质量守恒；在化合物中，阴、阳离子所带电荷总数相等，即电荷守恒；在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，即电子守恒；在组成的各类化合物中，元素的正、负化合价总数的绝对值相等 ，即化合价守恒。运用守恒法解题的基本类型主要有以下三种：1原子(或离子)个数守恒例1现有铁、氧化亚铁、三氧化二铁的混合物粉末3.44 g，向其中加入100 mL 1 molL1盐酸恰好完全溶解，收集到标准状况下的气体22.4 mL，向反应后的溶液中加入KSCN溶液不变色，则6.88 g该混合物在高温下用足量CO处理后，残留固体质量为_克。解析该铁和铁的氧化物的混合物在高温下用足量CO还原的残留固体应为铁，故本题实际上是求混合物中铁元素的质量，据混合物溶于盐酸后加入KSCN不变色，说明溶液中无Fe3，全部是FeCl2。由Cl个数守恒可知：n(FeCl2)n(HCl)0.1 L1 molL10.05 mol。又据铁元素守恒知6.88 g混合物中含铁质量为20.05 mol56 gmol15.6 g。答案5.62电子得失守恒例2向含有1 mol FeCl2的溶液中通入0.2 mol Cl2，再加入含0.1 mol X2O的酸性溶液，使溶液中的Fe2恰好全部被氧化，并使X2O被还原为Xn，则n值为_。解析根据电子守恒可得1 mol10.2 mol20.1 mol2(6n)，解之，n3。答案33电荷守恒例3在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中，c(Na)0.10 molL1，c(Mg2)0.25 molL1，c(Cl)0.20 molL1，则c(SO)为_ molL1。解析溶液为电中性，根据电荷守恒可得c(Na)2c(Mg2)c(Cl)2c(SO)。答案0.201将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 molL1 MO溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是_。答案M2解析锌的物质的量为0.003 mol，完全反应失电子0.006 mol，若M化合价由5变为x，则根据得失电子相等有(5x)0.020.1000.006，可得x2。2把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，取一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另取一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子浓度为_molL1。答案解析方法一：由电荷守恒知，在 L溶液中存在关系：2n(Mg2)n(K)2n(SO)a mol2b mol所以n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) molL1。方法二：由题意可知，若将含a mol NaOH的溶液和含b mol BaCl2的溶液均加入 L混合溶液中，则反应后得到溶质为NaCl、KCl的溶液，由电荷守恒知n(Na)n(K)n(Cl)，即a moln(K)2b mol，则n(K)(2ba) mol，原混合溶液中c(K) molL1。方法三：由题意知 L溶液中加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁，说明该溶液中Mg2的物质的量为 mol，故原溶液中Mg2的物质的量为a mol，即MgSO4的物质的量为a mol；加入含b mol BaCl2的溶液恰好使 L溶液中的硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡，说明该溶液中SO的物质的量为b mol，故原溶液中SO的物质的量为2b mol。由以上分析可知原混合溶液中K2SO4的物质的量为(2ba) mol，所以K的物质的量为2(2ba) mol，其浓度为 molL1。二、关系式法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。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列出计算式求解，从而简化运算过程。例45.85 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，最后可得H2_L(标准状况)。解析若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O算出Cl2的量，这样计算非常繁琐。找出以下关系式就可迅速求解。设可得H2的物质的量为x,5.85 g NaCl的物质的量为0.1 mol。NaClHClCl2HClH201 mol x显然x0.05 mol，则V(H2)0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。答案1.121将一定量CH4充分燃烧后的产物全部通入足量石灰水中，然后经过滤、洗涤、干燥，称得沉淀质量为1.0 g，则标准状况时所燃烧的甲烷气体的体积为_L。答案0.224解析由CH42O2CO22H2O、CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O得关系式CH4CO2CaCO3n(CaCO3)0.01 mol知n(CH4)0.01 mol，即0.224 L。2氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl：2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2(1)CuCl制备过程中需要质量分数为20.0%的CuSO4溶液，计算配制该溶液所需的CuSO45H2O与H2O的质量之比为_。(2)准确称取所制备的0.250 0 g CuCl样品置于一定量的0.5 molL1 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 molL1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有关化学反应为Fe3CuCl=Fe2Cu2ClCe4Fe2=Fe3Ce3通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。答案(1)511(2)设样品中CuCl的质量为z。由化学反应方程式可知：CuClFe2Ce4z0.244 8 gCuCl的质量分数为100%97.92%9792%96.50%，所以样品中的CuCl符合标准。解析(1)设需要CuSO45H2O的质量为x，H2O的质量为y。CuSO45H2O的相对分子质量为250，CuSO4的相对分子质量为160，依题意有，xy511。三、差量法1所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。2计算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。3解题关键：一是明确产生差量的原因，并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。例5将m g铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后取出，洗净、干燥、称量，发现“铁片”增重0.8 g，则反应中生成Cu的质量为_ g。解析(一)直接计算法设生成Cu x gFeCuSO4=FeSO4Cu5664x x则xx0.8x6.4(二)差量法FeCuSO4=FeSO4Cum(增重)56 64 8 6.4 g 0.8 g由以上对比可知使用差量法后，大大简化了运算过程，提高了解题效率。答案6.4步骤：一是表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量，要注意不同物质的物理量及单位间的对应关系；二是表示出实际差量并写在相应位置(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧)；三是根据比例关系建立方程式并求出结果。图示：1白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中，在277 下达到平衡，容器内压强为1.01105 Pa，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol，平衡时PCl5的分解率为_。答案78.6%解析原n(PCl5)0.028 mol，设分解的PCl5的物质的量为x mol，则PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)物质的量增加(n) 1 1 1 1x mol0.05 mol0.028 mol0.022 mol所以x0.022PCl5的分解率100%78.6%。2如图，向盛有足量Na2O2的干燥管中通入一定量CO2气体，当干燥管增重2.8 g时，则生成O2的物质的量及转移电子数分别为_、_。答案0.05 mol0.1NA解析2Na2O22CO2=2Na2CO3O2m(增重) 883256 1.6 g2.8 g则生成O2为0.05 mol，转移电子数为0.1NA。