高考化学二轮复习 专题讲座一 学考第29题-化学计算题解题方法（含解析）

专题讲座一学考第29题化学计算题解题方法1(2016浙江4月选考，29)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3，c(Cl)和c(ClO)的比值与反应的温度有关，用24 g NaOH配成的250 mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)。(1)NaOH溶液的物质的量浓度 molL1。(2)某温度下，反应后溶液中c(Cl)6c(ClO)，则溶液中c(ClO) molL1。答案(1)2.4(2)0.30解析(1)24 g NaOH的物质的量为0.6 mol，溶液体积为250 mL，故c(NaOH)2.4 molL1。(2)根据题意，设反应后溶液中c(Cl)a，c(ClO)b，c(ClO)c，根据电荷守恒得c(Na)c(Cl)c(ClO)c(ClO)，则abc2.4 molL1，根据转移电子守恒ab5c以及题给信息a6b，解题a1.8 molL1，b0.3 molL1，c0.3 molL1。2(2015浙江10月选考，29)量取8.0 mL 5.0 molL1H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。请计算：(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为 molL1。(2)加入Fe的质量至少有 g。答案(1)0.40(2)0.65解析(1)加蒸馏水稀释至100 mL后，H2SO4溶液的物质的量浓度0.40 molL1。(2)m(Fe)56 gmol10.56 g；m(Zn)65 gmol10.65 g。铁、锌与H2SO4反应都生成了224 mL的氢气，说明参加反应的铁与锌的物质的量相等，由于加入等质量的Zn和Fe，且每份硫酸的物质的量刚好为0.01 mol，说明铁有剩余，锌和硫酸刚好完全反应，所以铁至少为0.65 g。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、守恒法方法指导当物质之间发生化学反应时，其实质就是原子之间的化分解和化合。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；在氧化还原化应中，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，残留固体质量为多少克？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5.6 g2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()A0.15 molL1 B0.10 molL1C0.25 molL1 D0.20 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D1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()AM BM2CM3 DMO2答案B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多少升(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 molx显然x0.05 mol，则V(H2)0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。答案1.12 L1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，求标准状况时所燃烧的甲烷气体的体积。答案0.224 L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，试计算配制该溶液所需的CuSO45H2O与H2O的质量之比。(2)准确称取所制备的0.250 0 g CuCl样品置于一定量的0.5 molL1FeCl3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)符合解析(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(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。