2019-2020年高考化学二轮复习 考前三个月 21题逐题特训 第18题 物质组成的测定与化学综合计算.doc

2019-2020年高考化学二轮复习 考前三个月 21题逐题特训 第18题 物质组成的测定与化学综合计算解题指导巧用守恒思想破解化学综合计算1.质量守恒适用条件(1)在一个具体的化学反应中，涉及到反应前后物质的总质量有关问题时，可考虑质量。(2)在某一具体的化学反应或过程中，某一元素(或原子或原子团)的质量或数目不变，常用元素守恒法或物料守恒法。(3)在某些复杂多步反应中，某些元素的质量或原子团没有发生变化，可考虑元素守恒。2.电荷守恒的适用条件在电解质溶液或离子化合物中，已知阳离子(阴离子)的量计算阴离子(阳离子)的量或计算阳离子和阴离子量的关系时，常用电荷守恒。3.电子守恒在涉及氧化还原反应、电化学计算时常用电子守恒。典例剖析硫酸镍铵(NH4)xNiy(SO4)mnH2O可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：准确称取2.335 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A；准确量取25.00 mL溶液A，用0.040 00 molL1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2(离子方程式为Ni2H2Y2=NiY22H)，消耗EDTA标准溶液31.25 mL；另取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH3 56.00 mL(标准状况)。(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗，测得的Ni2含量将_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(2)氨气常用_检验，现象是_。(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。信息提取可按以下思路解答本题：解析(1)若滴定管使用前没有用EDTA标准溶液润洗，会造成EDTA溶液浓度减小，使EDTA溶液体积偏大，则Ni2含量偏高。(2)氨气是中学化学中唯一的碱性气体，常用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸由红色变蓝色。答案(1)偏高(2)湿润的红色石蕊试纸试纸颜色由红变蓝(3)n(Ni2)0.040 00 molL131.25 mL103 LmL11.250103 moln(NH)2.500103 moln(SO)2.500103 molm(Ni2)59 gmol11.250103 mol0.073 75 gm(NH)18 gmol12.500103 mol0.045 00 gm(SO)96 gmol12.500103 mol0.240 0 gn(H2O)1.250102 molxymnn(NH)n(Ni2)n(SO)n(H2O)21210硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)210H2O。挑战满分(限时25分钟)1.已知黄钠铁矾NaxFey(SO4)m(OH)n具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小组先将某废水中Fe2氧化为Fe3，再加入Na2SO4使其生成黄钠铁矾而除去。该小组为测定黄钠铁矾的组成，进行了如下实验：称取4.850 g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A。量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.250 0 molL1 Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6)，消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至终点。另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥后得沉淀1.165 g。(1)该小组不采用生成Fe(OH)3沉淀的方法除去铁元素，是因为生成的Fe(OH)3_。(2)用Na2S2O3溶液进行滴定时，使用的指示剂为_，滴定到终点的颜色变化为_。(3)通过计算确定黄钠铁矾的化学式(写出计算过程)。2.通过血液中的钙离子的检测能够帮助判断多种疾病。某研究小组为测定血液样品中Ca2的含量(100 mL血液中含Ca2的质量)，实验步骤如下：准确量取5.00 mL血液样品，处理后配制成50.00 mL溶液；准确量取溶液10.00 mL，加入过量(NH4)2C2O4溶液，使Ca2完全转化成CaC2O4沉淀；过滤并洗净所得CaC2O4沉淀，用过量稀硫酸溶解，生成H2C2O4和CaSO4稀溶液；加入12.00 mL 0.001 0 molL1的KMnO4溶液，使H2C2O4完全被氧化，离子方程式为2MnO5H2C2O46H=10CO22Mn28H2O；用0.002 0 molL1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的KMnO4溶液，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00 mL。(1)已知室温下CaC2O4的Ksp2.0109，欲使步骤中c(Ca2)1.0105 molL1，应保持溶液中c(C2O)_ molL1。(2)步骤中有Mn2生成，发生反应的离子方程式为_。(3)若步骤滴定管在使用前未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤，测得血液中Ca2的含量将_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)计算血样中Ca2的含量(写出计算过程)。3.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品。反应方程式为3NaClO2Fe(NO3)310NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O (1)上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是_。(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应方程式_。(3)生产Na2FeO4的原料之一Fe(NO3)3用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)与稀硝酸反应制备。准确称取该黑色粉末13.12 g，加入200 mL 4 molL1 HNO3搅拌，固体完全溶解，共收集到标准状况下2 688 mL的气体，经分析其中只含有NO，并测得此时溶液中c(H)0.4 molL1(设反应前后溶液体积不变)。通过以上数据，计算该黑色粉末中Fe的质量分数。(写出计算过程，结果保留两位小数)4.(xx通、扬、泰、淮四市三模)Mn(OH)2常用作油漆催干剂。向MnSO4溶液加入NaOH溶液，待沉淀完全后，过滤，洗涤，烘干即可制得Mn(OH)2。(1)已知：常温下Mn(OH)2的Ksp1.01015。如果要使溶液中Mn2沉淀完全，则应该保持溶液中c(OH)_molL1当c(Mn2)105molL1时，即可认为溶液中Mn2沉淀完全。(2)Mn(OH)2还可以通过MnO2与SO2气体充分接触，再与石灰乳反应制得，写出该反应的总的化学方程式：_。(3)一种含Mn2的结晶水合物组成为AxMnyBzmH2O(A表示一种阳离子，B表示一种阴离子)。现称取39.10 g 晶体配成100 mL溶液X，取20 mL溶液X，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，加热，得到896 mL气体(标准状况)；另取20 mL溶液X，向其中加入盐酸，无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤，洗涤，烘干，得到固体9.32 g。A、B的离子符号分别为_、_。通过计算确定该结晶水合物的化学式(写出计算过程)。答案精析第18题物质组成的测定与化学综合计算挑战满分1.(1)沉淀颗粒小、沉淀速率慢、不容易过滤等(合理答案均可) (2)淀粉溶液溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不再恢复(3)n(Fe3)2n(I2)n(Na2S2O3)0.250 0 molL130.00 mL103 LmL17.50103 moln(SO)1.165 g 233 gmol15.00103 mol100 mL溶液中含有n(Fe3)0.03 mol，n(SO)0.02 moln(Na)0.01 mol，n(OH)0.06 molxymnn(Na)n(Fe3)n(SO)n(OH)1326 化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6。2.(1)2.0104(2)MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O(3)偏低(4)KMnO4的总物质的量为0.001 0121031.2105 mol(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定消耗的过量的KMnO4的物质的量为0.002 020.001038.0106 mol与H2C2O4反应的KMnO4的量为1.2105 mol8.0106 mol4.0106 moln(H2C2O4)4.0106 mol1.0105 mol故n(CaC2O4)1.0105 mol100 mL血样中Ca2的含量为1.0105 mol40 gmol10.04 g。3.(1)Na2FeO4 在水溶液中易水解后溶液呈碱性，NaOH溶液呈碱性会抑制其水解，有利于减少产品损失(2)3Zn2Na2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34NaOH(3)n(NO)0.12 mol溶液中还有H，说明硝酸未反应完，所以溶液中只含Fe3溶液中有n(NO)0.12 mol0.68 mol根据电荷守恒n(NO)1n(H)1n(Fe3)3 n(Fe3)0.2 mol样品中所有铁元素物质的量为0.2 mol设样品中Fe的物质的量为x，Fe3O4的物质的量为y56 gmol1x232 gmol1y13.12 gx3y0.2 molx0.11 moly0.03 mol单质铁的质量分数为56 gmol10.11 mol/13.12 g0.47。4.(1)1 105(2)MnO2SO2Ca(OH)2=Mn(OH)2CaSO4(3)NHSO39.10 g样品中：n(NH )n(NH3)50.896 L22.4 Lmol150.2 moln(SO)n(BaSO4)59.32 g233 gmol150.2 mol根据电荷守恒：n(NH)2n(Mn2)2n(SO)n(Mn2)(20.2 mol0.2 mol)20.1 moln(H2O)(39.1 g0.2 mol18 gmol10.1 mol55 gmol10.2 mol96 gmol1)18 gmol10.6 moln(NH)n(Mn2)n(SO)n(H2O)2126故该结晶水合物的化学式为(NH4)2Mn(SO4)2 6H2O解析(1)KspMn(OH)2c(Mn2)c2(OH)，c2(OH)1.01015/1051010，c(OH)105 molL1。(2)MnO2将SO2氧化生成SO，与Ca(OH)2反应生成CaSO4，根据Mn、S元素得失电子守恒配平反应。(3)与碱反应生成气体的只能是NH，生成NH3；先与HCl无反应，再与BaCl2生成沉淀的，只能是BaSO4，原物质中一定含有SO。根据给出的量，可计算出NH和SO的物质的量，再根据电荷守恒：n(NH)2n(Mn2)2n(SO)，可得出Mn2的物质的量，最后根据质量守恒，计算出H2O的物质的量，将各粒子的物质的量相比，即可得出化学式中粒子的下标。