江苏1617高中学业水平测试过关化学必修一主题1 认识化学学科 第二讲 有关物质的量的综合计算.docx

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江苏1617高中学业水平测试过关化学必修一主题1认识化学学科第二讲有关物质的量的综合计算

第二讲　有关物质的量的综合计算

测试内容

测试要求

1.了解物质的质量、摩尔质量、物质的微粒数、物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等物理量之间的关系，能用它们进行简单的化学计算。

B

2.认识并体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。

B

Ⅱ

设物质的质量为m（g）、摩尔质量为M（g/mol）、物质的微粒数为N、阿伏加德罗常数为NA（mol－1）、物质的量为n（mol）、一定条件下气体体积为V（L）、气体摩尔体积为Vm（L/mol）、溶质物质的量浓度为cB（mol/L），溶液的体积为Vaq（L），溶质物质的量为nB（mol），则：

1．N、NA、n的关系有________、________、________。

2．m、M、n的关系有________、________、________。

3．V、Vm、n的关系有________、________、________。

4．cB、Vaq、nB的关系有________、________、________。

1．物质的质量、摩尔质量、物质的微粒数、物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等物理量之间的关系

2．有关物质的量的综合计算

（1）基本关系式法。

化学反应方程式揭示了参加反应的各物质的质量、物质的量、气体体积（同温同压下）等物理量的比例关系或对应关系，这是化学计算的基础。

（2）差量法。

参加反应的各物质的质量、物质的量、气体体积（同温同压下）等物理量之间不仅存在直接比例关系或对应关系，它们之间的差也存在比例或对应关系，利用“差量”关系往往使解题更便捷。

（3）多步反应关系式法。

对于连续反应可通过某一物质或元素为中介，建立已知物质和所求物质有关物理量的联系。

（4）守恒法。

任何化学反应过程中原子守恒，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子守恒，溶液中阴、阳离子电荷守恒，这些守恒关系从微观角度反映了物质之间的本质联系。

（5）极限假设法。

对于两种或多种物质的混合物与另一物质发生的反应，为了使问题简化，可假设混合物中全为某一种物质发生反应，分别求出有关物理量，这些物理量就是实际混合物发生反应对应的物理量的“边界”。

【例1】（2016届南京市模拟）铝碳酸镁[AlaMgb·（CO3）c·（OH）d·eH2O]用于治疗慢性胃炎。

称取3.01g铝碳酸镁样品，溶于50mL2mol·L－1的盐酸（过量），收集到气体112mL（标准状况）；往所得溶液中加入40mL3mol·L－1的NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥、称量得固体1.74g；再将滤液稀释到100mL，测得溶液中OH－的浓度为0.1mol·L－1。

由计算可以确定e的值为（　　）

A.4B.5C.7D.8

解析：

n（HCl）＝0.05L×2mol·L－1＝0.1mol　n（CO2）＝

＝0.005mol

n[Mg（OH）2]＝

＝0.03mol　n（NaOH）＝0.04L×3mol·L－1＝0.12mol

反应后溶液中：

n（OH－）＝0.1L×0.1mol·L－1＝0.01mol

反应后溶液中的溶质为NaCl、NaAlO2、NaOH。

根据离子电荷守衡：

n（Cl－）＋n（OH－）＋n（AlO

）＝n（Na＋）

0．1mol＋0.01mol＋n（AlO

）＝0.12mol

n（AlO

）＝0.01mol

n（Al3＋）∶n（Mg2＋）∶n（CO

）＝0.01mol∶0.03mol∶0.005mol＝2∶6∶1

即AlaMgb（CO3）c（OH）d·eH2O中a＝2，b＝6，c＝1

根据分子中化合价代数和为零，得d＝16

即化学为Al2Mg6CO3（OH）16·eH2O

Al2Mg6CO3（OH）16的相对分子质量为530

3．01g样品的物质的量是0.005mol

m（结晶水）＝3.01g－530g·mol－1×0.005mol＝0.36g

n（结晶水）＝

＝0.02mol

可求出Al2Mg6CO3（OH）16·eH2O中e＝4

答案：

A

点拨导引：

化学计算的基础是化学反应原理，弄清变化过程中的反应及其有关物质物质的量关系是计算的关键。

【例2】（2016届海安中学模拟）金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀，其反应原理是：

Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2

现将有铜的印刷线路板浸入120mLFeCl3的浓溶液中，有9.6g铜被腐蚀掉。

取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中还存在4.8g不溶物。

（1）写出向取出印刷线路板后的溶液中加入铁粉的离子反应方程式：

________________________________________________________________________。

（2）反应结束后溶液中主要存在的离子是________、________、________。

（3）通过计算求出各主要存在的离子物质的量浓度是多少（设溶液的体积不变）?

答案：

（1）Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

（2）Fe2＋　Cu2＋　Cl－

（3）n（Cu2＋）＝

＝0.075mol，c（Cu2＋）＝

＝0.625mol·L－1。

根据Fe3＋得电子数与Fe、Cu失电子数相等，可得：

n（Fe3＋）×1＝

×2＋0.075mol×2＝0.45mol，

n（Fe2＋）＝

＋0.45mol＝0.6mol，

c（Fe2＋）＝

＝5mol·L－1。

根据溶液中阴、阳离子所带电荷平衡，可得：

c（Cl－）＝0.625mol·L－1×2＋5mol·L－1×2＝11.25mol·L－1。

点拨导引：

本题的关键和难点是对“4.8g不溶物”成分的判断。

如果其中含有铁，说明铁过量，则被腐蚀掉的铜被全部置换出来，质量必大于9.6g，故4.8g不溶物全部为铜。

溶液中的Fe2＋来自于8.4g铁粉分别与Fe3＋、Cu2＋的反应，以及开始时9.6g铜与FeCl3的浓溶液的反应。

1.（2014年江苏省普通高中学业水平测试）铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol·L－1FeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g。

下列说法正确的是（　　）

A.剩余固体是铁、铜混合物

B.原固体混合物中铜的质量是9.6g

C.反应后溶液中n（Fe3＋）＝0.10mol

D.反应后溶液中n（Fe2＋）＋n（Cu2＋）＝0.75mol

2.（2013年江苏省普通高中学业水平测试）对于1LH2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系：

c（H2SO4）＋c（HNO3）＝1.2mol·L－1，则理论上最多能溶解铜的物质的量为（　　）

A.0.80molB.0.72mol

C.0.45molD.0.40mol

3.（2012年江苏省普通高中学业水平测试）聚合硫酸铁可用于水的净化，其化学式可表示为[Fea（OH）b（SO4）c]m。

取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应，所得溶液平均分为两份。

一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.7475g；另一份溶液，先将Fe3＋还原为Fe2＋，再用0.02000mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液50.00mL。

该聚合硫酸铁样品中a∶b的比值为（已知：

Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O）（　　）

A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.2∶5

4.（2011年江苏省普通高中学业水平测试）将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100mL4.4mol/L盐酸中，充分反应后产生896mLH2（标准状况下），残留固体1.28g。

过滤，滤液中无Cu2＋。

将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H＋）为0.400mol/L。

则原混合物中单质铁的质量是（　　）

A.2.24gB.3.36g

C.5.60gD.10.08g

5.（2010年江苏省普通高中学业水平测试）某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：

Cl－、SO

、CO

、NH

、Na＋、K＋。

为确认溶液组成进行如下实验：

①200mL上述溶液，加入足量BaCl2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶；②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）。

由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是（　　）

A.一定存在SO

、CO

、NH

，可能存在Cl－、Na＋、K＋

B.一定存在SO

、CO

、NH

、Cl－，一定不存在Na＋、K＋

C.c（CO

）＝0.01mol·L－1，c（NH

）＞c（SO

）

D.如果上述6种离子都存在，则c（Cl－）＞c（SO

）

6.（2009年江苏省普通高中学业水平测试）在硫酸铝、硫酸钾和明矾[KAl（SO4）2·12H2O]的混合溶液中，SO

的浓度为0.4mol/L，当加入等体积0.4mol/LKOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解。

则反应后溶液中K＋的浓度约为（　　）

A.0.225mol/LB.0.25mol/L

C.0.45mol/LD.0.9mol/L

1.（2016届镇江市模拟）向500mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉，铁粉完全溶解后溶液中无硝酸剩余，放出NO气体5.6L（标准状况），同时溶液质量增加9.3g。

下列判断正确的是（　　）

A.原溶液中投入铁粉物质的量是0.25mol

B.原溶液中HNO3的浓度是2.0mol·L－1

C.反应后的溶液中还可溶解9.6g铜

D.反应后的溶液中c（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝1∶2

2.（2016届连云港市模拟）某50mL溶液中可能含有H＋、Na＋、NH

、Mg2＋、Al3＋、SO

等离子，当向该溶液中加入5mol·L－1的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量[n（沉淀）]随NaOH溶液的体积[V（NaOH）]变化关系如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.原溶液中一定存在Mg2＋、Al3＋、H＋、SO

B.原溶液中Al3＋的浓度为1mol·L－1

C.原溶液中NH

的物质的量为0.4mol

D.当加入的NaOH溶液的体积为90mL时，反应后溶液中的离子只有Na＋和SO

3.（2016届苏州市模拟）某氮肥样品可能含有NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中的一种或几种。

称取该样品0.5000g，溶解配成100.00mL溶液，加过量浓NaOH溶液，加热，将产生的氨气通入60.00mL0.1000mol·L－1的H2SO4溶液中（设产生的NH3全部逸出），剩余的H2SO4溶液能消耗20.00mL0.2250mol·L－1的NaOH溶液。

下列说法正确的是（　　）

A.吸收NH3消耗的H2SO4为6.000×10－3mol

B.上述过程共产生NH3268.8mL

C.该样品中NH

的质量分数为43.2%

D.该氮肥样品必含NH4Cl

4.（2016届无锡市模拟）mg铜、铁的混合物与一定量浓硝酸完全反应后，向所得到溶液中滴