第二篇 第1部分 专题2 规范书写2 化学基本计算的题空.docx

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第二篇第1部分专题2规范书写2化学基本计算的题空

题空一　化学计算的常用方法

1．牢记六个基本公式

n＝

、n＝

、n＝

、c（B）＝

w＝

×100%、c＝

（w＝

）

（ρ的单位为g·cm－3）

2．明确一个中心

必须以“物质的量”为中心——“见量化摩，遇问设摩”

3．掌握两种方法

（1）关系式法

多个反应连续发生时，起始物与目标产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，找出连续反应的过程中，不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列式求解，从而简化运算过程。

（2）差量法

①差量法的应用原理

差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。

这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。

用差量法解题的关键是把化学方程式中的对应差量（理论差量）及差量（实际差量）与未知量列成比例式，然后求解。

如：

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）ΔHΔm（固），Δn（气），ΔV（气）

2mol1mol2molQ24g1mol22.4L（标况）

②使用差量法时的注意事项

a．所选用差量要与未知量的数值成正比例或反比例关系。

b．有关物质的物理量及其单位都要正确地使用和对应，即“上下一致，左右相当”。

4．巧用“三守恒”

例1

　CO2是重要的化工原料，完成下列有关问题。

（1）CO2通入氨水生成NH4HCO3，NH4HCO3很容易分解。

2.00molNH4HCO3完全分解，分解产物经干燥后的体积为________L（标准状况）。

（2）某H2中含有2.40molCO2，该混合气体通入2.00LNaOH溶液中，CO2被完全吸收。

如果NaOH完全反应，该NaOH溶液的浓度为________________。

解析　

（1）碳酸氢铵分解的化学方程式：

NH4HCO3

H2O＋NH3↑＋CO2↑，从方程式可以看出，分解产物经干燥后，所得气体为NH3和CO2，且n（NH3）＋n（CO2）＝2n（NH4HCO3）＝2×2.00mol＝4.00mol，则V（混合气体）＝4.00mol×22.4L·mol－1＝89.6L，即分解产物经干燥后的体积为89.6L。

（2）根据题意要求，2.40molCO2被完全吸收，NaOH也完全反应，则反应的产物可能是Na2CO3（此时NaOH的浓度最大）或NaHCO3（此时NaOH的浓度最小）或Na2CO3和NaHCO3的混合物。

用极值思想分析两个特殊情况：

①CO2＋NaOH===NaHCO3，n（NaOH）＝n（CO2）＝2.40mol，则c（NaOH）＝

＝1.20mol·L－1；

②CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，n（NaOH）＝2n（CO2）＝4.8mol，则c（NaOH）＝

＝2.40mol·L－1；

综合①②可知，NaOH溶液的浓度应该为1.2mol·L－1≤c（NaOH）≤2.4mol·L－1。

答案　

（1）89.6　

（2）1.2mol·L－1≤c（NaOH）≤2.4mol·L－1

例2

　FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。

为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。

若酸性FeCl2废液中c（Fe2＋）＝2.0×10－2mol·L－1，c（Fe3＋）＝1.0×10－3mol·L－1，c（Cl－）＝5.3×10－2mol·L－1，则该溶液的pH约为________。

解析　酸性溶液中c（OH－）忽略不计，根据电荷守恒，c（Fe3＋）×3＋c（Fe2＋）×2＋c（H＋）＝c（Cl－），溶液中氢离子的浓度是c（H＋）＝c（Cl－）－c（Fe2＋）×2－c（Fe3＋）×3＝5.3×10－2mol·L－1－2.0×10－2mol·L－1×2－1.0×10－3mol·L－1×3＝1.0×10－2mol·L－1，所以pH＝2。

答案　2

1．

（1）配制浓度为2mol·L－1的NaOH溶液100mL，用托盘天平称取NaOH固体时，天平读数将______（填字母）。

A．等于8.0gB．等于8.00g

C．大于8.0gD．等于0.2g

（2）某实验中需2mol·L－1的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格为________，称取Na2CO3的质量为__________。

答案　

（1）C　

（2）1000mL　212.0g

解析　

（1）称量NaOH固体时需用小烧杯盛放，故天平读数等于8.0g＋烧杯质量。

（2）根据容量瓶的常用规格可知，应配制2mol·L－1的Na2CO3溶液1000mL，所需Na2CO3的质量为1L×2mol·L－1×106g·mol－1＝212.0g。

2．实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：

软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。

（1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是_______________________________________。

（2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是_______________________________________。

（3）KMnO4能与经硫酸酸化的热Na2C2O4反应生成Mn2＋和CO2，该反应的化学方程式是______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）若用16.3g软锰矿（含MnO280%）进行上述实验最终生成的KMnO4与Na2C2O4反应，则消耗Na2C2O4的物质的量为________。

答案　

（1）3MnO2＋6KOH＋KClO3

3K2MnO4＋KCl＋3H2O

（2）3MnO

＋4H＋===MnO2↓＋2MnO

＋2H2O

（3）2KMnO4＋5Na2C2O4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Na2SO4＋10CO2↑＋8H2O

（4）0.25mol

解析　根据题意写出化学方程式即可，本题主要考查氧化还原反应的配平、离子反应方程式的书写以及相关的计算。

（4）根据得出的三个反应方程式，找出关系式：

3MnO2～3K2MnO4～2KMnO4～5Na2C2O4

所以　　3MnO2　　～　　5Na2C2O4

35

n（Na2C2O4）

n（Na2C2O4）＝

×

≈0.25mol。

3．叠氮化钠（NaN3）是目前汽车安全气囊中的产气药。

一种生产工艺流程如下：

（1）反应器（Ⅰ）发生反应的类型为________；液态氨需过量，其原因是__________________

________________________________________________________________________。

（2）反应器（Ⅱ）中反应的化学方程式为______________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3

K2O＋5Na2O＋16N2↑。

假定某汽车中每个安全气囊容积为56L。

欲使气囊中充满标准状况下的氮气，则每个安全气囊应装入NaN3和KNO3的总质量为________g（结果保留一位小数，不考虑固体的体积）。

答案　

（1）置换反应　提高钠的利用率

（2）2NaNH2＋N2O===NaN3＋NaOH＋NH3

（3）133.1

解析　

（1）依据图中标的物质，反应器中发生的反应为2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，故为置换反应；为了保证钠全部反应，故需液氨过量。

（2）由图中标的物质可知，反应物为NaNH2和N2O，生成物为NaN3、NH3、NaOH。

（3）n（N2）＝

＝2.5mol，需m（NaN3）＝2.5mol×

×65g·mol－1＝

g，m（KNO3）＝2.5mol×

×101g·mol－1＝

g，总质量为

g＋

g≈133.1g。

题空二　物质组成、化学式的计算

物质组成计算类型及方法总结

类型

解题方法

物质含量计算

①根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，得出混合物中某一成分的量。

②由①中求出量，除以样品的总量，即可得出其含量

确定物质化学式的计算

①根据题给信息，计算出可求粒子的物质的量。

②根据电荷守恒，确定出未知粒子的物质的量。

③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量。

④各粒子的物质的量之比，即为物质化学式的下标比

热重曲线计算

①设晶体为1mol。

②失重一般是先失水、再失非金属氧化物。

③计算每步的m余，

＝固体残留率。

④晶体中金属质量不减少，仍在m余中。

⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m（O），由n（金属）∶n（O），即可求出失重后物质的化学式

多步滴定计算

复杂的滴定可分为两类：

①连续滴定法：

第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。

根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量

②返滴定法：

第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。

根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量

例1

　[2015·全国卷Ⅰ，36（6）]氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系。

在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

回答下列问题：

准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O

被还原为Cr3＋。

样品中CuCl的质量分数为________。

[解题思路]　依据信息定关系式

　　　　　　　↓

由

CuCl质量

解析　w（CuCl）＝

×100%＝

%。

答案　

%

例2

　在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为______。

[解题思路]　

答案　Co3O4

例3

　PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点样品失重4.0%（即

×100%）的残留固体。

若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值____________________________________________

________________________________________________________________________。

解析　根据PbO2

PbOx＋

O2↑（注PbO2相对分子质量为239）

由

×32＝239×4.0%

得x＝2－

≈1.4

根据mPbO2·nPb