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文檔簡介
1、高三化學專題復習;化學計算化學計算的高考要求 : 1、掌握有關相對原子質量、相對分子質量及確定化學式的計算 ; 2、掌握有關物質的量的計算 ; 3、掌握有關氣體摩爾體積的計算 ; 4、掌握有關物質溶解度的計算 ; 5、掌握有關溶液濃度(溶液中溶質的質量分數和物質的量濃度)的計算 ; 6、掌握有關溶液 pH與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算 ; 7、掌握有關燃燒熱的計算 ; 8、掌握利用化學方程式的計算 ; 9、以上化學基本概念和基本理論、常見元素的單質及其重要化合物、有機化學基礎、化學實驗等知識內容中,具有計算因素的各類問題的綜合應用。第一講 計算型選擇題巧解方法【考點點撥】選擇型計算題的
2、命題意圖是以考查考生的計算能力為主,強調基本概念和基本原理的靈活運用,通過合理的巧妙的方法,不需要經過復雜的計算過程。選擇型計算題常見的解題方法有概念解析法、原理解析法、圖形解析法、巧解法(如十字交叉法、差量法、守恒法、極值法、估算法等)。主要考查學生思維的敏捷性和發散性。命題趨勢,繼續保持技巧性強、智能要求高的題型。【解題特點】:“ 不要過程,只要結果,解題入口寬,方法多。” 解題時應運用題干給的條件,備選答案給出的提示,采用靈活的方法進行巧解妙算,實施速解策略,則可事半功倍?!窘忸}指導】:要注意從題干上抓信息,從備選答案中找啟示,從定量關系上作判斷,從限制條件中尋答案,從例題分析中學方法,
3、要能自覺運用估算、極限法、守恒法、差值法、平均值法、十字交叉法等去巧解速算?;A在熟練的化學基本運算,關鍵在靈活、敏捷的思維能力。 典例解析 型例題 1 有某硫酸、硫酸亞鐵、硫酸鐵混合溶液100mL,已知溶液中各陽離子的物質的量濃度相等,硫酸根離子總濃度為 6mol/L 。此溶液中溶解鐵粉的質量為 A、10.6g B、11.2g C、 33.6g D、 5.6g 思路點撥 本例采用 守恒法 解題。守恒法就是巧妙地選擇化學式中某兩數(如總化合價 數、正負電荷總數)始終保持相等,或幾個連續的化學方程式前后微粒(如原子、電子、離子)的物質的量保持不變,以它們作為解題的依據,這樣可避免書寫化學方程式,
4、從而提高解題的速度和準確性。由于電解質溶液中,陽離子所帶的正電荷總數一定等于陰 離子所帶的負電荷總數,所以本題可利用電荷守恒關系求解。根據題意,可設溶液中 H +、Fe 2+、Fe 3+ 物質的量各為 x。根據電荷守恒, (123)x6 0.1 2, x 0.2mol, 0.2mol H + 可溶解 0.1mol Fe, 0.2molFe 3+可溶解 0.1molFe ,所以此溶液共可溶解 Fe粉: 56g/mol ( 0.1mol 0.1mol ) 11.2g 。 參考答案 B 。 典型例題 2 丁烷、甲烷、乙醛的混合氣體在同溫同壓下和CO 2 的密度相同,則三種氣體的體積比為A、512 B
5、、125 C、4 27 D、215 思路點撥 本例采用 十字交叉法解題。十字交叉法是一種數學運算技巧,也是有關混合物的計算中一種常用的解題方法。它能將某些本來需要通過一元一次方程或二元一次方程組來解的計算轉化為簡單的算術運算,因而具有快速、準確的特點。Mr(C4H10) = 58, Mr(CH 4) =16, Mr(C 2H4O) = 44, Mr(CO 2) = 44, 由于乙醛的分子量和CO2 相同,無論乙醛取何種體積比,對混合氣體的密度無影響。故要使混合體密度與 CO相同,取決于丁烷和甲烷的體積比: C 4 H10 58 28 44 CH 4 16 14 n(C 4 H 10):n(CH
6、 4) =(58-44):(44-16)=28:14 故: V(C4 H10):V(CH 4):V(C 2H4O) = 2:1:V。 參考答案 CD。 典型例題 3 (2002上海) 0.03mol 銅完全溶于硝酸,產生氮化物(NO、NO2 、N2O4)混合氣體共 0.05mol 。該混合氣體的平均相對分子質量可能是A、 30 B、46 C、50 D、66 思路分析 本例采用的方法是極值法。極值法(又稱極端思維法)就是從某種極限狀態出發,進行分析、推理、判斷的一種思維方法。一般做法是,先根據邊界條件(極值)確定答案的可能取值范圍,然后再結合題給條件,確定答案。從極限的角度分析 , 若生成的氣體
7、全部是 NO,則相對分子質量為 30; 若生成的氣體全部是 NO2, 則應為 NO2和N2O4的混合物.0.03molCu 完全反應生成的NO2應為 0.06mol, 質量為 2.76g ,由于 NO2轉化為 N2O4時n減小,所以混合氣體的物質的量為0.05mol ,平均相對分子質量為2.76/0.0555.2 。所以混合氣體的平均相對分子質量應在30 55.2 之間。參考答案 BC 典型例題 4 (全國高考題)在一個 6L的密閉容器中,放入 3LX(氣)和 2LY(氣) ,在一定條件下發生下列反應:4X(氣) +3Y(氣) 2Q(氣) + nR(氣)。反應達到平衡后,容器內溫度不變,混合氣
8、體的壓強比原來增加 5%,X的濃度減小 1/3 ,則該反應方程式中 n值是 A 、3 B、4 C、5 D、 6 思路分析 本例采用的方法是估算法。有些計算題,若按常規方法求解,需經過比較復雜的計算才能得出結論,但如果能從概念入手,充分利用邊界條件、極限等,即可速算、巧算,乃至無須計算就可以迅速、準確地得出結果,所以這種方法也叫“ 似算非算法” 。從表面看,這是一道關于平衡的計算題,如果按部就班求解,既麻煩又易出錯,若能變換思維角度,則此題根本不用計算,用化學原理直接推,即可得出結果。 根據“ 等溫、等容時,等質量的任何氣體,它們的壓強與其物質的量成正比” 及題給條件就不難判定出:混合氣體總物質
9、的量增加了。再根據“X的濃度減小” ,可知平衡向右移動。因此,氣體的系數應滿足:4 3 2 n ,即 n 5 。 參考答案 D。 課后鞏固練習 1、 某堿金屬 R及其氧化物組成的混合物4.0g ,與水充分反應后,蒸發溶液,最后得干燥固體 5.0g ,則該堿金屬元素是 A 、Li B、Na C、K D、Rb 2 、把 70%HNO 3(密度為 1.4g/cm 3)加到等體積的水中稀釋后硝酸溶液中溶質的質量分數是 A 、0.35 B、 0.35 C、 0.35 D、 0.35 3、38.4mg銅與適量的濃硝酸反應,銅全部作用后,共收集到氣體 22.4mL(標準狀況),反應消耗的 HNO 3 的物質
10、的量可能是A、1.0 10-3mol B、 1.6 10-3mol C、2.2 10-3mol D、2.4 10-3mol 4、電解含有重水的普通水時,在兩極收集到氣體 18.5g ,在標準狀況下其體積 33.6L 。那么這些氣體中重氫和普通氫的原子個數比為 A、1 2 B、23 C、13 D、32 5、在化合物 X2Y和YZ2 中, Y的質量分數分別為 數約為40%和50%,則化合物 X2YZ3 中, Y的質量分A、 35% B、 30% C、25% D、20% 6、硝酸銅是制備 CuZnAl 系催化劑的重要原料。19.2g 純銅粉理論上可制得純凈硝酸銅晶體的質量為A、 28.2g B、 5
11、6.4g C、64.2g D、72.6g 7、已知硫酸銅在 25時的溶解度為 25g,如果在 25下,將 50g硫酸銅放入 100g水中,充分攪拌溶解后,所得溶液的質量為A、125g B、115g C、105g D、84g 8、Fe和Fe2O3 的混合物共 15g,加入 150mL稀 H2SO4,在標準狀況下收集到 1.68LH 2,Fe和Fe2O3均無剩余。為中和過量的 H2SO4,并使 FeSO4 全部轉化為 Fe(OH)2 沉淀,消耗了 200mL 3mol/L 的 NaOH溶液,則該 H2SO4 的物質的量濃度為A、2.25mol/L B、2mol/L C、0.3mol/L D、0.6
12、mol/L 9、有一種由 Na2S、Na2SO3 和Na2SO4 組成的混合物, 經測定含硫 30.4%,則此混合物中氧的質量分數為A、25.9% B、28.7% C、47.3% D、無法計算10、在一定條件下,某密閉容器中發生反應:2SO2(氣) + O2(氣)2SO3(氣) + Q,反應達平衡后, SO2 、O2 、SO3 的物質的量之比為324。其它條件不變,升高溫度達到新平衡時,SO2 為1.4mol ,O2 為0.9mol ,則此時 SO3 物質的量為A、1.4mol B、1.6mol C、1.8mol D、2.0mol 11、一定條件下 amol CO2 通過足量 Na 2O2,將
13、所得氣體與 不考慮 NO2 的二聚反應,則關于 c的判斷錯誤的是bmol NO 混合,得 cmol 氣體。若A、若 ab時, c ( a b) B、若 ab時, c( ab)C、若 ab時, c ( a b) D、若 ab時, c ( ab)12、 50mL三種氣態烴的混合物與足量氧氣混合,點燃爆炸后恢復到原來的狀況(常溫、常壓),體積共縮小 100mL,則三種烴可能是A、 CH4 、C2H4 、C3H4 B、C2H6 、 C3H6 、C4H6C、 CH4 、C2H6 、C3H8 D、C2H4 、 C2H6 、C2H2 13、某化肥廠用 NH3 制NH4NO3 。已知:由NH3 制NO的產率是
14、 96%;由 NO制HNO 3 的產率是 92%;HNO 3 與NH3 反應生成 NH4NO3 。若不考慮生產中的其它消耗,則制 HNO 3 所用去 NH3 的質量占總消耗 NH3 質量的A、 47.0% B、50.0% C、53.1% D、88.3% 14、在一定條件下,CO和CH4 燃燒的熱化學方程式:2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g) ; H 566KJ/mol ,CH4 (g) + 2O 2 (g) CO2(g)+ 2H 2O(g) ; H 890KJ/mol ,由1mol CO和 3mol CH4 組成的混和氣體在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為A、2912KJ B、
15、2953KJ C、3236KJ D、3867KJ 15、C8H18 經多步裂化, 最后完全轉化為 C4H8 、C3H6 、C2H4 、C2H6 、CH4 五種氣體的混合物,該混合物的平均相對分子質量可能是A、28 B、30 C、38 D、40 16、銅和鎂的合金 4.6g 完全溶于濃硝酸, 若反應中硝酸被還原只產生 4480mL的NO2 氣體和336mL的N2O4 氣體(都已折算到標準狀況下),在反應后的溶液中,加入足量的氫氧化鈉溶液,生成沉淀的質量為A、9.02g B、8.51g C、8.26g D、7.04g 第二講多步反應的計算 考點點撥 化工生產或化學實驗中,要制得某一產品常常涉及多步
16、反應。若要計算產物與原料的質量關系,可以根據化學方程式找出連續反應的過程中不同反應步驟之間反應物、生成物物質的量關系,即利用關系式法進行一次性計算,以簡化運算過程。命題趨勢,繼續保持原題型,即源于工業生產和生活實際的應用型計算。 解題指導 在實際生產中, 從原料到最終產物,一般都不是一步完成的,中間需經過多個連續的反應過程,像這樣的連續反應,我們稱為多步反應。在多步反應中,第一步反應的產物,即是下一步反應的反應物。根據化學方程式,每一步反應物和生成物之間有一定的量的關系,即物質的量之比是一定的。所以,可以利用某中間物質為“ 中介” ,找出已知物質之間的量的關系,簡化解題過程。在進行多步反應的計
17、算時,一般解題步驟為:1、寫出各步反應的化學方程式。2、根據化學方程式找出可以作為中介的物質,并確定最初反應物、中介物質、最終生成物之間的量的關系。3、確定最初反應物和最終生成物之間的量的關系。4、根據所確定的最初反應物和最終生成物的量的關系和已知條件進行計算。 典例解析 典型例題 1 工業上常用接觸法制硫酸。現用80噸黃鐵礦制硫酸,最后生產出100噸98%的硫酸。(1)黃鐵礦中硫元素的質量分數至少達到 %。(2)若反應過程中硫元素的損失率為 思路分析 先寫出化學反應方程式:5%,求黃鐵礦中 FeS2的質量分數? SO 3+H2OH2SO4 根據化學方程式,可以找出下列關系: FeS 2 2S
18、O22SO3 2H2SO4 即 FeS2 2H2SO4 也可以根據硫元素的轉化關系得: S2SO4 參考答案 (1)由 S H2SO4 32 98 80tw(s) 100t98% 得 w(s) = 40% (2)由 FeS 2 2H 2SO4 120 298 80t95%w(FeS2) 100t98% 得 w(FeS2) = 78.9% 典型例題 2 石油化工是江蘇省的支柱產業之一。聚氯乙烯是用途十分廣泛的石油化工產品,某化工廠曾利用下列工藝生產聚氯乙烯的單體氯乙烯: CH 2 = CH 2+Cl2CH2Cl CH2Cl CH 2Cl CH2ClCH2 = CHCl+HCl 請回答以下問題:實
19、際產量(1)已知反應中二氯乙烷的產率(產率 = 100%)為98%,反應中氯乙烯理論產量和氯化氫的產率均為 95%,則2.8t 乙烯可制得氯乙烯 t,同時得到副產物氯化氫 t。(計算結果保留 1位小數)(2)為充分利用副產物氯化氫,該工廠后來將下列反應運用于生產:2CH2 = CH 2+4HCl+O22CH2Cl CH2Cl+2H2O 由反應、獲得二氯乙烷,再將二氯乙烷通過反應得到氯乙烯和副產物氯化氫,副產物氯化氫供反應使用,形成了新的工藝。由于副反應的存在,生產中投入的乙烯全部被消耗時,反應、中二氯乙烷的產率依次為 a%、c%;二氯乙烷全部被消耗時,反應中氯化氫的產率為 b%。試計算:反應、
20、中乙烯的投料比為多少時,新工藝既不需要購進氯化氫為原料,又沒有副產物氯化氫剩余(假設在發生的副反應中既不生成氯化氫,也不消耗氯化氫)。 思路分析 (1)根據題中給出反應式找出關系式,然后根據關系式進行計算。 CH 2 = CH 2 CH2 =CHCl HCl 28 62.5 36.5 2.8t98%95% m(CH2=CHCl) m(HCl) 得 m(CH2 = CHCl) = 5.8t m(HCl) = 3.4t (2)設投入反應、的乙烯物質的量分別為 x、y,則:由反應生成的二氯乙烷為 xa%,由反應生成的二氯乙烷為 yc%。則由反應、共制得二氯乙烷的物質的量為(xa%+yc%),通過反應
21、可獲得 HCl的物質的量為(xa%+yc%)b%。據題意,反應消耗的 HCl為2yc%,則: 2yc%=(xa%+yc%)b% 解得:x = 200 c bcy ab反應、中乙烯的投料比應為 200 c bc。ab 參考答案 見上 典型例題 3 工業上常用漂白粉跟酸反應放出的氯氣質量對漂白粉質量的分數 (x%)來表示漂白粉的優劣 , 漂白粉與酸的反應 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO 4+2Cl 2 +2H2O?,F為了測定一瓶漂白粉的 x%進行了如下實驗:稱取漂白粉樣品 2.00g ,加水研磨后轉入250mL容量瓶內,用水稀釋至刻度,搖勻后,取出25.0mL,加入過量 K
22、I 溶液和過量的稀硫酸靜置,待漂白粉放出氯氣與KI 完全反應后,用0.100mol/L 的Na2S2O3標準溶液滴定反應中生成的碘,反應如下:2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+2NaI。滴定時用去 Na2S2O3溶液20.0mL, 試由上述數據計算漂白粉的 x%。 思路分析 本題實際上可看成是多步反應的計算,只要寫出所有有關反應方程式,找出Cl 2和 Na2S2O3間物質的量的關系,列出比例式即可求解,有關配平的化學方程式: Ca(ClO) 2+CaCl2+2H2SO4 2CaSO 4+2Cl 2 +2H2O Cl 2+2KI 2KCl+I 2 2Na 2S2O3+I 2 Na 2S
23、4O6+2NaI 關系式: Cl 2 2Na 2S2O3 參考答案 設25.0ml 溶液中產生的 Cl2的質量為 y。 Cl2 2Na 2S2O3 3來表示。 今抽取一血樣 20.00mL,加適 71g 2mol y 0.1002.0 103mol 解得: x= 71 10 3g x%=2 .71103g100%=35.5% 00g25.0mL250mL答:漂白粉的 x%的為 35.5%。 典型例題 4 人體血液里 Ca 2+離子濃度一般采用g/cm量的草酸銨 (NH4)2C2O4 溶液,可析出草酸鈣(CaC2O4)沉淀,將草酸鈣沉淀洗滌后,溶于強酸,可得草酸(H2C2O4),再用 0.02m
24、ol/LKMnO 4溶液滴定,使草酸轉化為 CO2逸出,這時共消耗 12.00mLKMnO 4溶液,求血樣中 Ca 2+的濃度。 已知:5H2C2O4+2KMnO 4+3H2SO4= 2MnSO4+K2SO4+10CO2 +8H2O 思路分析 縱觀此題,各步反應有關物質間的關系為:5Ca 2+ 5CaC2O4 5H2C2O4 2KMnO 4,因此,得關系式5Ca 2+ 2KMnO3L=0.024g 3 參考答案 設20mL的血樣中含 Ca 2+的質量為 x。2+ 5Ca 2KMnO4 540g 2mol 12.00 103L x 0.02mol/L x=540g0. 02mol/L12. 00
25、102 mol血樣中的 Ca 2+的濃度為 0.024g/20.00cm3=0.0012g/cm 課后鞏固練習 1、某化肥廠用 NH3制備 NH4NO3。已知:由 NH3制NO的產率是 96%,由 NO制HNO 3的產率是 92%,HNO 3跟NH3反應生成 NH4NO3。則制 HNO 3所用去的 NH3的質量占總耗 NH3質量(不考慮生產上的其他損耗) %。2、我國政府為消除碘缺乏病,。強制推廣食用加碘鹽 在食鹽中加一定量碘酸鉀(KIO3) 。(1)常溫下碘酸鉀較穩定,100以上發生分解。用加碘鹽時,正確的方法是(填選項的標號)。 A、炒菜時,先在冒煙的油鍋中放入加碘鹽 B、用高壓鍋燉湯時,
26、先在水中放入加碘鹽 C、待菜肴熟后,才加入適量加碘鹽調味(2)以石墨為電極用 KI KOH溶液為電解液, 在一定條件下進行電解,在陽極區生成 KIO3,在陰極生成 H2。該電解總反應的化學方程式:。(3)人體攝入的碘在甲狀腺內會形成甲狀腺素,其反應過程表示為A與I 2反應的化學方程式為:。產物 C的結構簡式為。(4)國家規定,每千克食鹽中需含碘元素 20mg40mg。現稱取 250g某加碘鹽樣品,在酸性條件下用足量 KI 溶液將其中 IO3全部轉化成 I 2(IO3+5I+6H + = 3I 2+3H2O),生成的 I 2恰好被 1.2 104molNa2S2O3還原( 2S2O3 2+I 2
27、 = 2I+S4O6 2)。試通過計算,判斷該加碘鹽是否合格。3、測血鈣的含量時,可將 2.0mL血液用蒸餾水稀釋后,向其中加入足量的草酸銨( NH4)2C2O4后,再用 KMnO 4的酸性溶液滴定,氧化產物為 CO2,還原產物為 Mn 2+,若終點時用去 20.0mL 104molL1的KMnO 4溶液。(1)當血液中鈣的含量太低時,肌肉會表現。(2)寫出用 KMnO 4滴淀 H2C2O4的離子方程式。(3)判斷滴定終點的方法是。(4)計算血液中含鈣離子的濃度為 g mL 1。4、取某城市用煤樣品 4.8g ,將燃燒產生的 SO2通入足量氯水中。再加入 25.00mL濃度為0.01mol L
28、1的BaCl 2溶液,取過濾后的濾液用 0.10mol L1Na2SO4溶液滴定,當滴入10.00mL時恰好將濾液中 Ba 2+完全沉淀出來。(1)求該城市用煤含硫的質量分數。(2)若該城市每天燒煤平均0.8 萬噸,其中 80%的硫轉化為 SO2進入空氣,設某天該SO2中的70%未能擴散而隨著約8 106m 3的雨水降落到地面上,取一定體積的酸雨試樣,在空氣中長時間放置,最終酸雨pH約為多少?(計算結果請用對數形式表示)5、為了測量水中有機物等還原性污染物的含量,通常把 1L水樣與強氧化劑完全作用時消耗氧化劑的量,折算成以氧氣為氧化劑時的質量(O2mgL1)來表示,稱為該水樣的化學耗氧量( C
29、OD)。我國明文規定:COD500mgL1的污水不得直接排放。為了測定某工業廢水的 COD,實驗如下: 量取廢水樣品 20.00mL, 加入 0.100mol L1KMnO溶液 10.00mL和少量稀 H2SO4,在一定條件下反應后, 再用 0.200mol L 1的草酸鈉(Na2C2O4)溶液滴定過量的 KMnO 4,達到滴定終點時消耗 Na2C2O4溶液 11.00mL。(1)寫出酸性介質中 KMnO 4( 被還原為 Mn 2+) 與Na2C2O4(被氧化為 CO 2)反應的離子方程式。(2)計算該水樣的 COD。寫出計算過程。(3)如果每次取水樣 20.00mL,加入等體積的 0.100
30、mol L1酸性 KMnO 4溶液, 為簡化計算,令滴定過量的 KMnO 4時,每消耗 1.00mLNa2C2O4溶液,就相當于水樣的 COD為10mgL1,該Na2C2O4溶液的物質的量濃度應配制為多少?6、為測定大氣中臭氧(O3)含量,將 0、 1.01 10 5Pa的空氣 33.6m 3慢慢通過足量 KI溶液,使臭氧完全反應;然后將所得溶液用 60.0mL 0.0100mol L 1的Na2S2O3溶液,恰好到達終點。計算空氣中臭氧的體積分數。發生反應如下:2KI+O3+H2O2KOH+O 2+I 2 2Na2S2O3+I 2 Na2S4O6+2NaI 7、苯酚與溴的反應可用于苯酚的定量
31、測定,方法如下: 按物質的量之比為 1:5酸制 KBrO3 KBr溶液 1000mL,該溶液在酸性條件下完全反應可以生成 0.05molBr 2; 用該溶液 (含過量的 Br2)與苯酚充分反應后,用 KI 還原未反應的溴,再用 Na2S2O3標準溶液滴定所生成的碘, Na2S2O3與I 2反應的化學方程式為:I 2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6; 根據所消耗的Na2S2O3標準溶液的毫升數,便可計算苯酚的純度?,F稱量 0.2g 苯酚試樣, 在一定條件下溶于水并稀釋為 250mL,取該溶液 10mL上述 KBrO3 KBr溶液在酸性條件下反應后,加入過量 KI,再用 0.1mol/L
32、 Na 2S2O3溶液滴定至終點,消耗 Na 2S2O3溶液 5.2mL。試計算苯酚試樣的純度?(苯酚式量 94)第三講 有關混合物的計算 考點點撥 有關混合物的計算是高考化學綜合計算題的主體。近年高考題中,常常在討論中引 入混合物成分分析,并設置不確定因素,從而引出必須通過討論,再加以推斷和計算以 確定混合物的組成的多種型題。近幾年來常見題型有:( 1)計算型選擇題,判斷雜質成分的混合物計算。( 2)求混合物中各組成分含量的計算。( 3)滲入反應物過量判斷的混合物計算。命題趨勢: 繼續保持原題型,難度穩中有降。 解題指導 1、混合物計算是化學計算中的一種最基本的類型?;旌衔锟梢允枪腆w、 氣體
33、或溶液,解題過程中必須仔細審題,理清各物質之間的數量關系,必要時可采用圖示或簡捷的化 學用語表示。2、二元混合物是混合物計算中最重要的也是最基本的一種類型,其一般解題思路:設二個未知數,然后根據有關反應的化學方程式中物質的量關系,列出二元一次方程組求解。3、在解題中注意運用守恒法、極值法和差量法等方法以簡化解題過程。 典例解析 典型例題 1 把含有一種氯化物雜質的氯化鎂粉末95mg溶于水后,與足量的硝酸銀溶液 A反應,生成氯化銀沉淀300mg,則該氯化鎂中的雜質可能是、氯化鈣、氯化鈉 B、氯化鋁 C、氯化鉀 D 思路分析 本題采用“ 極端假設法” ,假若95mg粉末全部是氯化鎂,將它溶于水與足
34、量AgNO 3溶液反應得到 287mgAgCl ,而現在得到 300mg沉淀,說明所含雜質中氯的質量分數必須比 MgCl2中氯的質量分數高。只有 AlCl 3符合題意。參考答案 B 典型例題 2 取一定量 Na2CO3、NaHCO 3和Na2SO4的混合物與 250mL1.00mol L 1過量鹽酸反應,生成 2.016LCO2(標準狀況),然后加入 500mL0.100mol L1Ba(OH)2溶液,得到沉淀的質量為 2.33g ,溶液中過量的堿用 10.0mL1.00mol L1鹽酸恰好完全中和。計算混合物中各物質的質量。 思路分析 本題考查化學計算中有關物質的量、溶液濃度、氣體摩爾體積以
35、及利用化學方程式的計算,同時也考查碳酸鹽、硫酸鹽的一些性質和反應。上要求考生能將試題中給出的信息和數據進行分析,間的化學計量關系進行計算。找出過程中所發生的化學反應以及參與反應的物質之試題給出混合物所含的組分:Na2CO3、NaHCO 3和 Na2SO4,加入足量鹽酸后 ,Na2SO4不反應,而 Na2CO3和 NaHCO 3則與之完全反應。Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2 +H2O NaHCO 3+HCl NaCl+CO2 +H2O 反應后,溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液, Na2SO4與Ba(OH)2發生如下反應Ba(OH)2+Na2SO4 = BaSO 4 +2NaOH 同時
36、 Ba(OH)2又與溶液中的鹽酸(剩余的和再次加入的)反應:Ba(OH)2+2HCl = BaCl2+2H2O 上述 4個反應是試題中所涉及的所有反應,依據這 計量關系可進行如下計算。4個化學方程式和其中各物質的化學由反應中生成的BaSO4質量可以計算混合物中Na2SO4質量:x和y,可以列出 m(Na2SO4)=2. 33g1142gmol1=1.42g 233g/mol由試題給出的 CO 2體積可以算出 CO2的物質的量n(CO2) =2 .016L-1 =0.0900mol 224.L/mol這些 CO 2是由反應和生成的。設Na2CO3和NaHCO 3的物質的量分別為x+y=0.090
37、0mol 雖然試題沒有直接給出與 Na2CO3、NaHCO 3作用所用去的鹽酸的量,但是可以由兩次加入的鹽酸量減去與 Ba(OH)2作用的鹽酸的量來求算。也就是和反應所用去的鹽酸的物質的量為n(HCl)=0.250L1.00mol L10.500mL 1.00mol L1 2+0.0100L 1.00mol L1=0.160mol 由和化學方程中鹽酸和 2x+y=0.160mol Na2CO3、NaHCO 3的物質的量的關系可列式:解方程組xy.00900 mol得x=0.0700mol,y=0.0200mol Na2CO 3和NaHCO 3的質量:2xy0 . 160 mol根據物質的質量、
38、物質的量和摩爾質量之間的關系可分別計算 m(Na2CO3)=0.0700mol 106gmol1=7.42g m(NaHCO 3)=0.0200mol 84gmol1=1.68g 參考答案 見上 典型例題 3 在一定條件下,使H2和O2的混合氣體 26g充分發生反應,所得產物在適當溫度下跟足量的固體Na2O2反應,使固體增重2g。求原混合氣體中O2和H2的質量。 思路分析 這是一道綜合性較強的計算題,涉及到相對原子質量、相對分子質量的計算,利用化學反應方程式的計算。考查了考生融會貫通地進行嚴密的邏輯思維的能力。要求出原混合氣體中 O2和H2的質量, 關鍵就是要求出 O2和H2充分反應后生成的
39、H2O的質量。于是首先要根據題設,討論 Na2O2和生成的 H2O之間的化學反應,從固體增重 2g求出H2O的質量。由方程式 2Na 2O2+2H2O4NaOH+O 36 32 看出每當 36gH2O參加反應, 則放出 32gO2,固體增重 ( 36g 32g)=4g?,F固體增重 2g,可以計算出參加反應的 H2O為18g。這種利用化學方程式的計算是經常遇到的,有時稱為 “ 差量法”,即是通過一種 “ 差量” ,如本題中的固體 Na2O2增重 2g,求出某一參與反應的物質的質量,如本題中求出H2O的質量。解出 H2O的質量為 18g后,問題就變成了H2和O2的混合的氣體 26g,反應生成了 1
40、8gH2O,求原混合氣體中 O2和H2的質量。這部分計算仍屬于利用化學方程式的計算,根據化學反應方程式 2H 2+O2 2H2O 顯然這 18gH2O是由 2gH2和16gO2反應生成的。問題是剩下的 8g氣體是什么?既然是充分反應,所以 8g氣體不會是 O2和H2的混合物,要么是8gO2,要么是 8gH2,總之是有一種反應物過量。所以這種計算是有過量反應物的計算,因此要對過量物加以討論。思維 的嚴密性就體現在這里。若剩余的 8g氣體是 O2,則答案是原混合氣體中有 則答案是原混合氣體中有 16gO2和10gH2。 參考答案 2Na2O2+2H2O4NaOH+O 每當 36gH2O反應,則放出
41、 32gO2,固體增重 4g。24gO2和2gH2。若剩余的 8g氣體是 H2,設 xgH2O反應,固體增生 2g。x= 36 2 =18,故知有 18gH2O參加反應。418gH2O是由 2gH2和16gO2反應生成的,過量未參加反應的氣體為 26g18g=8g (1)若過量的氣體是 8gO2,則原混合氣體中 O2 : 8g+16g=24g ,H2 :2g (2)若過量的氣體是 8gH2,則原混合氣體中 O2 : 16g, H2 :8g+2g=10g 典型例題 4 Fe2O3、ZnO、 CuO的混合固體粉末 ag,在加熱條件下用足量 CO還原,得到金屬混合物 2.41g ,將生成的 CO2氣
42、體用足量的澄清石灰水吸收后,產生 5.00g 白色沉淀。( 1)a= g。( 2)若 agFe2O3、ZnO、CuO的混合物總物質的量為 mol.( 用含 b的代數式表示 ) bmol,則 Fe2O3的物質的量為( 3)將 agFe2O3、ZnO、CuO的混合物溶于足量的鹽酸中,再加入適量的鐵粉,溶液中的 Fe 3+、Cu 2+全部被還原, 同時收集到 224mLH2(標準狀況下) ,共用去了 0.03mol 鐵粉,求原混合物中 Fe2O3、ZnO、CuO的物質的量分別為多少? 思路分析 這是一道能力要求較高,技巧性較強的混合物的計算題,主要考查鐵等金屬 及其化合物的性質。第( 1)題述及的化
43、學反應如下: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO 2 (1) CO得 ZnO+CO Zn+CO2 (2) CuO+CO Cu+CO 2 (3) Ca(OH)2+CO2 CaCO 3 +H2O (4) 由反應( 1)、( 2)、( 3)可知金屬氧化物失氧的質量等于CO得氧的質量,而氧的質量可由反應(4)中 CaCO 3的質量求出, CO得氧的質量等于m(CaCO3) M(CO 2) 16g/mol。M(CaCO3)44g/mol由m(金屬氧化物混合物)=m(金屬混合物)+m(金屬氧化物混合物失氧)得 a=2.41g+5. 00g 44gmol116g/mol=2.41g+0.8g=3.21g 1
44、00g/mol44g/mol第( 2)題,由第( 1)題可知 ag金屬氧化物混合物中氧原子總的物質的量n(O)=0.8 g=0.05mol ,設 ag金屬氧化物混合物中,Fe2O3的物質的量為 xmol ,則16g/moln(ZnO)+n(CuO)=bmol x由氧原子守恒得 ,3x+bmol x=0.05mol, 得x=(0.025 b )mol 。2第( 3)題,根據金屬氧化物的混合物的質量、氧化物中氧的質量及氧化物溶于酸所得溶液與 Fe粉反應消耗鐵粉的物質的量建立代數方程求解。設ag金屬氧化物混合物中Fe2O3、ZnO、CuO的物質的量分別為 x、y、z,則得 160gmol1x+81g
45、moly1+80gmol1Z=3.21g 由氧原子守恒得 3x+y+z=0.05mol 再由反應 Fe2O3+6H + = 2Fe3+3H2O x 2x 3+Fe = 3Fe2+ 2Fe 2x x CuO+2H+ = Cu2+H2O z z Cu2+Fe = Fe2+Cu z z Fe+2H+ = Fe2+H2 0.01mol 0.01mol 得 x+z+0.01mol = 0.03mol x、y、z,聯立方程、解得x=0.01mol, y=0.01mol, z=0.01mol 參考答案 (1)a=3.21g (2)(0.025b ) mol 2Fe2O3、ZnO、CuO的物質的量分別為 (3
46、)設 ag金屬氧化物混合物中得 160g mol1x+81gmol1y+80g mol1z=3.21g 3x+y+z=0.05mol Fe2O3 2Fe 2+Fe CuO Cu 2+Fe Fe H2 x x z z 0.01mol 0.01mol x+z+0.01mol=0.03mol 聯立、解之得 課后鞏固訓練 一、選擇題x=0.01mol, y=0.01mol, z=0.01mol 1、取一定量的鎂鋁合金,用足量的鹽酸溶解后,再加入過量的氫氧化鈉溶液,然后濾出沉淀物,加強熱灼燒,最后得到白色粉末,冷卻后稱重,這些粉末與原合金的質量相等,則合金中鋁的質量分數為A、 20% B、40% C、5
47、8.6% D、 60% 2、在一定條件下,NO和NH3可以發生反應生成 N2和H2O?,F有 NO和NH3的混合物 10mol,充分反應后所得產物中,若經還原得到的 N2比經氧化得到的 N2多14g。則原混合物中 NO和NH3的物質的量分別為A、 5mol和5mol B、4mol和6mol C、3mol 和7mol D、 8mol和2mol 3、將KCl和KBr混合物 13.400g 溶于水配成 500mL溶液, 通過足量 Cl 2讓其反應, 將溶液蒸干得固體 11.175g 。則原溶液中 K +、Cl、Br的物質的量濃度之比為A、1:2: 3 B、3:2:1 C、1:3:2 D、2:3:1 4
48、、將盛有 12mLNO 2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應中,還剩余 2mL無色氣體,則原混合氣體中 O2的體積是A、 1.2mL B、2.4mL C、3.6mL D、4mL 5、某氯化鈣樣品混有氯化鐵、氯化鎂、氯化鈉和碳酸鈉中的一種或兩種雜質。取 11.1g樣品溶解,得無色溶液,再加入足量的硝酸銀溶液,得到 正確結論是29.7g 沉淀。樣品所含雜質的A、一定無碳酸鈉,可能有氯化鐵 B、可能有碳酸鈉和氯化鈉C、一定有氯化鎂,可能有氯化鈉 D、一定有氯化鈉和氯化鎂6、向一定量的 FeO、 Fe、Fe3O4的混合物中加入 100mL 1molL1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出 22
49、4mL(標準狀況)的氣體,在所得溶液中加入 KSCN溶液無血紅色出現。若用足量的 CO在高溫下還原相同質量的此混合物,能得到鐵的質量是A、11.2g B、5.6g C、2.8g D、無法計算7、加熱含有 NH4HCO 3雜質的小蘇打試樣,當剩余固體質量為原試樣質量的一半時,不再有氣體產生,則該小蘇打試樣的純度為A、50.00% B、57.35% C、63.10% D、79.25% 8、將 4.34g Na 、Na2O、Na2O2的混合物與足量的水反應,在標準狀況下,得到 672mL混合氣體。將該混合氣體通過放電,恰好完全反應,則Na、Na2O、Na2O2的物質的量之比為A、1:1: 1 B、1
50、: 1:2 C、1:2: 1 D、4: 3:2 9、在密閉容器中加入 18.4gNaHCO3和NaOH固體混合物,加熱至 250。經充分反應后,排出氣體,冷卻稱量剩余固體質量為 16.6g ,可推斷A、兩者正好完全反應 B、NaOH過量 C、NaHCO 3過量 D、無法判斷10、已知: FeS+2H + = Fe 2+H2S 2Fe 3+H2S = 2Fe 2+S +2H +?,F有稀 H 2SO4溶解 FeS和 Fe(OH)3的混合物 56.6g ,可得到 3.2gS 。原混合物中 FeS的質量可能是A、8.8g B、 21.4g C、35.2g D、47.8g 二、填空題11、在含有 7.1
51、6gNaHCO3和Na2CO3溶液中加入 1 molL 1的硫酸溶液 70mL,完全反應后生成1.792L (標準狀況) CO2,則原溶液中含 Na2CO3的質量為 g。12、在標準狀況下,將 CO和CO2的混合氣體( =1.43g/L )充入盛有足量 Na2O2的密閉容器中,容器的容積(不計裝入Na2O2的體積)為 2.24L 。然后用電火花不斷引燃容器內的氣體混合物,直到所有兩物質間完全反應。(1)反應前 CO和CO2的體積比。(2)反應完全后,容器中存在的生成物是 和 g。,質量分別為 g 13、現有一份 CuO和Cu2O混合物,用 H2還原法測定其中CuO的質量 x(g) 。實驗中可以
52、測定如下數據: W混合物的質量 (g) 、W(H2O)生成 H2O的質量 (g) 、W(Cu)生成 Cu的質量 (g) 、V(H2) 消耗的 H2在標準狀況下的體積 (L)。(已知摩爾質量: Cu 64g/mol 、CuO80g/mol 、 Cu2O144g/mol 、H2O18g/mol )(1)為了計算 x,至少需要測定上述四個數據中的個,這幾個數據的組合共有 種,請將這些組合一一填入下表空格中。說明:選用 W、W(H2O)、 W(Cu)、 V(H2)表示,不必列出具體計算式。每個空格中填一種組合,有幾種組合就填幾種,不必填滿。(2)從上述組合選寫一個含W的求 x的計算式: x= 。三、計
53、算題 14、將鐵和氧化鐵的混合物 11.2g ,加入 200mL稀H2SO4中,放出 H23360mL(標況 ) ,反應后容器中不存在固體物質。向反應后溶液中加入KSCN溶液,溶液不顯紅色。為中和過量的稀硫酸,并將溶液中的金屬離子恰好全部轉化為氫氧化物沉淀,共用去 4mol/L 的NaOH溶液 200mL。求所用稀硫酸的物質的量濃度和Fe2O3的質量分數。15、將 70g過氧化鈉和氧化鈉的混合物跟 98g水充分反應后,所得氫氧化鈉溶液的質量分 數為 50%,試寫出過氧化鈉跟水反應的化學方程式,并計算原混合物中過氧化鈉和氧 化鈉的質量各多少克?16、取一根鎂條置于坩堝內點燃,得到氧化鎂和氮化鎂混
54、合物的總質量為 0.470g 。冷卻 后加入足量水,將反應產物加熱蒸干并灼燒,得到的氧化鎂質量為 0.486g 。(1)寫出氮化鎂與水反應生成氫氧化鎂和氨的化學方程式。(2)計算燃燒所得混合物中氮化鎂的質量分數。第四講 討論型計算 考點點撥 取值范圍討論型計算是近幾年高考題中出現的一種新題。題目變化大思維性強、綜合能力要求較高。此類題融化學原理、元素化合物知識、數據分析、邏輯推理于化學計算中,技巧性強方法靈活,因而是高考的熱點和難點。命題趨熱:仍舊作為高考的壓軸 題,難度穩中有降。 解題指導 1 、討論計算的解題方法思路是:(1)寫方程式、找完全點。即寫出因反應物相對量不同而可能發生的化學方程
55、式,并分別計算找出二者恰好完全反應時的特殊點。(2)確定范圍、計算判斷。即以恰好完全反應的特殊點為基準,討論大于、小于或 等于的情況,從而劃出相應的區間,確定不同的范圍,然后分別討論在不同范圍內推測判斷過量,從而找出計算依據,確定計算關系,得到題目答案。 2 、目前高考試題中討論型計算常用的數學思想主要有分類討論思想、數形結合思 想。(1)分類討論思想: 按照一定的標準把復雜、綜合的計算題分解成幾個部分或幾種情況,然后逐個解決。適用于連續、多步化學反應過程的計算。一般使用“ 特值一數軸”法。特值:按某個化學方程式恰好反應的比值確定。數軸: 用變化的量或方程式中反應物的比值作為數軸的變量畫出數軸
56、,將連續分步化學反應過程分解為某個范圍的特定反應過程,分段討論,作出完整的答案。(2)數形結合思想:就是將復雜或抽象的數量關系與直觀形象的圖形在方法上互相滲透,并在一定條件下互相轉化和補充的思想,以此開闊解題思路,增強解題的綜合性 和靈活性,探索出一條合理而簡捷的解題途徑。可分為利用數求解形的題目和利用形求解數的題目。 典例解析 典型例題 1 在50mLbmolL1AlCl 3溶液中加入 50mL a mol L1NaOH溶液。(1) 當a 3b時,生成 Al(OH)3沉淀的物質的量為(2)當 a,b滿足 條件時,無沉淀生成。(3)當 a,b滿足 條件時,先有沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此
57、時Al(OH) 3的量為 g. 思路分析 本題是考查有多個連續化學反應的計算,在計算中有幾個連續化學反應,可 分為( n+1)段討論。對于 AlCl 3與NaOH反應,可分為 3個階段進行計算: 當 a3b,AlCl 3 過量;當 a4b時NaOH過量;當 3ba4b時, Al(OH)3部分溶解。(1)AlCl3+3NaOH = Al(OH) 3 3NaCl,當 a3b時, AlCl3過量,生成沉淀為0 .05 amol。3(2)Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O AlCl3+4NaOH = NaAlO2+3NaCl+2H2O 無沉淀生成則 AlCl 3完全反應, a4b。(
58、3)由( 1),( 2)知: 3ba 4b,先生成沉淀 b 50 103mol,余 NaOH為(a 3b) 50 103mol。所余 NaOH再溶解 (a 3b) 50 103mol Al(OH) 3,故所得 Al(OH) 3的質量 為( 4b a) 50 103 78g,即 (15.6b 3.9a)g 。 參考答案 (1)0 .05amol (2)a4b ( 3)3b a4b ,(15.6b 3.9a)g 3 典型例題 2 將amol的NH3與bmol的O2混合后,充 入一密閉容器, 在Pt存在下升溫至 700,充分反應后,冷卻至室溫。(1)請討論 b/a 的取值范圍及與之對應的溶液的溶質及
59、其物質的量,將結果填于下表中:b/a 的取值范圍溶質溶質的物質的量(2)當a=2.00 ,b=4.00 ,在室溫下得到的產物是什么?若該產物的密度為1.44g ml1,則其溶質的質量分數和物質的量濃度各是多少? 思路分析 并列反應計算是高考考查的一個重點和熱點,本題既要求抽象的字母計算,又要求給定具體數據的計算,具有較強的靈活性和較高的難度,是數解形的類型(1)本題解題的關鍵在于確定NH3與O2可能發生的反應。根據題意,可寫出:4NH3+5O24NO+6H 2O 2NO+O 2 = 2NO23NO2+H2O = 2HNO3+NO 將上述反應合并:NH3+2O2 = HNO3+NO 因此可根據、
60、兩個反應開展討論。(2)找出劃分取值范圍的完全點。當NH3與O2按恰好完全反應時,b = a5 ,當 NH3和O2按 4恰好完全反應時,b =2。a3個取值范圍(見下圖)。(3)根據完全點結合數軸劃分出其它(4)確定各完全點和取值范圍溶質的成分。(5)根據已知數據和符合題意的完全點及取值范圍進行計算。i. 當 0b 5 時,只發生反應且a 4 4NH 3 5O 2NH3剩余,溶液中的溶質是NH3 NH3的物質4b b 5故余 NH3 n(NH3)=(a 4b )mol 5ii.當5 = 4b 時,只發生反應且恰好完全反應,而 aNO不溶于水,故不存在溶質。iii. 當 5 b 2時,發生反應、
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