高中化學二輪精準復習45講第02講以物質的量為核心的計算2023高考化學計算的特點是主要考查學生知識建構的整體性和靈活應用的能力，綜合性較強；試題整體的計算量不大，更多的是對化學基本概念、理論和性質的理解，試題不會做數學游戲、審題繞圈子，會保留化學計算的本來面目；把實驗操作、生產實踐和化學計算綜合起來，或者通過圖表、報刊文獻等背景呈現方式、力求題型出新，體現化學學科對計算的要求，更體現對計算綜合能力的考查；考試方式的變化決定了化學計算應該降低難度。化學計算題還常同時考查化學基礎知識和數學思維，數學思維包括邏輯推理、數形變換等。化學計算常要根據量的關系建立數學模型，但建立教學模型的前提應該是先建立正確的化學概念、弄清概念的含義，即找出計算依據。只有對化學基本概念、基礎知識正確理解，建立起來的算式或數學表達關系才能正確，才能順利解答計算題。化學計算在高考中的考查

[必備知識]1.明確一個中心:必須以“物質的量”為中心——“見量化摩,遇問設摩”以物質的量為中心的計算的解題思維路徑方法內容(1)關系式法多步反應計算的特征是多個反應先后發生,起始物與目標物之間存在確定的量的關系。解題時應先寫出有關反應的化學方程式或關系式,依據化學方程式找出反應過程中不同反應步驟之間反應物、生成物的物質的量的關系,最后確定已知物和目標產物之間的物質的量的關系,列出計算式求解,從而簡化運算過程(2)守恒法所謂“守恒”就是物質在發生“變化”或兩物質在發生“相互作用”的過程中某些物理量的總量保持“不變”。一切化學反應都遵循守恒定律,在化學變化中有多種守恒關系,如元素質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒等(3)差量法差量法是指根據化學反應前后物質的量發生的變化,找出“理論差量”。這種差量可以是質量、物質的量、氣態物質的體積和壓強、反應過程中的熱量等。用差量法解題的關鍵是把化學方程式中對應的理論差量及實際差量與未知量列成比例式,然后求解(4)熱重分析法熱重分析是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化關系的一種熱分析技術,用來研究材料的熱穩定性和組分。晶體加熱時失重一般是先失水,再失非金屬氧化物。晶體中金屬仍在殘余固體中,失重最后一般剩余金屬氧化物,根據剩余物質的質量可進行相應的計算和分析2.掌握四種方法1．應用原理關系式是表示兩種或多種物質之間“量”的關系的一種簡化式子。在多步反應中，若第一步反應的產物是下一步反應的反應物，可以根據化學方程式，將該物質作為“中介”，找出已知物質和所求物質之間“量”的關系。2．解題步驟類型一關系式法在滴定實驗中的應用1.某FeC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質為Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法測定該樣品的組成,實驗步驟如下。Ⅰ.稱取dg樣品置于錐形瓶中,加入稀硫酸溶解,水浴加熱至75℃。用amol·L-1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現粉紅色且30s內不褪色,消耗KMnO4溶液b1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3+完全還原為Fe2+,加入稀硫酸酸化后,在75℃繼續用KMnO4溶液滴定至溶液出現粉紅色且30s內不褪色,又消耗KMnO4溶液b2mL。樣品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g·mol-1)的質量分數表達式為

。

下列關于樣品組成分析的說法,正確的是

(填字母)。C.若步驟Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,則測得樣品中Fe元素含量偏低D.若所用KMnO4溶液實際濃度偏低,則測得樣品中Fe元素含量偏高【解題思路】

2.準確稱取0.2500g氯化亞銅樣品置于一定量的0.5mol·L-1FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加20mL水,用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點,消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有關化學反應為Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl-,Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+。計算上述樣品中CuCl的質量分數是

。

答案

97.91%類型二關系式法在工藝流程中的應用3．銀銅合金廣泛用于航空工業，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如下：[注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃

和80℃]若銀銅合金中銅的質量分數為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。方法指導考向2

守恒法的應用1.(雙選)將mg銅粉和鋅粉的混合物分成兩等份,將其中一份加入200mL的稀硝酸中并加熱,固體和硝酸恰好完全反應,并產生標準狀況下的NO氣體2.24L;將另一份在空氣中充分加熱,得到ng固體,將所得固體溶于上述稀硝酸,消耗硝酸的體積為VmL。下列說法不正確的是(

)A.V=150B.硝酸的濃度為2mol·L-1C.mg銅粉和鋅粉的物質的量之和為0.15molD.n=m+2.4答案

CD

解析

其中一份與200

mL的稀硝酸恰好完全反應,溶液中溶質為Cu(NO3)2和Zn(NO3)2,NO的物質的量為2.24

L÷22.4

L·mol-1=0.1

mol,轉移電子為0.1

mol×(5-2)=0.3

mol。銅和鋅被氧后都表現+2價,根據電子轉移守恒可知n(Cu)+n(Zn)=0.3

mol÷2=0.15

mol,故反應后溶液中

的物質的量為0.15

mol×2=0.3

mol,由N原子守恒可知200

mL溶液中HNO3的物質的量為0.1

mol+0.3

mol=0.4

mol,故HNO3的物質的量濃度為0.4

mol÷0.2

L=2

mol·L-1。銅和鋅在空氣中充分加熱會生成相應的氧化物和硝酸,反應后生成Cu(NO3)2、Zn(NO3)2消耗HNO3的物質的量為0.15

mol×2=0.3

mol,故消耗硝酸的體積為0.3

mol÷2

mol·L-1=0.15

L,即150

mL,故A正確;由分析可知,HNO3的物質的量濃度為0.4

mol÷0.2

L=2

mol·L-1,故B正確;每一份金屬混合物中n(Cu)+n(Zn)=0.15

mol,則m

g銅粉和鋅粉的物質的量之和為0.15

mol×2=0.3

mol,故C不正確;每一份金屬混合物總質量為0.5m

g,得到n

g固體為CuO、ZnO的混合物,n(O)=n(Cu)+n(Zn)=0.15

mol,則n

g=0.5m

g+0.15

mol×16

g·mol-1=(0.5

m+2.4)g,故D不正確。4.將一定質量的銅粉加入到100mL某濃度的稀硝酸中,充分反應后,容器中剩有m1g銅粉,此時共收集到NO氣體448mL(標準狀況)。然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反應為止,容器中剩有銅粉m2g,則m1-m2的值為(

)A.5.76 B.2.88 D.0答案

A

解析

銅粉加入到100

mL某濃度的稀硝酸中,充分反應后,容器中剩有m1

g銅粉,反應生成Cu(NO3)2和NO氣體,NO的物質的量為n(NO)=0.448

L÷22.4

L·mol-1=0.02

mol,根據電子轉移守恒可知,參加反應的銅的物質的量為0.02

mol×(5-2)÷2=0.03

mol,根據銅元素守恒可知,溶液中n[Cu(NO3)2]=0.03

mol,考向3

差量法的應用5.工業純堿中常含有NaCl、Na2SO4等雜質。某研究小組設計了如下實驗裝置,通過純堿與酸反應生成的CO2來測定質量為mg的工業純堿的純度,下列敘述正確的是(

)A.通過稱量反應前后裝置B的質量,獲取CO2的質量B.通過稱量反應前后裝置C的質量,獲取CO2的質量C.通過稱量反應前后裝置C和D的質量,獲取CO2的質量D.通過稱量反應前后裝置D的質量,獲取CO2的質量答案

B

解析

根據題意分析,裝置B的目的是干燥二氧化碳,不能通過稱量反應前后裝置B的質量獲取反應生成的CO2的質量,故A錯誤;裝置C的目的是吸收反應生成的二氧化碳,通過稱量反應前后裝置C的質量可以獲取反應生成的CO2的質量,故B正確;裝置D中的堿石灰可以防止外界空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置C,不能通過稱量反應前后裝置D的質量獲取反應生成的CO2的質量,故C錯誤;裝置D中的堿石灰可以防止外界空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置C,不能通過稱量反應前后裝置D的質量獲取反應生成的CO2的質量,故D錯誤。6.碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉。現加熱5.00g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,使碳酸氫鈉完全分解,混合物質量減少了0.31g,則原混合物中碳酸鈉的質量為(

)A.3.38g B.4.58g C.4.16g D.4.41g

解析

碳酸鈉較穩定,加熱一般不分解,只有碳酸氫鈉受熱分解。設混合物中含有NaHCO3的質量為x,則2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

Δm2×84

62x

0.31

g(2×84)∶62=x∶0.31

g,解得x=0.84

g,所以m(Na2CO3)=5

g-m(NaHCO3)=5

g-0.84

g=4.16

g,選項C正確。答案

C考向4

利用“熱重分析法”確定物質組成(2)析圖。分析圖中為什么會出現這些特殊點，曲線為什么有這樣的變化趨勢和走向，分析曲線變化的因果關系；通過聯想，把課本內的有關化學概念、原理、規律等與圖中的曲線和相關點建立聯系。(3)用圖。將相關的化學知識與圖中曲線緊密結合，在頭腦中構建新的曲線——知識體系，然后運用新的曲線——知識體系揭示問題的實質，解決實際問題。方法指導7.ZnSO4·7H2O在不同的溫度下分解產物不同,取28.70gZnSO4·7H2O加熱至不同溫度,剩余固體的質量變化如圖所示。分析數據,680℃時所得固體的化學式為(

)A.ZnO B.Zn3O(SO4)2C.ZnSO4

D.ZnSO4·H2O答案

B

解析

28.70

g

ZnSO4·7H2O的物質的量為0.1

mol,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4·H2O或ZnSO4或ZnO時,物質的量均為0.1

mol。若得ZnSO4·H2O的質量為17.90

g(100

℃);若得ZnSO4的質量為16.10

g(250

℃);若得ZnO的質量為8.10

g(930

℃);據此可確定680

℃時所得固體的化學式為Zn3O(SO4)2。8.煅燒NH4VO3可制得V2O5,煅燒過程中固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到200℃時,得到的固體物質化學式為

,300~350℃放出氣態物質的化學式為

。

答案

HVO3

H2O解析

煅燒NH4VO3時,固體質量隨溫度變化的曲線如題圖所示。加熱到200

℃時,質量減少0.17

g,所以0.01

mol

NH4VO3受熱分解生成氣體為0.01

mol

NH3,發生NH4VO3NH3↑+HVO3;加熱到350

℃時固體質量減少0.09

g,失去0.005

mol

H2O,發生的反應為2HVO3H2O+V2O5,則放出