第二篇 专题二.docx
- 文档编号:11060691
- 上传时间:2023-02-24
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:119.29KB
第二篇 专题二.docx
《第二篇 专题二.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二篇 专题二.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第二篇专题二
专题二 化学基本计算题空的研究
热点题空一 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”
题组一 化学常用计量的应用
1.检测明矾样品[含砷酸盐,M(As)=75]中的砷含量是否超标,需配制砷标准参照液,回答下列问题:
(1)取0.132gAs2O3,用NaOH溶液完全溶解后,配制成1LNa3AsO3溶液,则此溶液1mL相当于含砷的质量为__________mg。
(2)取上述溶液,配制1L含砷量为1mg·L-1的砷标准溶液。
需取用上述Na3AsO3溶液______________mL。
答案
(1)0.1
(2)10
解析
(1)1LNa2AsO3中含砷的质量:
m(As)=×2×75g·mol-1=0.1g,
则1mL此溶液中含有0.1mgAs。
(2)设需Na3AsO3溶液VmL,
0.1Vmg=1mg·L-1×1L,V=10。
2.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________________。
答案
(1)89.6
(2)1.2mol·L-1≤c(NaOH)≤2.4mol·L-1
解析
(1)碳酸氢铵分解的化学方程式:
NH4HCO3H2O+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。
3.取一定量某红色固体粉末样品(Fe2O3和Cu2O的混合物)于烧杯中,加入足量的稀硫酸,若反应后经过滤得到固体3.2g,滤液中Fe2+有1.0mol(资料:
+1价的铜在酸性溶液中会发生歧化反应:
2Cu+===Cu+Cu2+),则样品中氧化亚铜的物质的量为__________。
答案 0.55mol
解析 加入稀H2SO4时涉及到的反应有:
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
过滤得到固体n(Cu)==0.05mol,
Fe3+溶解n(Cu)=×n(Fe2+)=×1mol=0.5mol,
则n(Cu2O)=0.5mol+0.05mol=0.55mol。
题组二 原子守恒及关系式法的应用
4.过氧乙酸(
)常用作纺织品漂白剂。
(1)乙醛能与O2在一定条件下反应生成过氧乙酸,若有11.2LO2(标准状况下)参加反应,理论上可生成浓度为40%的过氧乙酸________g。
(2)某纺织厂污水中过氧乙酸含量测定:
取一定量的污水加入硫酸酸化,然后加入过量KI溶液充分反应,加入NaOH溶液调节为弱碱性,用Na3AsO3标准液滴定至终点。
已知:
CH3COOOHI2AsO
①I-将过氧乙酸还原为乙酸的离子方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
②取污水水样100.00mL,按上述方法测定污水中过氧乙酸含量,消耗0.01000mol·L-1Na3AsO3标准溶液8.50mL。
计算污水中过氧乙酸物质的量浓度(写出计算过程)。
答案
(1)95
(2)①CH3COOOH+2I-+2H+===I2+CH3COOH+H2O
②CH3COOOH~I2~AsO
n(CH3COOOH)=n(Na3AsO3)=0.01000mol·L-1×8.5×10-3L=8.50×10-5mol
c(CH3COOOH)==8.5×10-4mol·L-1。
5.[2017·全国卷Ⅰ,26(5)]用凯氏定氮法(Kjeldahlmethod)来测定蛋白质中氮的含量,测定过程如下
已知:
NH3+H3BO3===NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3。
取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸VmL,则样品中氮的质量分数为________%,样品的纯度≤________%。
答案
解析 处理后,甘氨酸(C2H5NO2)样品中的氮元素全部转入NH3·H3BO3中。
根据氮原子守恒得如下关系式:
C2H5NO2~N~NH3·H3BO3~HCl
n(C2H5NO2)=n(N)=n(HCl)=cV×10-3mol
样品中氮的质量分数为:
×100%=%。
样品的纯度≤×100%=%。
6.准确称取ag岩脑砂(主要成分为NH4Cl),与足量的氧化铜混合加热(发生的反应为:
2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O↑),利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比。
(1)设置装置H的目的是___________________________________________________。
(2)若装置I增重bg,利用装置K测得气体体积为VL(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5L·
mol-1),则岩脑砂中m(N)∶m(Cl)=________(用含b、V的代数式表示,不必化简)。
若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确),则m(N)比正常值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案
(1)吸收混合气体中的水蒸气,防止对测定氯化氢的质量产生影响
(2)∶ 偏高
解析
(1)由G处的反应为:
2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O↑,产生的气体通过浓硫酸可以吸收水蒸气,防止对测定氯化氢的质量产生影响。
(2)装置I碱石灰增重的质量为HCl,可计算m(Cl),量气管中气体的体积为N2的体积,根据气体摩尔体积计算氮气的物质的量,再计算m(N),因为气体测量时温度偏高,导致V增大,所以m(N)偏高。
题组三 电荷守恒及电子守恒的应用
7.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________。
答案 2
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。
8.按要求解答下列各题
(1)[2016·全国卷Ⅲ,28
(2)]“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO,则需要氧化剂KClO3至少为________mol。
(2)[2015·全国卷Ⅱ,28
(1)]工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_______________________________________________。
答案
(1)0.5
(2)2∶1
解析
(1)根据VO2+VO,KClO3Cl-,由得失电子守恒,则n(VO2+)=6n(KClO3),故n(KClO3)=n(VO2+)=×3mol=0.5mol。
(2)由题给的反应物中有KClO3、生成物中有ClO2,可知氧化剂为KClO3,还原剂为Na2SO3。
1molKClO3生成1molClO2时得到1mol电子,1molNa2SO3生成1molNa2SO4时失去2mol电子,根据得失电子守恒可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。
9.[2016·全国卷Ⅰ,28(4)(5)]NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________________________________________________________,
该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为__________。
(计算结果保留两位小数)。
答案 (4)2∶1 O2 (5)1.57
解析 (4)根据图示,“尾气吸收”时ClO2转化为ClO,ClO2作氧化剂,则H2O2作还原剂,H2O2转化为O2,由ClO2ClO、H2O2O2,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1,氧化产物为O2。
(5)1molNaClO2在反应中转移4mol电子,而1molCl2在反应中转移2mol电子,根据=,解得n(e-)≈3.14mol,则可确定NaClO2中有效氯含量为=1.57。
利用电子守恒解题的思维模板计算
特别提醒 对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
热点题空二 物质组成及含量计算
1.基本公式
(1)混合物中某物质的质量分数(纯度)=×100%。
(2)混合物中某物质的质量分数(纯度)
=×100%(杂质中不含该元素)。
(3)化合物中元素的质量分数
=×100%。
(4)混合物中元素的质量分数
=×100%。
2.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
题组一 有关物质含量的计算
1.取21.0g该Ba(NO3)2晶体样品溶于适量蒸馏水中,并加入足量稀H2SO4,反应完成后称得沉淀的质量为18.64g,则该晶体的纯度为________。
答案 99.4%
解析 设产生18.64gBaSO4需Ba(NO3)2的质量为x,依据Ba原子守恒,得关系式:
BaNO32 ~ BaSO4
261 233
x 18.64g
则x==20.88g,
晶体纯度=×100%≈99.4%。
2.[2017·全国卷Ⅱ,26(4)]草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为________。
答案 45.0%
解析 5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4,n(KMnO4)=0.0500mol·L-1×36.00mL×10-3L·mL-1=1.80×10-3mol,n(Ca2+)=4.50×10-3mol,水泥中钙的质量分数为×100%=45.0%。
3.为了测定NaClO2粗品的纯度,取粗产品10.0g溶于水配成1L溶液,取出10mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液。
充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.20mol·L-1Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液20.00mL,试计算NaClO2粗品的纯度________。
(提示:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)
答案 90.5%
解析 NaClO2与KI反应的离子方程式为ClO+4I-+4H+===Cl-+2I2+2H2O,结合2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,可得关系式:
ClO~2I2~4Na2S2O3,又n(Na2S2O3)=0.20mol·L-1
×0.02000L=0.00400mol,
则ClO~2I2~4Na2S2O3
1mol 4mol
n(ClO) 0.00400mol
n(ClO)=0.00100mol,所以1L溶液中含有:
n(NaClO2)=0.00100mol×100=0.100mol,则10.0g粗产品中含有:
m(NaClO2)=0.100mol×90.5g·mol-1=9.05g,NaClO2粗品的纯度为×100%=90.5%。
题组二 化学式的确定
4.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
5.化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。
一定条件下金属钠和H2反应生成甲。
甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。
将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2。
甲的化学式________。
答案 NaH
解析 由4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2,可推断金属钠和H2反应生成的甲为NaH,NaH与水反应生成NaOH和H2,NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4。
甲的化学式为NaH。
6.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______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 根据PbO2PbOx+O2↑,有×32=239×4.0%,x=2-≈1.4,
根据mPbO2·nPbO,=1.4,==
7.纯净的光卤石的组成可表示为KCl·MgCl2·nH2O。
实验Ⅰ:
用下图所示装置测定纯净的光卤石中结晶水的含量。
(1)若装置C中硬质玻璃管的质量为ag,实验前称量得硬质玻璃管和样品的总质量为bg,充分反应并冷却后,称量得硬质玻璃管和剩余固体的总质量为cg。
则KCl·MgCl2·nH2O中n=____________________(用含a、b、c的代数式表示)。
实验Ⅱ:
测定纯净的光卤石中Mg2+的质量分数。
取wg纯净的光卤石溶于适当过量的稀硝酸中,再用水稀释,配制成250mL溶液。
取25.00mL所配制的溶液于锥形瓶中,滴几滴K2CrO4溶液(作指示剂),用cmol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3标准溶液VmL。
(2)纯净的光卤石中所含Mg2+的质量分数为________%(用含w、c、V的代数式表示)。
(3)若滴定开始时仰视读数,滴定终点时俯视读数,则测得的结果会__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案
(1)
(2) (3)偏低
解析
(1)依题意,纯净的光卤石的质量为(b-a)g,无水KCl和MgCl2的总质量为(c-a)g,结晶水的质量为(b-c)g。
由化学方程式KCl·MgCl2·nH2OKCl+MgCl2+nH2O↑可得=,解得n=。
(2)wg纯净的光卤石中,n(Cl-)=n(AgCl)=n(AgNO3)=mol×=mol,由KCl·MgCl2·nH2O可知,n(Mg2+)=n(Cl-)=×mol=mol,故纯净的光卤石中所含Mg2+的质量分数为×100%=%。
(3)起始时仰视刻度线,读数偏大;终点时俯视刻度线,读数偏小。
V(测)=V(终)-V(始),则V(测)偏小,导致测得的Mg2+的质量分数偏低。
专题特训
A组
1.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)2.3g乙醇含有________个氢原子,所含共价键的物质的量为________,其中所含官能团羟基的电子数为________。
(2)某条件下,8g氧气所占的体积为6L,则在该条件下的气体摩尔体积为________。
(3)100mL硫酸铝溶液中c(Al3+)=0.20mol·L-1(不考虑水解因素),则其中n(SO)=________。
(4)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2molCl-,此氯化物的摩尔质量为________。
(5)6.72LCO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后,生成Fe的质量为______g,转移的电子数目为__________。
答案
(1)0.3NA 0.4mol 0.45NA
(2)24L·mol-1 (3)0.03mol
(4)95g·mol-1 (5)11.2 0.6NA
2.Pd(相对原子质量106.4)中加入王水(浓硝酸与浓盐酸的混合物)的反应可以表示:
Pd+HCl+HNO3―→A+B↑+H2O(未配平)。
其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。
通过计算判断物质A的化学式________________。
答案 H2PdCl4
解析 B是一氧化氮;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%,根据元素守恒知剩余的是Cl元素,钯原子、氢原子和氯原子个数比=∶∶≈1∶2∶4。
3.XeO3是一种不稳定的物质,具有强氧化性。
在某一反应体系中有反应物和生成物的微粒共6种,即Mn2+、MnO、Xe、XeO3、H+、H2O。
(1)该反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(2)将适量的XeO3投入30mL0.1mol·L-1Mn2+的水溶液中,刚好完全反应。
此时转移电子数目为________。
将反应后的溶液稀释至90mL,所得溶液的pH=_______________。
答案
(1)5XeO3+6Mn2++9H2O===6MnO+5Xe↑+18H+
(2)0.015NA 1
解析
(1)由题意可知,XeO3作氧化剂,Xe为还原产物,则Mn2+作还原剂,MnO为氧化产物,写出方程式配平即可。
(2)Mn2+→MnO,Mn的化合价由+2→+7,n(Mn2+)=0.03L×0.1mol·L-1=0.003mol,转移的n(e-)=0.003mol×5=0.015mol,N(e-)=0.015NA;由离子方程式可知,n(H+)=3n(Mn2+)=3×0.003mol=0.009mol,c(H+)==0.1mol·L-1,故pH=1。
4.侯氏制碱法制得的NaHCO3固体中含有部分Na2CO3·nH2O(n<10)。
取该固体8.50g充分加热,产生的气体依次通过浓硫酸(增重1.44g)和碱石灰(增重1.76g)。
请计算:
(1)固体中NaHCO3的质量为________g。
(2)固体中Na2CO3·nH2O的n值为________。
答案
(1)6.72
(2)4
解析 固体8.50g充分加热,发生反应为:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3·nH2ONa2CO3+nH2O;根据浓硫酸增重可知水的质量,根据碱石灰增重可知二氧化碳的质量,由二氧化碳的质量计算NaHCO3的质量和NaHCO3分解生成水的量,再由水的总量计算Na2CO3·nH2O分解生成水的量,再结合Na2CO3·nH2O的物质的量,从而求出n值。
5.环境监测站经常测定水中溶解氧的情况,主要步骤是量取100mL水样,迅速加入固定剂MnSO4和碱性KI(含KOH)溶液,完全反应后加入硫酸使之生成I2,再用0.0040mol·L-1的Na2S2O3溶液与之反应。
有关反应的化学方程式为:
①2MnSO4+O2+4KOH===2MnO(OH)2+2K2SO4(该反应极快)
②MnO(OH)2+2KI+2H2SO4===MnSO4+I2+K2SO4+3H2O
③I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
(1)若该水样消耗20.00mLNa2S2O3溶液,所耗Na2S2O3的物质的量为________mol。
(2)试计算该水样中的溶解氧________g·L-1。
答案
(1)8×10
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二篇 专题二 第二 专题