第47讲 化学计算.docx

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第47讲化学计算

第四十七讲化学计算

（建议2课时完成）

[考试目标]

1．掌握化学常见的计算方法

2．了解化学计算的常见题型、解题思路和解题技巧

[要点精析]

一、化学计算的常见题型

1．有关相对原子量、相对分子量及确定化学式的计算

2．有关物质的量的计算

3．有关气体摩尔体积的计算

4．有关混合物质量分数、体积分数的计算

5．有关溶液质量分数、物质的量浓度的计算

6．有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算

7．利用化学方程式的计算

[例题1]今测得某硝酸铵化肥中含氮量为38.5%，则该化肥中可能混有（）

Ａ．NH4HCO3Ｂ．（NH4）2SO4Ｃ．NH4ClＤ．CO（NH2）2

[例题2]N、O两种元素形成的化合物中N、O两种元素的质量比为7：

12，试写出其化学式。

[例题3]稀硫酸和稀盐酸的混合液100mL加入0.3mol/L的氢氧化钡溶液100mL，充分反应后，经过滤得沉淀2.33g，又测得所得滤液中OH-浓度为0.1mol/L。

则原混合液中稀硫酸和稀盐酸的物质的量浓度分别为___________、_____________（设不考虑溶液体积的变化）。

二、常见的计算方法和解题技巧

1．关系式法：

关系式法是根据化学方程式计算的巧用，其解题的核心思想是化学反应中质量守恒，各反应物与生成物之间存在着最基本的比例（数量）关系。

[例题4]某种H2和CO的混合气体，其密度为相同条件下氧气密度的1/2，将3.2g这种混合气体在足量的O2中充分燃烧后通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中，最后容器中固体质量增加了（）

A．3.2g　　　　　　　B．4.4gC．5.6g　　　　　　　D．6.4g

2．守恒法

化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。

巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。

[例题5]FeS2与硝酸反应产物有Fe3+和H2SO4，若反应中FeS2和HNO3物质的量之比是1∶8时，则HNO3的还原产物的化学式为_________。

[例题6]酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。

某次雨水的分析数据如下：

c（NH4+）=2.0×10-6mol/L、c（Cl-）=6.0×10-6mol/L

c（Na+）=3.0×10-6mol/L、c（NO3-）=2.3×10-5mol/L、c（SO42-）=2.8×10-5mol/L。

则此次雨水的pH大约为（）

A．3　B．4　C．5　D．6

3．差量法

找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。

其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。

[例题7]加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧化镁的质量分数为（）

4．平均值法

平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题技能。

它是根据MA<

，就可判断MA或MB的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。

[例题8]现有某氯化物与氯化镁的混合物，取3.8g粉末完全溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应后得到12.4g氯化银沉淀，则该混合物中的另一氯化物是（）

A．LiCl　　　　　　　　　B．KClC．CaCl2　　　　　　　　D．AlCl3

三、进行化学计算的基本步骤

解题没有一成不变的方法模式。

但从解决化学问题的基本步骤看，考生应建立一定的基本思维模式。

“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式，它还反映了解题的基本能力要求，所以称之为解题的“能力公式”。

1．认真审题，挖掘题示信息；2．灵活组合，运用基础知识；

3．充分思维，形成解题思路；4．选择方法，正确将题解出。

1.[解析]NH4NO3中氮元素的质量分数=

=

=35%，按照同样的方法计算各物质中氮元素的质量分数，只有尿素中氮元素的质量分数高于35%，所以选D。

答案：

D。

2.[解析]设其化学式为NxOy，则：

mN：

mO=14x：

16y=7：

12所以，x：

y=2：

3化合物的化学式为：

N2O3

3.[解析]设硫酸的物质的量为x

H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O

1mol233g

X2.33g

x=0.01mol

滤液中nOH-=0.1mol/L×0.2L=0.02mol

∴反应消耗的nOH-=0.3mol/L×2×0.1L-0.02mol=0.04mol

0.1mol硫酸消耗0.02molOH-，所以，盐酸消耗0.02molOH-，nHCl=0.02mol

原混合液中CH2SO4=

CHCl=

4.[解析]此题应根据化学方程式中体现的计量关系用以下关系式巧解：

固体增加的质量即为H2的质量。

固体增加的质量即为CO的质量。

所以，最后容器中国体质量增加了3.2g，应选A。

解题关键是找出反应中量的关系。

5.[解析]设反应中FeS2和HNO3物质的量分别是1mol和8mol，则未被还原（生成硝酸铁）的硝酸为3mol，被还原的硝酸为5mol。

又设HNO3的还原产物中N元素的化合价为x，根据电子转移守恒可得：

5·（+5-x）=1·[+3-（+2）]+2·[6-（-1）]解得x=+2，则还原产物为NO。

6.【解析】根据电荷守恒（由于溶液呈酸性，故计算中可以略去氢氧根离子）

c（H+）+c（NH4+）+c（Na+）=c（Cl-）+c（NO3-）+2c（SO42-），

c（H+）=c（Cl-）+c（NO3-）+2c（SO42-）-c（NH4+）-c（Na+）

=6.0×10-6mol/L+2.3×10-5mol/L+2×2.8×10-5mol/L-2.0×10-6mol/L-3.0×10-6mol/L

=8.0×10-5mol/L

pH=-lg[H+]=5-lg8≈4正确答案为B。

7.[解析]设MgCO3的质量为x

MgCO3M

MgO+CO2↑混合物质量减少

应选A。

8.[解析]解法一：

若3.8g纯MgCl2生成AgCl沉淀的质量为：

分别计算3.8gLiCl、3.8gKCl、3.8gAlCl3、3.8gCaCl2分别生成AgCl沉淀的质量是否大于12.4g。

3.8gLiCl生成AgCl沉淀质量为：

3.8gKCl生成AgCl沉淀质量为：

7.32g<12.4g

3.8gCaCl2生成AgCl沉淀质量为：

9.83g<12.4g

3.8gAlCl3生成AgCl沉淀质量为：

12.3g<12.4g所以只有A选项符合题意。

解法二：

用“提供1molCl-所需氯化物的质量”求解。

Cl-的物质量12.4g/143.5g/mol=0.0864mol，混合物“提供1molCl-所需氯化物的平均质量”为3.8g/0.0864mol=43.98g/molCl-，MgCl2、LiCl、KCl、CaCl2、AlCl3的“提供1molCl-所需氯化物的质量”分别为47.5g/molCl-、42.5g/molCl-、74.5g/molCl-、55.5g/molCl-、44.5g/molCl-，只有42.5（LiCl）<43.98<47.5（MgCl2）

故氯化镁中一定含有氯化锂。

所以只有A选项符合题意。

[过关训练]

一、单项选择题

1．靛青的各元素的质量分数如下：

C73.3％，H3.8％，N10.7％，O12.2％。

由此可知靛青的最简式为（）

A．C8H5NO　　　　B．C2H2NOC．C6H4NO　　　　D．C7H4NO

2．0.25molCa（OH）2跟0.3molH3PO4在一定条件下充分反应，得到CaHPO4和Ca（H2PO4）2，则这两种产物的物质的量之比为（）

A．1∶1　　　　　　B．2∶1C．1∶2　　　　　　D．4∶1

3．有Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g，溶于水后加入足量的CaCl2溶液，反应后得到CaCO3沉淀2.00g，混合物中Na2CO3和K2CO3物质的量之比是（）

A．1∶1　　　　　　B．1∶2C．1∶3　　　　　　D．1∶4

4．把50mL70％HNO3（密度为1.40g/cm3）加水稀释配成7mol/L稀HNO3（密度为1.26g/cm3）。

则所加水的体积为（）

A．50mL　　　　　　B．＜50mLC．＞50mL　　　　D．无法确定

5．1L标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应，生成的二氧化碳和水蒸气换算成标准状况下的体积为bL，冷却到标准状况下则气体体积变为aL。

则用a、b表示该烃分子中碳、氢的原子个数比为（）

A．a∶bB．a∶（a-h）C．a∶（b-2a）D．a∶2（b-a）

6．在水溶液中，YO3n-和S2-发生如下反应：

YO3n-+3S2-+6H+=Y-+3S↓+3H2O，则YO3n-中Y元素的化合价和原子最外层电子数分别为

A、+4、6B、+7、7C、+5、7D、+5、5

7．把一定量的过氧化钠加入90g水中，最后过氧化钠完全反应时有0.5mol电子发生转移，则所得氢氧化钠溶液的质量分数为（）

A．16.53％　　　　B．19.70％C．31.01％　　　　D．33.0％

8．将100g浓度为18mol/L，密度为ρg/cm3的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成9mol/L的硫酸，则水的体积为（）

A．小于100mLB．等于100mLC．大于100mLD．无法确定

9．28g铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应，放出的气体与2.24L的O2（标准状况）混合，通入水中，恰好完全吸收，则合金中Cu与Ag的物质的量之比为（）

A．1∶1　　　　　　B．1∶2C．2∶1　　　　　　D．无法计算

10．含8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9g，则该无水物中一定含有的物质是（）

A．Na2SB．NaHSC．Na2S和NaHSD．NaOH和NaHS

11．标准状况下，11.2L由甲烷、甲醛、乙烷组成的混合气体完全燃烧后，生成相同状况下CO215.68L，混合气体中乙烷所占体积分数为（）

A．80％　　　　　　B．60％C．40％　　　　　　D．20％

12．一定量某物质的溶液，其溶质的质量分数为0.2a，当加入等体积的水稀释后，其质量分数小于0.1a，则原溶液的密度（）

A．大于水的密度B．等于水的密度C．小于水的密度D．无法确定

13．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1∶3，则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原子的物质的量之比为　（）

A．21∶5　　　　　　B．11∶3C．3∶1　　　　　　D．4∶1

14．19世纪，化学家对氧化锆的化学式有争议。

经测定，锆（Zr）的相对原子质量约为91，其氯化物的密度是同温同压下H2密度的116倍—117倍，若锆在氧化物中的价态与氯化物中相同，则氧化锆的化学式是（）

A．ZrOB．

C．

D．

15．一定的条件下，将等体积NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的（）

A．1/4　　　　　B．3/4C．1/8　　　　　D．3/8

16．某含氧酸的化学式为HnXO2n-1，该含氧酸受热分解生成氧化物的化学式可能是（）

A．XO　　　　　B．XO2C．X2O3　　　　　　D．XO3

17．工业废气中氮的氧化物是重要的污染源，有一种治理污染的方法是通入适量的NH3将其还原为无毒的N2和H2O，现有含氮的氧化物NO和NO2的混合气体3L，用相同条件下的NH33.5L恰好完全反应，则混合气体中NO和NO2的体积比是（）

A．1∶4　　　　　　　　B．1∶3C．1∶2　　　　　　　　D．1∶1

18.由钠和氧组成的某种离子晶体中阴离子只有O2－和O

（过氧离子）。

在此晶体中，氧元素和钠元素质量之比是48∶92，则其中O2－和O

的物质的量之比为（）

A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶3

19.标准状况下，将VLA气体（摩尔质量为Mg·mol－1）溶于0.1L水中，所得溶液密度为ρｇ·ｍL－1。

则此溶液物质的量浓度为（）

A.

mol·L－1B.

mol·L－1

C.

mol·L－1D.

mol·L－1

20.将NaCl和NaBr的混合物ag溶于足量水中配成1L溶液A，再向A中通入足量Cl2，充分反应后蒸发溶液至干得到（a－2）g晶体。

则A溶液中Na+、Cl－、Br－的物质的量之比肯定不正确的是（）

A.3∶1∶4B.3∶2∶1C.3∶1∶2D.4∶3∶1

21.有一未知浓度的盐酸25mL，在加入5mol·L－1AgNO3溶液25mL后，改加NaOH溶液，结果用去1.0mol·L－1NaOH25mL，恰好完全中和，则盐酸的物质的量浓度为（）

A.0.5mol·L－1B.1.0mol·L－1C.1.5mol·L－1D.2.0mol·L－1

22.某镁、铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁、铝合金中铝的质量分数为（）

A27%B40%C53%D60%

23．如果用0.3mol/L的Na2SO3溶液16mL，刚好将3.2×10-3mol的强氧化剂[RO（OH）2]+溶液中的溶质还原到较低价态，，则反应后R的最终价态是（）

A0B+1C+2D+3

24．往VmLFeBr2溶液中缓慢通入amolCl2，结果溶液中有一半Br-离子被氧化为溴单质，则原FeBr2溶液的物质的量浓度为（）

A2×103a/V（mol/L）B103a/V（mol/L）C3×103a/V（mol/L）D500a/V（mol/L）

25．有一碱性溶液250mL，它可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种，若加入足量的盐酸，产生的气体用Ba（OH）2溶液吸收可得14.775g的白色沉淀，另取用同体积的该碱性溶液，恰能使浓度为0.625g/L的NaOH溶液100mL完全反应，该碱液的组成是（）

ANaOH和Na2CO3BNaHCO3和Na2CO3C仅含Na2CO3D仅含NaHCO3

26．空气和二氧化碳按体积比5：

1混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应。

设空气中氮气和氧气的体积比为4：

1，不计其他成分，且体积都在同温、同压下测定的，则反应后的气体中一氧化碳的体积分数是（　　）

A．29%　B．43%C．50%　D．100%

27．将3.92g复盐

溶于水配成250mL溶液，取出20mL，需用

溶液25mL沉淀出全部

，n值为（　）

A．5　B．6C．7　　D．10

28.只给出下列甲中和乙中对应的量，不能组成一个求物质的量的公式的是（）

①

②

③

④

⑤

甲

物质粒子数

标准状况下气体摩尔体积

固体体积

溶质的质量分数

非标准状况下

物质的质量

乙

阿伏加德罗常数

标准状况下气体体积

固体密度

溶液的体积

物质的摩尔质量

A.②③④B.③④⑤C.③④D.③

29．质量分数分别为70％与10％的两种硫酸等体积混合后，所得硫酸溶液的质量分数为（）

A．40％　　　　　　B．大于40％C．小于40％　　　　　D．无法确定

30．在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22:

9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则此反应中Y和M的质量之比为（）

A、16：

9B、23：

9C、32：

9D、46：

9

二、双项选择题

31．由KCl和KBr组成的混合物，取2.00g样品制成水溶液，加入足量的硝酸后，再加入过量的AgNO3溶液，沉淀完全后过滤，得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示，其中数据合理的是　（）

A．3.06g　　　　　　B．3.36gC．3.66g　　　　　　D．3.96g

32．在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是

A、同质量、不同密度的N2和C2H4B、同温度、同体积的O2和N2

C、同体积、同密度的CO和C2H4D、同压强、同体积的O2和N2

33．

混合气体9mL，点燃后，再恢复到原来状态时，体积减少1mL，通过KOH溶液后又减少5mL。

则关于原混合气体组成的分析，正确的是（）

A．CO必为5mLB．

必为3mLC．

可能是2mLD．CO可能是2mL

34．在

的

溶液中加入100mL溶有

的溶液，再加入100mL溶有

的溶液，充分反应。

下列说法中正确的是（）

A．最终得到白色沉淀和无色溶液

B．最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物

C．在最终得到的溶液中，Cl-的物质的量为0.01mol

D．在最终得到的溶液中，

的物质的量浓度为

35．下列各物质无论以何种比例混合，其碘元素的质量分数不变的是

A、NaIO、NaIB、NaI、KIC、NaIO、KID、NaIO4、KIO3

36．165℃、1×105Pa下，两气态有机物以任意比例混合，1L该混合物与9LO2混合，充分燃烧后所得气体体积仍为10L，下列各组混合烃中不符合此条件的是

A、CH4、C2H4B、CH4、C3H6C、CH3OH、C3H4D、CH4、C3H4

37．将等体积的AlCl3溶液和NaOH溶液混合充分反应后，沉淀中所含的Al物质的量和溶液中所含Al物质的量相等。

则AlCl3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度之比为（）

A、2:

3B、2:

5C、2:

1D、2:

7

38．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100毫升2摩/升的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448毫升气体（标准状况），此时溶液中无Fe3+离子。

则下列判断正确的是（）

A、混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1：

1：

3

B、反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量之比为1：

2

C、混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多

D、混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多

39．在标况下，将4.48LSO2、CO2、H2的混合气体通入适量的饱和NaHCO3溶液中，充分反应后，若溶液中的溶质只有NaHSO3，并且逸出的4.6g气体中只有CO2和H2，则原混合气体中SO2、CO2、H2的体积比是（）

A、1：

1：

1B、1：

1：

2C、1：

2：

3D、2：

2：

3

40．0.8mol锌跟稀硝酸反应，消耗2molHNO3，则还原产物可能是（）

A、NOB、NO2C、N2OD、NH4NO3

三、非选择题

41．已知NH4+离子与HCHO在水溶液中发生如下反应：

4NH4++6HCHO→（CH2）6N4+4H++6H2O

现有某一铵盐，为测定其氮的质量分数，称取铵盐样品2.55g，溶于水后，再加入足量HCHO溶液配成100mL溶液。

充分反应后，从中取出5.00mL溶液，用0.100mol·L-1的NaOH溶液进行中和滴定，恰好用去19.5mL。

试求该铵盐中氮元素的质量分数为______。

（保留3位有效数字）

42．硝酸工业尾气中NO、NO2被NaOH溶液吸收的主要反应为：

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。

若用纯碱溶液处理尾气，反应类似，生成NaNO2、NaNO3，同时放出CO2。

若有标准状况下氮氧化物的混合气体2.016L恰好与1mol·L-1的Na2CO3溶液50mL完全反应，且生成的NaNO2与NaNO3的物质的量之比为4∶1，则混合气体中N2O4与NO2的体积比为______。

43．实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:

试回答:

（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[mCuO、mH2O]时，Cu的相对原子质量的表达式;下列情况将使测定结果偏大的是.（以下选择填空不限1个正确答案,均用字母编号填写）

（a）CuO未全部还原为Cu（b）CuO受潮（c）CuO中混有Cu

（2）如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有__________________。

44.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。

实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）。

实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:

瓶I溶液增重ag,收集到的气体体积（标准状况）为bL,该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式） __________________。

45．常温下气态的化合物M是现代生物和人们日常生活中的一种重要物质，它可由Cl2和NO2气体在一定条件下化合而成。

为了测定M的组成，进行以下实验：

取Cl2和NO2混合气体5L，测得当Cl2所占体积分数为0.2或0.6时，反应后的总体积均为4L。

（1）确定化合物M的化学式_______,发生反应的化学方程式___________。

（2）在相同条件下，NO2和Cl2参加反应的体积比是________,为保证NO2转化充分，可采用措施_________

（3）为保护环境，该反应体系的尾气可用______吸收。

46．把2.56克纯铜放入盛有一定量的浓硝酸的大试管中，立即发生化学反应。

当铜完全反应后，共生成气体1.12升（标况），计算此反应中耗用硝酸的物质的量是_________。

47．（选考内容）某液态卤代烷RX（R是烷基，X是某种卤素原子）的密度是ag·cm-3。

该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH（能跟水互溶）和HX。

为了测定RX的分子量，拟定的实验步骤如下：

准确量取该卤代烷bmL，放入锥形瓶中,在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反反应；反应完成后，冷却溶液，加稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃的塞子，加热，发生反应；过滤、洗涤、干燥后称重，得到固体cg。

（1）该卤代烷中所含卤素的名称是_______，该卤代烷的分子量是____________（列出算式）。

（2）如果在步聚③中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c值（填下列选项代码）______________________。

48．先将卤素互化化合物BrCln4.66g溶于水，再通入过量的SO2，发生如下反应：

BrCln+（n+1）H2O+SO2===HBr+nHCl+H2SO4，然后将所得溶液调至中性，再加入过量的Ba（NO3）2溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的AgNO3溶液处理，可得到15.46g沉淀，则卤素互化物BrCln的n=________。

49．将Na2CO3·10H2