1、培优点一 化学计算中的几种方法1守恒法质量守恒法典例 10.1mol 某烃与 1mol 过量氧气混合,充分燃烧后通过足量的 Na2O2固体,固体增重 15g,从 Na2O2中逸出的全部气体在标准状况下为 16.8L。求烃的化学式。【解析】设烃的化学式为 CxHy,摩尔质量为 a gmol1,因为最后逸出的气体不仅包括反应剩余的 O2,也包括烃燃烧产物 CO2和水蒸气与 Na2O2反应放出的 O2。m(烃)+m(O 2)=m(Na 2O2)+m(逸出气体),则有:0.1mola gmol1+32gmol11mol=15g+;解得 a=70,烃的式量为 70, =5 余 10,所以烃的化学式为32
2、gmol116.8L22.4Lmol1 7012C5H10。【答案】C 5H10原子(或离子)守恒典例 2用含 1.0mol NaOH 的溶液吸收 0.8mol CO2,所得溶液中的 CO 和 HCO 的23 3物质的量之比为( )A13 B21 C23 D32【解析】设生成 Na2CO3、NaHCO 3物质的量为 x、y,由反应前后 C 原子和 Na+守恒可得方程组:解得 解得 ;即所得溶液中 CO 和 HCO 的物质的量之23 3比为 13。【答案】A电子守恒典例 3在一定条件下,PbO 2与 Cr3+反应,产物为 Cr2O 和 Pb2+,则与 1.0mol Cr3+27反应所需的 PbO
3、2物质的量为_。【解析】利用电子守恒进行计算:1.0mol(6-3)=x(4-2),得 x=1.5mol。【答案】1.5mol电荷守恒典例 4在硫酸铝和硫酸钾、明矾的混合物中,若 c(SO )=0.2molL-1,当加入等24体积的 0.2molL-1 KOH 溶液时,生成的沉淀又恰好溶解为止,则原溶液中 K+的物质的量一化学计算中的常用方法x=0.2mol y=0.6molx+y=0.8mol2x+y=0.8mol浓度(molL 1)是( )A0.2 B0.25 C0.3 D0.45【解析】方法 1:原混合液中含有的阳离子是 K+、Al 3+,阴离子是 SO ,因 c(SO )24 24=0
4、.2molL1则 c(K+)+c(Al3+)= c(SO )=0.1molL1;加入 KOH 溶液后发生的反应是12 24Al3+4OH =AlO +2H2O,所以原溶液中 c(Al3+)=c(K+) 2=0.2molL1+ 0.2molL1=0.05molL1,方法 2:根据电荷守恒:3c(Al 3+)+c(K+)14=2c(SO ),推出 c(K+)=2c(SO )-3c(Al3+)=0.25molL124 24【答案】B2差量法典例 5某一元醇 10g 与乙酸反应生成酯 13.2g,同时回收醇 1.0g,则该醇的式量是( )A74 B88 C90 D104【解析】醇与乙酸反应生成酯和水,
5、则乙酸和水的质量差等于酯和醇的质量差,设该醇的式量为 x,则有: ROH+CH 3COOH CH3COOR+H2O m X 60 18 429g (13.2-9)g=4.2g可得: = ;即 x=90x9g424.2【答案】C3关系式法典例 6将 5.6g 铁溶于足量盐酸中,蒸发至干并在空气中灼烧至恒重,最后得到固体的质量最接近于( )A8.0g B19.2g C24.2g D30.6g【解析】由 Fe Fe2+ Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3,所以可得: 2FeFe 2O3;则 Fe2O3的质量 m(Fe2O3)=5.6g160/(256)=8.0g【答案】A4平均值法典例 7燃
6、烧镁和某金属的合金,所生成的氧化物的质量为反应前合金的质量的 2 倍,另一金属可能是( )ACu BBe CNa DAl【解析】镁形成的氧化物中,m(Mg)m(O)=2416,金属质量大于氧的质量;则另一金属形成的氧化物中,金属质量要小于氧的质量。Cu、Be、Na、Al 在燃烧时所形成的氧化物分别是:CuO、BeO、Na 2O2、Al 2O3,其中只有 BeO 中 m(Be)m(O)=916,是金属小于氧的质量。所以选 B。【答案】B5假设法典例 8将两种金属单质混合物 13g,加到足量稀硫酸中,共放出标准状况下气体11.2L,这两种金属可能是( )AZn 和 Fe BCu 和 Zn CAl
7、和 Mg DMg 和 Cu【解析】将混合物当作一种金属来看,因为是足量稀硫酸,13 克金属全部反应生成的11.2L(0.5 摩尔)气体全部是氢气,即这种金属每放出 1 摩尔氢气需 26 克,如果全部是+2价的金属,其平均原子量为 26,则组成混合物的+2 价金属,其原子量一个大于 26,一个小于 26。故 D 符合。【答案】D6讨论法典例 9向 300mL KOH 溶液中缓慢通入一定量的 CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题:(1)由于 CO2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。(2)若通入 CO2气体为 2.24
8、L(标准状况下) ,得到 11.9g 的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的 KOH 溶液的物质的量浓度为多少【解析】 (1)由于 CO2和 KOH 反应时物质的量之比不同,则产物不同,故可根据 CO2和 KOH 反应时物质的量之比对产物进行讨论。由:CO 2+2KOH=K2CO3+H2O;CO 2+KOH=KHCO3可知 n(CO2)/ n(KOH) =1/2 时产物为K2CO3,n(CO 2)/n(KOH)=1 时产物为 KCO 3,所以 n(CO2)/n(KOH)1 时,二氧化碳过量,则固体产物为 KHCO3。答案为:(2)由:CO 2 + 2KO
9、HK 2CO3 +H2O CO 2 + KOHKHCO 322.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g 13.8g11.9g10.0g得到的白色固体是 K2CO3和 KHCO3的混合物。设白色固体中 K2CO3 x mol,KHCO 3 y mol,即CO 2+2KOHK 2CO3+H2O CO 2+KOHKHCO 3x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol解此方程组,得 白色固体中 ,K 2CO3质量为 138gmol-10.0500mol6.90gKHCO3质量为 100gmol-1
10、0.0500mol5.00g消耗 KOH 物质的量为 2x mol+y mol20.0500mol+0.0500mol0.150mol所用 KOH 溶液物质的量浓度为 0.150mol/0.300L0.500molL 1【答案】 (1)K 2CO3+KOH;K 2CO3;K 2CO3+KHCO3;KHCO 3(2)白色固体是 K2CO3和 KHCO3的混合物;m(KHCO 3)= 0.0500mol、m(K 2CO3)=0.0500molC(KOH)=0.500molL11由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物 10 克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为 11.2 升,则混和物中
11、一定含有的金属是( )A锌 B铁 C铝 D镁【解析】本题利用平均摩尔电子质量求解,据 10 克金属与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为 11.2L 可得金属平均摩尔电子质量为 10gmol-1。四种金属的摩尔电子质量分别为 Zn:32.5gmol -1、Fe:28gmol -1、Al:9gmol -1、Mg:12gmol -1,其中只有Al 的摩尔电子质量小于 10gmol-1,故答案为 C。【答案】C2将一定质量的 Mg、Zn、Al 混合物与足量稀 H2SO4反应,生成 H2 2.24L(标准状况) ,原混合物的质量可能是( )二对点增分集训x mol+y mol 0.100mol (C
12、O 2)2.24L22.4molL1138gmol-1x mol100gmol-1y mol11.9g (白色固体)x0.0500mol (K 2CO3)y0.0500mol (KHCO 3)A1.8g B3g C6.5g D10g【解析】一定质量的 Mg、Zn、Al 混合物与足量稀 H2SO4反应,生成 H2 2.24L(标准状况) ,假设全部为 Mg,由 MgH 2可得:m(Mg)=24 =2.4g;假设全部为 Zn 或2.24L22.4L mol1Al,同理可求 m(Zn)=6.5g;m(Al)=1.8g 所以混合物的质量介于 1.8g6.5g 之间,故选:B。【答案】B3将 12g C
13、O 和 CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后,得到气体的总质量为 18g,求原混合气体中 CO2的质量分数。【解析】设原混合气体中 CO2的质量分数为 x。CuO+CO=Cu + CO2 m(气体)28 44 44-28=1612(1-x) 18g-12g=6g即 = 解得 x=12.5%;所以,原混合气体中 CO2的质量分数为 12.5%。2812(1-x)166g【答案】12.5%4为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有 4050 毫克的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品 428 克,设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈
14、蓝色,再用 0.030molL1的硫代硫酸钠溶液滴定,用去 18.00mL 时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应:IO +5I +6H+3I 2+3H2O;I 2+2S2O 2I +S4O 3 23 26【解析】本题为多步反应的计算,可根据反应方程式直接建立 IO 和 S2O 的关系 3 23式进行求解。6S2O IO23 36mol 1mol0.030molL118.00mL10-3 nn(IO )=0.030molL118.00mL10-31mol6mol =0.0910-3mol 3每千克食盐中含 KIO3:(2140.0910 -3428)1000=4510
15、-3=45(mg);即该加碘食盐是合格的【答案】合格510ml 某气态烃在 80ml 氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.0110 5Pa,27)时,测得气体体积为 70ml,求此烃的分子式。【解析】原混和气体总体积为 90ml,反应后为 70ml,体积减少了 20ml。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用差量法进行有关计算。CxHy+(x+ )O2 xCO2 + H2O Vy4 y21 1+y410 20计算可得 y=4,烃的分子式为 C3H4或 C2H4或 CH4【答案】C 3H4或 C2H4或 CH46Cu、Cu 2O 和 CuO 组成的混合物,加入 100mL 0.
16、6molL1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到 224mL NO 气体(标准状况) 。求:(1)写出 Cu2O 跟稀硝酸反应的离子方程式。(2)产物中硝酸铜的物质的量。(3)如混合物中含 0.01moL Cu,则其中 Cu2O、CuO 的物质的量分别为多少?(4)如混合物中 Cu 的物质的量为 X,求其中 Cu2O、CuO 的物质的量及 X 的取值范围。【解析】抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解, (1)利用电子守恒进行配平:3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H 2O;(2)利用 N 原子守恒:n(HNO 3)=0.06mol,n(NO)=0.01mol,则
17、nCu(NO3)2=(0.06-0.01)/2=0.025mol;(3)本题混合物中虽含有Cu、Cu 2O 和 CuO 三种物质,但参加氧化还原反应的只有 Cu、Cu 2O,所以利用电子守恒可直接求解。转移电子总数:n(e -)= n(NO)3=0.03mol;Cu 提供电子数:0.012=0.02mol;Cu 2O 提供电子数:0.03-0.02=0.01mol;n(Cu 2O)=0.01/2=0.005mol,n(CuO)=0.0025-0.01-0.0052=0.005mol;(4)根据(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol,n(CuO)=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设:若电子全由 Cu提供则 n(Cu)=0.015mol;若电子全由 Cu2O 提供则 n(Cu2O)=0.015mol,则 n(Cu2+)=0.03mol 大于了 0.025mol,说明 n(Cu)不等于 0,另根据 n(CuO)=X-0.005mol 要大于0,可得 n(Cu)0.005mol。所以 0.005mol n(Cu)0.015mol。【答案】 (1)3Cu 2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H 2O(2)0.025mol(3)0.005mol;0.005mol(4)0.015-Xmol;X-0.005mol;0.005moln(Cu)0.015mol。