化學計算
考點聚焦
1、高考中化學計算主要包括以下類型:①有關(guān)相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量及確定分子式的計算;②有關(guān)物質(zhì)的量的計算;③有關(guān)氣體摩爾體積的計算;④有關(guān)溶液濃度(質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度);⑤利用化學方程式的計算;⑥有關(guān)物質(zhì)溶解度的計算;⑦有關(guān)溶液pH值與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算;⑧有關(guān)燃燒熱的簡單計算;⑨以上各種化學計算的綜合應用。
2、常見題型為計算選擇題,計算填空題、實驗計算題、計算推斷題和綜合計算題,而計算推斷題和綜合計算題,力求拉開學生的層次。
3、近年高考化學計算題主要有以下特點:
(1)注意速算巧解
一般在第Ⅰ卷中會出現(xiàn)五到七個左右要計算的量很少或者根本不需要計算的試題。其命題意圖是考查對化學知識的理解、掌握和運用。重點考查學生運用題給信息和已學相關(guān)知識進行速算巧解的能力。
(2)起點高、落點低
這方面主要是第Ⅱ卷中的計算題。試題常以信息給予題的形式出現(xiàn),但落點仍是考查基本計算技能。
(3)學科滲透,綜合考查
主要考查各種數(shù)學計算方法的運用、物理學科中的有效數(shù)字及語文學科的閱讀能力。
(4)綜合計算題的命題趨勢是理論聯(lián)系實際,如以生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護等作為取材背景編制試題,考查視野開闊,考查學生用量的觀點把握化學知識、原理、過程等。
4、學生化學計算題失分的主要原因
1、審題不夠仔細;
2、基礎不夠扎實;
3、思考不夠全面;
八個“不夠” 4、思維不夠靈敏;
5、運算不夠準確;
6、格式不夠規(guī)范;
7、表達不夠清楚;
8、時間不夠充裕。
化學計算是學生必須掌握的基本技能之一。而思維能力較差的學生就是害怕計算,其原因是:一、對計算所依托的基本化學原理和性質(zhì)不熟悉;二、對基本的計算技能掌握不到位;三、思維不靈活,不會審題,不會尋找解題的突破口,不會分析問題,也就不會解決問題。要求教師加強解題策略相關(guān)知識的教學;加強學科問題解決的研究。
1. 將Wg鐵、氧化鐵和氧化銅組成的混合物粉未放入100mL 4.4mol/L鹽酸中,反應完全后得氫氣896mL(標況),生成的溶液中只有FeCl2、HCl和
分析:解答此題的關(guān)鍵,是審清題意,找出等量關(guān)系,選準突破口。首先確定由生成溶液中的鹽酸可知反應后的
解法一:
Cu的物質(zhì)的量mol
CuO的質(zhì)量=0.02×80=1.6(g)
設混合物中Fe2O3的物質(zhì)的量為x。
CuCl2 + Fe = FeCl2 +Cu
0.02mol 0.02mol
根據(jù)反應耗用鹽酸的量列方程求解
Fe2O3的質(zhì)量(g)
Fe的質(zhì)量(g)
解法二:
設混合物中含鐵的物質(zhì)的量為,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為
根據(jù)氧化還原反應中的電子守恒
2H+――H2得電子的物質(zhì)的量0.04×2(mol)
CuO――Cu得電子的物質(zhì)的量0.02×2(mol)
根據(jù)守恒列方程
解方程組
Fe的質(zhì)量
Fe2O3的質(zhì)量
2. 某化工廠用NH3制備NH4NO3。已知NH3制NO的產(chǎn)率是96%;NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,HNO3與NH3反應生成NH4NO3。則制HNO3所用去NH3的質(zhì)量占總耗NH3的質(zhì)量的百分比是多少?(不考慮生產(chǎn)上的其它損耗)
分析:根據(jù)反應
由于生產(chǎn)中NO2與H2O反應生成HNO3和NO,不斷地補充空氣使NO多次被氧化成NO2,被水吸收,最后比較完全轉(zhuǎn)化HNO3,因此,第三步反應在考慮到循環(huán)反應后可用下式表示:
由以上四個反應可得最初反應物與最終產(chǎn)品的關(guān)系式:
4NH3~4NO~4NO2~4HNO3
設生產(chǎn)耗用NH3為x噸,生產(chǎn)NH4NO3耗用NH3 y噸
生產(chǎn)HNO3耗用NH3的質(zhì)量百分比
答:略。
3. 金屬錫的純度可以通過下述方法分析:將試樣溶于鹽酸,反應的化學方程式為:Sn+2HCl=SnCl2+H2再加入過量的FeCl溶液,發(fā)生如下反應:SnCl2+2FeCl=SnCl4+2FeCl2最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成Fe2+,反應的化學方程式為:現(xiàn)有金屬錫試樣
分析:該題是應用關(guān)系式法解多步反應的綜合計算。根據(jù)題目所給出的三個化學反應,得出Sn與K2Cr2O7的物質(zhì)量的關(guān)系。
答:略。
鞏固聯(lián)系
4. 在100mL 36.5%的濃鹽酸(密度為
分析:任何溶液在稀釋時,溶液和溶劑的量都要發(fā)生變化,但溶質(zhì)的量不變,據(jù)此可以得到稀釋下列各種濃度的溶液計算公式。
百分比濃度溶液的稀釋公式:
濃溶液的質(zhì)量×濃溶液的濃度 = 稀溶液的質(zhì)量×稀溶液的濃度
mol爾濃度的溶液稀釋公式:
濃溶液的濃度×濃溶液的體積(L) = 稀溶液的濃度×稀溶液的體積
同一溶質(zhì)的兩種不同濃度的溶液混合時,混合溶液的濃度介于溶液之間,混合液跟兩原溶液中溶質(zhì)、溶液量的基本關(guān)系是:
(1)混合液中所含溶質(zhì)的總量等于兩原溶液的溶質(zhì)質(zhì)量之和。
(2)混合溶液的質(zhì)量等于兩原溶液的質(zhì)量之和,但體積不等于兩原溶液的體積之和(當兩原溶液很稀時,通常把混合液的體積近似地看做兩原溶液的體積之和。)
在應用上述關(guān)系進行復雜的混合溶液計算時,可先算出混合溶液的總質(zhì)量和溶質(zhì)的總質(zhì)量,然后再求出混合溶液的濃度。
設需加入VmL 2mol/L的鹽酸
混合液中溶質(zhì)的總物質(zhì)的量
混合溶液的總體積:
混合液的物質(zhì)的量濃度:
答:略
5. 氯氣通入氨水中發(fā)生下列反應:L氯、氮混合氣(90%Cl2、10%的N2)通入濃氨水實驗測得逸出氣體在標況下為
分析:設有xg氮氣被氧化
由方程式可得出:
答:略。
6. 將5.000gNaCl、NaBr、CaCl2的混合物溶于水,通入氯氣充分反應,然后把溶液蒸干并灼燒,得殘留物
分析:根據(jù)題意可列出下圖示,幫助審清題意,找出思路和解法。
根據(jù)圖示可分析:
(1)CaCO3的質(zhì)量為
(2)混合物中通入Cl2
(3)NaCl的質(zhì)量
(4)各組分的百分含量
7.向含0.02mol Al3+的明礬溶液中,逐滴加入0.1mol/L的Ba(OH)2溶液時,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量y(g)與Ba(OH)2溶液的體積x(mL)的關(guān)系如圖所示。求圖中:
V1=
V2=
m1=
m2=
分析:本題要從分析圖中所體現(xiàn)的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入Ba(OH)2體積的函數(shù)關(guān)系求出V1、V2和m1、m2的值。
從圖中可以看出,當加入V1mL的Ba(OH)2時,可得沉淀m
(1)含有0.02mol Al3+的明礬溶液中含有0.04mol的SO42-。
當加入V1mL Ba(OH)2時,
(2)當加入V2mL Ba(OH)2溶液時,
8.某金屬R
分析:設R的原子量為m,兩種金屬氯化物的分子式分別為RClx和RCly
………①
………②
討論:(1)當 不合理
(2)當 合理
(3)當 不合理
9. 混合兩種未知物的溶液,生成
分析:能使石灰水變渾濁且無刺激性氣味的氣體應是CO2,故
設碳酸鹽的分子式為MCO3
此二價金屬為Ca。
濾液蒸干后得
此氣態(tài)氧化物的mol爾質(zhì)量為:
(g/mol)
分解產(chǎn)物的mol爾比:
H2O∶RxOy∶0.05∶0.0252∶1
分解產(chǎn)物為H2O和氣態(tài)氧化物,分解溫度為
此鹽只能是NH4NO3
設其分解產(chǎn)物為H2O和NxOy
則對NxOy而言有
則
討論,均為正整數(shù),且只可能是1或2,
(1)若
(2)若
由此可肯定此鹽為NH4NO3,熱分解產(chǎn)物為H2O和N2O。
未知物是
10. 兩種烴的混合氣體20mL,跟過量的氧氣混合點燃,當產(chǎn)物通過濃H2SO4時,體積減小30mL,通過堿石灰后的體積又減少40mL(以上均換算成標準狀況的體積),問該混合物的組成可能有幾種?在各種可能組成中,每種烴各是多少?
分析:氣態(tài)烴的碳原子數(shù)都小于4。20mL混合烴完全燃燒生成40mL CO2和30mL水蒸氣,可知1mol混合烴平均含2mol C原子和3mol H原子,從而推知,該混合烴只能是C2H6和C2H2或C2H4和C2H2的混合物。
討論:
(1)若混合烴含有x mL C3H6,則含有(20-x)mL C2H2
由題意可知:
C2H2:20-5=15(mL)
(2)若混合烴含有y mL C2H4,則含有,
可能有兩種組合
11. 現(xiàn)有氧化銅和碳粉的混合物共Amol,將它在隔絕空氣條件下加熱,反應完全后,冷卻,得到殘留固體。
(1)寫出可能發(fā)生反應的化學方程式
(2)若氧化銅在混合物中的量的比值為
問:x為何值時,殘留固體為何種物質(zhì)?寫出殘留固體的物質(zhì)的量與x值之間 的關(guān)系。將結(jié)果填入下表。
殘 留 固 體
x值
分 子 式
物質(zhì)的量
分析:(1)首先寫出有關(guān)的化學反應方程式,根據(jù)化學方程式中有關(guān)物質(zhì)間的物質(zhì)的量的關(guān)系,分析當CuO恰好完全反應時,x值是多少?
按①式反應,x值為時,反應物恰好反應;按②式反應,x值為時,反應物恰好完全反應。
(2)當時,CuO過量,按C的量計算。
剩余CuO的物質(zhì)的量
(3)當不足量,按CuO的量計算,生成銅的量為Ax。
(4)當時,C過量,按②式中的CuO的量計算,生成銅為Ax,剩余C的物質(zhì)的量為:
將所得結(jié)果的有關(guān)數(shù)值填入下表:
x 值
殘 留 固 體
分 子 式
物 質(zhì) 的 量
Cu
CuO
A(3x-2)
Cu
Ax(或A)
Cu
Ax
Cu
Ax(或)
Cu
C
Ax
A(1-2x)
12.
(1)C中發(fā)生的反應,其化學方程式是 。已知原C中的氣體為單一氣體,它是 。(若有多種可能答案,需一一列出。)將反應后C筒中的氣體,用水吸收后,氣體體積,減小一半,則與水反應前C中的氣體是 。(若有多種答案需一一列出。)
(2)若實驗開始前A、C中的氣體體積(換算成標況)分別為
分析:本題要求學生將分子量、物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、化學方程式計算與元素及其化合物的性質(zhì)結(jié)合起來,根據(jù)試題給出的條件,進行分析、推理和論證。
(1)由C筒中發(fā)生的化學現(xiàn)象氣體由無色變?yōu)榧t綜色,可判斷C中發(fā)生的化學反應為:2NO+O2=2NO2;又根據(jù)C筒中的氣體反應后并無體積變化,可知C中為NO,由B管進入C中氣體為純O2,反應后O2并未過量。與水反應后,氣體體積減半,已知與水反應前C筒中的氣體為NO2和NO的混合氣。
(2)設與水反應前C筒中NO2的體積為,NO為 ,根據(jù)題意列方程組:
由B管進入C筒中的
若
對照試題所給出的已知氣體中沒有一種氣體的mol爾質(zhì)量等于或大于
討論:(1)若A中的氣體全部是CO2(即進入C的O2全部由CO2和Na2O2反應而得。)根據(jù)反應方程式
(2)若A中的氣體是CO2和O2的混合氣。設A中CO2和O2的體積分別為。
根據(jù)題意
解題:
該結(jié)果與題設條件相符,所以A中的氣體是CO2和O2的混合氣體。
A中的氣體的質(zhì)量。
13. 向
分析:解題的關(guān)鍵是抓住
設
混合醛的平均分子量
設A醛、B醛分子式分別為,則A、B的分子量分別為14n+16、14n+30
14. 今有分子組成相差1個碳原子和若干個氫原子的兩種單烯烴的混合物,若取該單烯烴混合物的質(zhì)量為
(1)試確定原混合烴中兩種單烯烴的分子組成。
(2)為了使該混合烴對氧氣的密度≥
分析:
(1)取單烯烴混合物為
∴混合烴的平均分子量≤42
∴該混合烴的組成C2H4和C3H6
(2)該混合烴的平均分子量≥33.6(1.05×32)
設混合烴中C3H6為x mol,C2H4為y mol
則
解得
又∵燃燒產(chǎn)物增加的物質(zhì)的量由C3H6燃燒所致
∴
∴C2H4的物質(zhì)的量≥0.4
∴
15. 鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產(chǎn)物溶解在60毫升濃度為2.0mol/升的鹽酸中,再用20毫升0.5mol/升NaOH溶液中和多余的鹽酸,然后在此溶液中加過量的堿,把氨全部蒸出來,用稀HCl吸收,稀HCl增重
分析:此題涉及反應較多,如按常規(guī)計算非常復雜,如巧用電荷守恒法可使計算大為簡化。
該題反應變化的圖式:
在圖(B)中,根據(jù)電荷守恒,有下列關(guān)系:
16. 飽和烴A和不飽和烴B在常溫下均為氣體,其中A含C原子數(shù)多于B。
(1)將A、B按一定比例混合。
A的分子式
B的分子式
VA∶VB
(2)1mol該混合氣體恰好能使含0.4mol溴的CCl4溶液完全褪色,推斷上述組合中符合該條件的A與B的分子式并填入下表
A的分子式
B的分子式
分析:(1)本題是用計算推理方法確定混合烴的組成。
也可用十字交叉來解:
其它組合可依此類推,于是得到:
組合的編號
A的分子式
B的分子式
①
C4H10
C2H4
4∶1
②
C4H10
C2H2
4∶1
③
C4H10
C3H6
3∶2
④
C4H10
C3H4
3∶2
(2)
A的分子式
C4H10
C4H10
B的分子式
C2H2
C3H6
17. 有不同濃度的NaOH溶液各取100mL分別通入SO2
分析:SO2與NaOH溶液反應,可能有三種情況:NaOH過量,所得固體為Na2SO3和NaOH的混合物;SO2部分過量,所得固體為Na2SO3和NaHSO3的混合物;SO2極大過量所得固體為NaHSO3,因此本題應首先確定固體的成分。
(1)應用極值法先確定兩個極值
a:設SO2與NaOH完全作用生成Na2SO3
b:設SO2極大過量,最終產(chǎn)物為NaHSO3
(2)討論確定產(chǎn)物
a:因,所以b g固體為Na2SO3和NaHSO3的混合物
b:因所以
(3)計算
a:第一種情況,設生成Na2SO3為xmol,NaHSO3為ymol
b:第二種情況:因NaOH過量,所以H2SO2完全反應。設參加反應的NaOH為amol,生成Na2SO3為bmol,過量的NaOH為Cmol
18. 已知Cl-與Ag+,每次新生成的AgCl中又有10%見光分解成單質(zhì)和Cl2,Cl2又可在水溶液中歧化成HClO3和HCl,而這樣形成的Cl-又與剩余的Ag+作用生成沉淀,這樣循環(huán)往復,直到最終,F(xiàn)有含1.1molNaCl的溶液,向其中加入足量AgNO3。求最終能生成多少克難溶物(Ag和AgCl)?若最后溶液體積為
[解析]此題為運用數(shù)列知識解決化學問題的試題。發(fā)生反應為
Ag++Cl-=AgCl↓,2AgCl===2Ag+Cl2,3Cl2+3H2O=HClO3+5HCl由題意可知n(AgCl):n(Ag)=9:1,由2AgCl――Cl2――1/3HClO可知1molAgCl可轉(zhuǎn)化為HClO31/6mol,因此n(AgCl):n(Ag):n(HClO3)=9:1:1/6=54:6:1,總反應方程式為
60Ag++55Cl-+3H2O=54AgCl↓+6Ag↓+ClO3-+6H+,從而求出m(難溶物)=
19. Na2S2O3•5H2O(俗稱海波)是照相業(yè)常用的一種定影劑,常采用下法制備:將亞硫酸鈉溶液與硫粉混合共熱,生成硫代硫酸鈉Na2SO3+S=Na2S203,濾去硫粉,再將濾液濃縮、冷卻,即有Na2S2O3•5H2O晶體析出,該法制得的晶體中;煊猩倭縉a2SO3和Na2SO4的雜質(zhì)。
為測定一種海波晶體樣品的成分,某同學稱取三份質(zhì)量不同的該樣品,分別加入相同濃度的H2SO4溶液20mL,充分反應后濾出硫,并將濾液微熱(假定生成的SO2全部逸出),測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下(標準狀況):
第一份
第二份
第三份
樣品的質(zhì)量/g
12.60
18.90
28.00
二氧化硫的體積/L
1.12
1.68
2.24
硫的質(zhì)量/g
1.28
1.92
2.56
(1)樣品與硫酸可能發(fā)生反應的離子方程式為 ;
(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析,該樣品 (填選項字母);
A、只含有Na2S203
B、含有Na2S203和Na2S03
C、含有Na2S203 、Na2S03,和Na2S04三種成分
(3)試計算,該樣品中各成分的物質(zhì)的量之比?
(4)所加硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 ;
(5)若將
試討論:當a在不同取值范圍時,SO2的體積b,并請在下圖中畫出b隨a的變化的曲線。
b(L)
6.72
5.60
4.48
3.36
2.24
1.12
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
[解析]這是一道綜合題,題中涉及了混合物反應的計算,過量問題的計算、計算推斷、數(shù)據(jù)缺省型的計算、范圍討論計算及數(shù)形結(jié)合計算等。
答案:(1)略。由表中數(shù)據(jù)分析可知第一份、第二份樣品進行實驗時H2SO4足量,從而求算得出(2)C和(3)n(Na2S2O3):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=4:1:1.
(4)由表中數(shù)據(jù)分析可知第三份實驗中H2SO4量不足,求出C(H2SO4)=5.0mol/L。
(5)m樣品/m1=
圖象為
b(L)
6.72
5.60
4.48
3.36
2.24
1.12
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
20.硫鐵礦高溫下空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫:4FeS2+11O2→8SO2+2Fe2O3
設空氣中N2、O2的含量分別為0.800和0.200(體積分數(shù),以下氣體含量均用體積分數(shù)表示),試完成下列各題:
(1)1.00mol FeS2完全氧化,需要空氣的體積(標準狀況)為 L
(2)
(3)用空氣氧化FeS2產(chǎn)生的氣體混合物中,O2的含量為0.0800,計算SO2的含量。
(4)設FeS2氧化產(chǎn)生的氣體混合物為
① 寫出a和b的關(guān)系式
② 在右圖中畫出a和b的關(guān)系曲線(FeS2氧化時,空氣過量20%)
說明:為方便作圖,縱坐標用13b表示
命題意圖:主要考查對元素化合物知識與生產(chǎn)實際的聯(lián)系,考查學生嚴密的分析能力、和逆向思維能力及完整的解綜合試題的能力,該題是圖、數(shù)結(jié)合的由若干小題組合的綜合計算,逐題深入,靈活性強,意在考查學生分析問題和解決問題的實際能力。
解析:(1)4FeS2 → 11O2
4 11 所需O2體積為:
1 mol mol
(2)11O2 → 8SO2
11 8
L y y=
生成的氣體體積為:
(3)設SO2為X(體積分數(shù)),
11O2 → 8SO2
11 8
x
O2的總體積為:(+0.0800) ; N2的總體積為:(+0.0800);若混合氣體的總體積為1,則N2的總體積也可表示為:1-0.0800-X
所以有:4×(11×X/8+0.0800)=1-0.0800-X
X=0.0923
(4)①FeS2氧化產(chǎn)生的氣體混合物為
13b=200-
②由一次函數(shù)列表為:
橫坐標(a)L
20
10
3
縱坐標13b
0
100
170
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