高考化学专题一化学计算中的几种方法

培优点一 化学计算中的几种方法

1．守恒法

①．质量守恒法

典例1．0.1mol 某烃与1mol 过量氧气混合，充分燃烧后通过足量的Na 2O 2固体，固体增重15g ，从Na 2O 2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C x H y ，摩尔质量为a g·mol ?1，因为最后逸出的气体不仅包括反应剩余的O 2，也包括烃燃烧产物CO 2和水蒸气与Na 2O 2反应放出的O 2。m(烃)+m(O 2)=Δm(Na 2O 2)+m(逸出气体)，则有：0.1mol×a g·mol ?1+32g·mol ?1×1mol=15g+；解得a=70，烃的式量为70，=5余10，所以烃的化学式为C 5H 10。

32g·mol ?1×16.8L

22.4L·mol ?17012【答案】C 5H 10

②．原子(或离子)守恒

典例2．用含1.0mol NaOH 的溶液吸收0.8mol CO 2，所得溶液中的CO 和HCO 的物质2－3－3的量之比为（ ）

A ．1∶3

B ．2∶1

C ．2∶3

D ．3∶2

Na 2x 、y ，由反应前后C 原子和Na +守恒可得方解得；即所得溶液中CO 和HCO 的物质的量之2－3－3比为1∶3。

【答案】A

③．电子守恒

典例3．在一定条件下，PbO 2与Cr 3+反应，产物为Cr 2O 和Pb 2+，则与1.0mol Cr 3+反2－7应所需的PbO 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

④．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 )=0.2mol·L -1，当加入等体2－4积的0.2mol·L -1 KOH 溶液时，生成的沉淀又恰好溶解为止，则原溶液中K +的物质的量浓度

一．化学计算中的常用方法

(mol·L ?1)是（ ）

A ．0.2

B ．0.25

C ．0.3

D ．0.45

【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

2－4c(SO )=0.2mol·L ?1则c(K +)+c(Al 3+)=c(SO )=0.1mol·L ?1；加入KOH 溶液后发生的反应2－412

2－4是Al 3++4OH ===AlO +2H 2O ，所以原溶液中c(Al 3+)=c(K +)=0.2mol·L ?1+－－214

×0.2mol·L ?1=0.05mol·L ?1，方法2：根据电荷守恒：3c(Al 3+)+c(K +)=2c(SO )，推出

2－4c(K +)=2c(SO )-3c(Al 3+)=0.25mol·L ?1

2－4【答案】B

2．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（ ）

A ．74

B ．88

C ．90

D ．104

【解析】醇与乙酸反应生成酯和水，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： R －OH+CH 3COOH CH 3COOR+H 2O Δm

――→ X 60 18 42

9g （13.2-9）g=4.2g

可得：=；即x=90 x 9g 424.2

【答案】C

3．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（ ）

A ．8.0g

B ．19.2g

C ．24.2g

D ．30.6g

【解析】由Fe Fe 2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe 2O 3，所以可――→ ――→ ――→ ――→ 得：2Fe －Fe 2O 3；则Fe 2O 3的质量m(Fe 2O 3)=5.6g×160/(2×56)=8.0g

【答案】A

4．平均值法

典例7．燃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（ ）

A．Cu B．Be C．Na D．Al

【解析】镁形成的氧化物中，m(Mg)∶m(O)=24∶16，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、Na2O2、

Al2O3，其中只有BeO中m(Be)∶m(O)=9∶16，是金属小于氧的质量。所以选B。

【答案】B

5．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（）

A．Zn和Fe B．Cu和Zn C．Al和Mg D．Mg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】D

6．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2.24L（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：①CO2+2KOH===K2CO3+H2O；②CO2+KOH===KHCO3可知n(CO2)/ n(KOH) =1/2时产物为K2CO3，n(CO2)/n(KOH)=1时产物为KＨCO3，所以

n(CO2)/n(KOH)<1/2时，KOH过量，则产物为K2CO3+KOH；1/2< n(CO2)/n(KOH)<1时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为K2CO3+KHCO3；

n(CO2)/n(KOH)>1时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO3。答案为：

（2）由：①CO2 + 2KOH＝K2CO3 +H2O ②CO2 + KOH＝KHCO3

22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g

2.24L(标态) 1

3.8g 2.24L(标态) 10.0g

∵13.8g＞11.9g＞10.0g

∴得到的白色固体是K2CO3和KHCO3的混合物。

设白色固体中K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即

①CO2+2KOH＝K2CO3+H2O ②CO2+KOH＝KHCO3

∴23

KHCO3质量为100g·mol-1×0.0500mol＝5.00g

消耗KOH物质的量为2x mol+y mol＝2×0.0500mol+0.0500mol＝0.150mol

∴所用KOH溶液物质的量浓度为0.150mol/0.300L＝0.500mol·L?1

【答案】（1）①K2CO3+KOH；②K2CO3；③K2CO3+KHCO3；④KHCO3

（2）白色固体是K2CO3和KHCO3的混合物；m(KHCO3)= 0.0500mol、m(K2CO3)=0.0500mol C(KOH)=0.500mol·L?1

二．对点增分集训

1．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10g·mol-1。四种金属的摩尔电子质量分别为Zn：32.5g·mol-1、Fe：28g·mol-1、Al：9g·mol-1、Mg：12g·mol-1，其中只有Al 的摩尔电子质量小于10g·mol-1，故答案为C。

【答案】C

2．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（ ）

A ．1.8g

B ．3g

C ．6.5g

D ．10g

【解析】一定质量的Mg 、Zn 、Al 混合物与足量稀H 2SO 4反应，生成H 2 2.24L （标准状况），假设全部为Mg ，由Mg －H 2可得：m(Mg)=24×=2.4g ；假设全部为Zn 或2.24L 22.4L mol ?1

Al ，同理可求m(Zn)=6.5g ；m(Al)=1.8g 所以混合物的质量介于1.8g ～6.5g 之间，故选：B 。

【答案】B

3．将12g CO 和CO 2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CO 2的质量分数。

【解析】设原混合气体中CO 2的质量分数为x 。

CuO+CO===Cu + CO 2 Δm(气体)

28 44 44-28=16

12(1-x) 18g-12g=6g

即 = 解得x=12.5%；所以，原混合气体中CO 2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40～50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，溶液呈蓝色，再用0.030mol·L ?1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+3H 2O ；I 2+2S 2O →2I －+S 4O

－32－32－6【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S 2O 的关系式进

－32－3行求解。

6S 2O IO 2－3――→ －

36mol 1mol

0.030mol·L ?1×18.00mL×10-3 n

n(IO )=0.030mol·L ?1×18.00mL×10-3×1mol÷6mol =0.09×10-3mol －

3每千克食盐中含KIO 3：(214×0.09×10-3÷428)×1000=45×10-3=45(mg)；即该加碘食盐是合格的

【答案】合格

5．10ml 某气态烃在80ml 氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01×105Pa ，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。

C x H y +(x+)O 2xCO 2 +H 2O ΔV y 4――→ y 2

1 1+ y 4

10 20

计算可得y=4，烃的分子式为C 3H 4或C 2H 4或CH 4

【答案】C 3H 4或C 2H 4或CH 4

6．Cu 、Cu 2O 和CuO 组成的混合物，加入100mL 0.6mol·L ?1HNO 3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Cu 2O 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Cu 2O 、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Cu 2O 、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：3Cu 2O+14HNO 3===6Cu(NO 3)2+2NO↑+7H 2O ；（2）利用N 原子守恒：n(HNO 3)=0.06mol ，n(NO)=0.01mol ，则n[Cu(NO 3)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：0.01×2=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)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol ；（4）根据（3）解法可得n(Cu 2O)=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Cu 2O 提供则n(Cu 2O)=0.015mol ，则n(Cu 2+)===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+14HNO 3===6Cu(NO 3)2+2NO↑+7H 2O

（2）0.025mol

（3）0.005mol；0.005mol

（4）0.015-Xmol；X-0.005mol；0.005mol