内容正文:
微专题2 化学计算的常用方法
题 型
填空题
考查内容
化学相关计算每年必考,常常结合化学实验、无机化工流程和化学反应原理等进行呈现,命题形式灵活多变,主要涉及“关系式法”“守恒法”等的应用
关系式法
(2021·山东卷,18,节选)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
(1)称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为m3+m1-2m2g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
(2)滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过IO离子交换柱发生反应:WO+Ba(IO3)2===BaWO4+2IO;交换结束后,向所得含IO的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O===2I-+S4O。滴定达终点时消耗c mol/L的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g/mol)的质量分数为×100%或%。
[考题突破]
信息
指引
①“称量”:关键词——“足量CS2”“易挥发”;
②“滴定”涉及转化:WCl6→Na2WO4,及题给三个离子方程式
解题
关键
①根据第1分钟内称量瓶质量变化确定CS2挥发量,根据第2分钟内称量瓶质量变化,确定样品的质量;
②根据题给离子方程式及W元素守恒,确定WCl6与S2O的关系式
解析:(1)称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1 g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2 g,则挥发出的CS2的质量为(m1- m2) g。再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1- m2) g CS2,盖紧称重为m3 g,则样品质量为:m3 g+2(m1- m2) g-m1 g=(m3+m1-2m2) g。
(2)滴定时,根据题给三个离子方程式可得关系式:WO~2IO~6I2~12S2O,结合W元素守恒可知,WCl6~WO,从而可得关系式:WCl6~12S2O,则样品中n(WCl6)=n(S2O)=×c mol/L×V×10-3 L,m(WCl6)=×c mol/L×V×10-3 L×M g/mol= g,因此样品中WCl6的质量分数为:×100%=%。
(2020·浙江1月选考,27,节选)为测定FeC2O4·2H2O(M=180 g·mol-1)样品的纯度,用硫酸溶解6.300 g样品,定容至250 mL。取25.00 mL溶液,用0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。重复实验,数据如下:
序号
滴定前读数/mL
滴定终点读数/mL
1
0.00
19.98
2
1.26
22.40
3
1.54
21.56
解析:分析表中滴定实验数据,第2组数据明显存在偏差,应舍去,根据第1、3组实验数据可知消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL,根据题给滴定反应的离子方程式可得关系式:3MnO~5FeC2O4·2H2O,则有n(FeC2O4·2H2O)=n(MnO)。则样品中m(FeC2O4·2H2O)=×0.100 0 mol·L-1×20.00×10-3L××180 g·mol-1,又知样品的质量为6.300 g,故该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数为×100%≈95.2%。
守恒法
(2021·浙江6月选考,27,节选)将3.00 g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
吸水剂
CO2吸收剂
实验前质量/g
20.00
26.48
实验后质量/g
21.08
30.00
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为0.060_0mol。
[考题突破]
信息
指引
①吸水剂用于吸收有机物燃烧生成的水;
②CO2吸收剂用于吸收有机物燃烧生成的CO2
解题
关键
①根据吸水剂、CO2吸收剂的质量变化分别计算m(H2O)、m(CO2);
②根据质量守恒:m(有机物)=m(C)+m(H)+m(O)求出氧元素质量
解析:(1)根据表格中的数据,吸水剂增加的质量全部为有机物完全燃烧生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)===0.060 0 mol。
(2021·全国甲卷,27,节选)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。
(1)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将