第4讲 以物质的量为中心的综合计算 -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第4讲 以物质的量为中心的综合计算 本讲复习目标 1．掌握以物质的量为中心的综合运算方法，包括关系式法、守恒法、差量法。 2．掌握化学计算的思维模型，包括质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒。 3．进一步理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。 夯基·知识精讲 一．利用关系式法计算 1．依据化学方程式中的定量关系进行相关计算 （1）应用原理 在化学方程式中，各物质的物质的量之比等于其化学计量数之比。各物质均为气体时，各物质的气体体积之比等于其化学计量数之比。 （2）解题步骤 【例题1】高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L－1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL。该样品的纯度为________(列出计算式即可，已知2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O)。 【答案】×100% 【解析】 由2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O知， w(KMnO4)＝×100%＝×100%。 【例题2】某同学设计如下实验测定绿矾样品(主要成分为FeSO4·7H2O)的纯度，称取11.5 g绿矾产品，溶解，配制成1 000 mL溶液；分别量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗高锰酸钾溶液的平均体积为20.00 mL。根据数据计算该绿矾样品的纯度约为(　　) A．94.5% B．96.1% C．96.7% D．97.6% 【答案】C 【解析】 高锰酸根离子与亚铁离子反应的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，n(KMnO4)＝20.00×10－3 L×0.010 00 mol·L－1＝2.0×10－4 mol，则n(FeSO4·7H2O)＝5n(KMnO4)＝1.0×10－3 mol，w(FeSO4·7H2O)＝×100%≈96.7%。 【例题3】已知某加碘盐(含KIO3的食盐)中含碘量为25.4～50.0 mg·kg－1。现有1 000 kg该加碘盐，计算： (1)该加碘食盐中至少含碘________mol。 (2)若用KI与Cl2反应制KIO3，标准状况至少需要消耗多少体积的Cl2(写出计算过程)? 【答案】 (1)0.2 (2)用KI与Cl2反应制KIO3的反应为KI＋3Cl2＋3H2O===KIO3＋6HCl，根据KI～3Cl2～KIO3可知，则至少需要消耗标准状况下Cl2的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol，体积为0.6 mol×22.4 L·mol－1＝13.44 L 【解析】 (1)已知某加碘盐(含KIO3的食盐)中含碘量为25.4～50.0 mg·kg－1；则1 000 kg该加碘食盐中至少含碘25.4 g，I的物质的量为＝0.2 mol。 2．利用关系式法解答连续反应类计算题 （1）应用原理 关系式是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子。在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间“量”的关系。 （2）解题步骤 【例题1】硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题： 利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下： (1)溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的________中，加蒸馏水至________。 (2)滴定：取0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液__________________，即为滴定终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(结果保留1位小数)。 【答案】 (1)烧杯　容量瓶　溶液的凹液面与刻度线相切 (2)蓝色褪去，且半分钟内不恢复成原来的颜色　95.0 【解析】 (1)配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面与刻度线相切。(2