内容正文:
第4讲 以物质的量为中心的化学计算常用方法(综合应用课)
以物质的量为中心的化学计算是高考的必考点,涉及的运算方法主要有比例式法、关系式法和热重分析法。学通学精这些方法是解题的金钥匙,能使复杂的计算简单化、规律化。有利于学生养成解决相关问题的科学思维。
1.(2022·全国乙卷)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是 ( )
答案:D
2.(2022·湖南等级考·节选)产品中BaCl2·2H2O的含量测定。
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为__________(保留三位有效数字)。
3.(2022·辽宁等级考·节选)取2.50 g H2O2产品,加蒸馏水定容至100 mL摇匀。取20.00 mL于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为________。
4.(2022·浙江选考)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算:
(1)x=__________(写出计算过程)。
(2)气体产物中n(O2)=________mol。
(一)比例式法
1.应用原理
写 写出有关的化学方程式
找 找出相关物质对应的化学计量数,从而找出相关物质的物质的量之比
列 将有关的四个量列出比例式
解 根据比例式求出n,再求m、V或c
答 写出简明答案
2.解题步骤
[综合应用训练]
1.在标准状况下,15.6 g Na2O2投入足量水中,充分反应,生成NaOH的物质的量为多少?生成O2的体积为多少?
2.200 g含MnO2 87%的软锰矿与足量浓盐酸共热,充分反应。请计算:
(1)在标准状况下生成Cl2为________L。
(2)被氧化的HCl为________ g。
(二)关系式法
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,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。高考题量大,时间紧,对于涉及多步计算的问题,如滴定实验的有关计算,巧妙运用关系式法,可以缩短答题时间;解题的关键是正确书写关系式。
类型(一) 根据多步反应的方程式找关系式
[例1] (2021·山东等级考·节选)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,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________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
[思维建模] 多步反应找关系式的解题步骤
类型(二) 根据不同物质中所含同种元素的原子个数找关系式
[例2] 银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
[思维建模] 用原子守恒找关系式的方法
(1)实际化工生产中往往涉及多步反应,但原料和产品中的某种主要元素是相同的,据此可以找出关系式,如利用转化反应中Cu原子守恒可得出关系式:Cu~CuO~CuSO4~CuAlO2,这样可避免书写化学方程式,缩短解题时间。
(2)寻找关系式时,要特别注意原料中的主要元素是否全部转化为产物,如不能完全转化,可以将分步转化率换算成总转化率进行计算。
[综合应用训练]
1.工业上,利用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)冶炼金属,产生的废气可以制备硫酸。某黄铜矿中铜元素的质量分数为a%(假设杂质不含铜、铁、硫元素),其煅烧过程转化率为75%,得到的SO2