内容正文:
第8讲 化学计算的常用方法
课程标准
1.理解物质的量在化学计算中的“桥梁”作用。
2.了解化学计算的常用方法。
3.初步建立化学计算的思维模型。
授课提示:对应学生用书第36页
考点一 守恒法的应用
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中存在各种各样的守恒,如原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。
1.有一在空气中放置了一段时间的KOH固体,经分析测知其含水2.8%、含K2CO3 37.3%,取1 g该样品投入25 mL 2 mol·L-1的盐酸中后,多余的盐酸用30.8 mL 1.0 mol·L-1 KOH溶液恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体( )
A.1 g
B.3.725 g
C.0.797 g
D.2.836 g
解析:最终溶液中的溶质为KCl,其质量为 2×0.025×74.5 g=3.725 g。
答案:B
2.某强氧化剂XO(OH)可被Na2SO3还原。如果还原1.2×10-3 mol XO(OH)需用30 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )
A.XO
B.X2O3
C.X2O
D.X
解析:由题意知,S元素由+4价→+6价,假设反应后X的化合价为+x价,根据氧化还原反应中得失电子数目相等可得1.2×10-3 mol×(5-x)=0.03 L×0.1 mol·L-1×(6-4),解得x=0,所以X元素被还原后的物质可能是X,D项正确。
答案:D
考点二 关系式法的应用
关系式法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的“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。
1.在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物,使其中的硫全部转化为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸,这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L-1氢氧化钠溶液完全中和,则原混合物中硫的百分含量为( )
A.72%
B.40%
C.36%
D.18%
解析:由S原子守恒和有关反应可得出:
S~H2SO4~2NaOH
32 g 2 mol
m(S) 0.5×10×10-3 mol
得m(S)=0.08 g,则原混合物中w(S)=×100%≈36%。
答案:C
2.向Al和Al2O3组成的混合物中加入100 mL稀硫酸,恰好完全反应,将所得溶液蒸干可得3.42 g Al2(SO4)3,则原硫酸溶液的物质的量浓度为( )
A.0.1 mol/L
B.0.2 mol/L
C.0.3 mol/L
D.0.4 mol/L
解析:3.42 g Al2(SO4)3的物质的量n==0.01 mol,则n(H2SO4)=n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=0.01 mol×3=0.03 mol,原硫酸溶液的浓度c==0.3 mol/L。
答案:C
3.准确称取0.500 0 g CuSO4·5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀H2SO4酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液19.80 mL。
测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2、2S2O+I2===S4O+2I-。
计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程):________________________________________________。
答案:根据实验流程及反应方程式得关系式:CuSO4·5H2O~Na2S2O3,样品中n(CuSO4·5H2O)=0.100 0 mol·L-1×0.019 8 L=0.001 98 mol,则CuSO4·5H2O样品的纯度w=×100%=99%
考点三 差量法的应用
差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化,找出“理论差量”。这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例,然后求解。
1.铁粉可在高温下与水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A.0.5 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.2 mol
解析:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Δm
3 mol 64 g