内容正文:
专题讲座一 化学计算的思想方法
➢ 对应学生用书P34
思想一 守恒法
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。
题组一 原子守恒
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1g该样品投入25mL 2mol·L-1的盐酸中后,多余的盐酸用1.0mol·L-1 KOH溶液30.8mL恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体 ( )
A.1g B.3.725g
C.0.797g D.2.836g
解析 最终溶液中的溶质为KCl,根据元素质量守恒,其质量为 2×0.025×74.5g=3.725g。
答案 B
2.(2023·鹤岗一中测试)称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g,加入足量的NaOH的溶液并加热,完全反应,生成NH3 1 792 mL(标准状况下),则 (NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1.87∶1 D.3.65∶1
解析 设7.24 g (NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品中含(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量分别为a mol、b mol,则132a+115b=7.24 g ①;与碱反应放出氨气的物质的量为=0.08 mol;根据氮元素守恒得2a+b=0.08 mol ②;联立①②,解得a=0.02、b=0.04,(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为1∶2。故选B。
答案 B
3.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出2.24 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )
A.0.25 mol B.0.2 mol
C.0.3 mol D.0.35 mol
解析 由题意可知,混合物中的Fe元素全部转化为Fe(NO3)2,根据N元素守恒可得,n[Fe(NO3)2]=×=0.25 mol,则n(Fe)=0.25 mol,所以用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为0.25 mol。故选A。
答案 A
题组二 电荷守恒
4.在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4 B.+5
C.+6 D.+7
解析 方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。设元素R在RO中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5。方法2:设元素R在RO中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,x=+5。故选B。
答案 B
5.将ag Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mL pH=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3+ 、Al3+刚好沉淀完全,用去NaOH溶液100mL,则NaOH溶液的浓度为 。
解析 当Fe3+ 、Al3+刚好沉淀完全时,溶液中溶质只有硫酸钠,而Na+全部来源于NaOH,且变化过程中Na+的量不变。根据电荷守恒可知:=,所以,n(NaOH)=n(Na+)=2n(S)=n(H+)=0.1mol·L-1×0.2L=0.02mol,c(NaOH)==0.2mol·L-1。
答案 0.2mol·L-1
题组三 电子守恒
6.某强氧化剂XO(OH可被Na2SO3还原。如果还原1.2×10-3mol XO(OH需用30mL 0.1mol·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,1.2×10-3mol×(5-x)=0.03L×0.1mol·L-1×(6-4),解得x=0,所以X元素被还原后的物质是X,D项正确。
答案 D
7.(2023·枣阳一中月考)将一定量的锌与100 mL18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成标准状况下26.88 L的SO2和H2的混合气体,反应后测得溶液中氢离子浓度为1.0 mol·L-1,则生成的气体中SO2和H2的物质的量之比为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A.1∶1 B.4∶1
C.1∶4 D.3∶2
解析 生成标准状况下26.88 L的SO2和H2的