专题10 化学计算-【好题汇编】十年（2015-2024）高考化学真题分类汇编（全国通用）

专题10 化学计算 考点 十年考情(2015-2024) 命题趋势 考点1 化学计算在选择题中 2023•山东卷、2021•山东卷、2016·上海卷 物质的量贯穿于我们整个高中化学课程，是我们学习化学的工具。 在第Ⅰ卷中会出现的要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。纯计算题不多，其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学相关知识进行速算巧解的能力。在第二卷中主要在流程图题目、实验题目中设置以物质的量为中心的计算题，难度中等，试题常以信息给予题的形式出现，但落点仍是考查基本计算技能。 考点2 化学计算在非选择题中 2022·浙江省1月卷、2022·浙江省6月卷、2021•浙江1月卷、2021•浙江6月、2020•浙江7月卷、2020•浙江1月卷、2019•浙江4月卷、2018•浙江11月、2018•浙江4月卷、2017•浙江11月卷、2017•浙江4月卷、2016•浙江10月卷、2016•浙江4月卷、2015•浙江10月卷、2015·江苏卷 考点1 化学计算在选择题中 1．(2023•山东卷，9)一定条件下，乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全，利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量，实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下： ①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。 ②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解：(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH。 ③加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V1mL。 ④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V2mL。 样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( ) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，可以计算乙酸酐的总物质的量，根据反应方程式[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]系数关系，得出ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量，由此可以计算与ROH反应的乙酸酐的物质的量，即R-OH的物质的量，即羟基的含量。根据滴定过程中，用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，消耗标准溶液V2mL，需要消耗cmol·L-1NaOH-甲醇的物质的量为，即乙酸酐的总物质的量=；则ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量=，所以与ROH反应的乙酸酐的物质的量=，也即样品ROH中羟基的物质的量，所以ROH样品中羟基质量分数=，故选C 。 2．(2021•山东卷，6)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1molX的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1L；0.1molY的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2L。下列说法错误的是( ) A．X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B．X、Y消耗酸的物质的量之比一定为 C．产物中X、Y化合价之比一定为 D．由一定能确定产物中X、Y的化合价 【答案】D 【解析】A项，同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为，故A正确；B项， X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为，因，因此，故B正确；C项，产物中X、Y化合价之比为，由B项可知，故C正确；D项，因短周期金属单质与盐酸或稀硫酸反应时，生成的盐中金属元素化合价有+1、+2、+3三种情况，因此存在a=1，2，3，b=0.5，1的多种情况，由可知，当a=1，b=0.5时，=1，当a=2，b=1时，=1，两种情况下X、Y的化合价不同，因此根据可能无法确定X、Y的化合价，故D错误；故选D。 3．(2016·上海卷，22)称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792 ml(标准状况)，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 【答案】C 【解析】利用极值法分析，可知0.1mol氢氧化钠不足，故先将NH4HSO4反应完，再反应(NH4)2SO4，因共生成NH3 0.08mol，故与H+反应的氢氧化钠为0.02mol，则可知道NH4HSO4为0.02mol，则(NH4)2SO4质量为7.24－115×0.02=4.94g，可得答案为C。 考点2 化学计算在非选择题中 1．(2022·浙江省1月卷，27)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50g，经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O，其中H2O的质量为3.06g；残留的固体产物是Al2O3，质量为1.02g。计算： (1)x=_______(写出计算过程)。 (2)气体产物中n(O2)_______mol。 【答案】(1)9 (2)0.0100 【解析】(1)Al(NO3)3·xH2O的摩尔质量为(213+18x)g/mol，根据固体产物氧化铝的质量为1.02g，可知样品中n(Al)= ，则，解得x=9。(2)气体产物中n(H2O)=3.06g÷18g/mol=0.17mol，则n(HNO3)=0.02×9×2-0.17×2=0.02mol，根据氮元素守恒，n(NO2)=样品中N的物质的量-HNO3中N的物质的量=0.02×3-0.02=0.04mol，根据氧元素守恒，n(O2)=(0.02×18-0.17-0.02×3-0.04×2-0.03)÷2=0.0100mol。 2．(2022·浙江省6月卷，27)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：CaCO3 (s) =CaO (s)＋CO2(g) ΔH＝1.8×102kJ·mol−1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成CO2，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的CO2最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为30 kJ·g-l (假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要投料_______kg焦炭。 (2)每生产106kg纯碱，同时可获得_______kgCaO (列式计算)。 【答案】(1)10.8 (2)70 【解析】(1)完全分解100kg石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是＝162000kJ，已知：焦炭的热值为30 kJ·g-l (假设焦炭不含杂质)，其热量有效利用率为50%，所以需要投料焦炭的质量是＝10800g＝10.8kg。(2)根据(1)中计算可知消耗焦炭的物质的量是=900mol，参加反应的碳酸钙的物质的量是900mol，这说明参加反应的碳酸钙和焦炭的物质的量之比为1：1，所以根据原子守恒可知生成氧化钙的质量是＝70kg。 3．(2021•浙江1月卷，27)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应： 3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O (x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6) S+ K2SO3K2S2O3 请计算： (1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V=______。 (2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x=______。(写出计算过程) 【答案】(1)30.0 (2)3 【解析】(1)根据方程式3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O可知，3mol S可以和6mol KOH反应，0.48g S的物质的量n=0.015mol，则需要消耗KOH的物质的量n=2n(S)=0.03mol，故需要KOH溶液的体积V== =0.03L=30.0mL；(2)若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3，则反应的化学方程式为(2x+2)S+6KOH2K2Sx+K2S2O3+3H2O，根据反应方程式有 解得x=3。 4．(2021•浙江6月，27)将3.00g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_______mol。 (2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。 【答案】(1)0.0600 (2)C4H6O6 【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)===0.0600mol；(2)n(H)=0.0600mol×2=0.120mol，n(C)==0.0800mol，n(O)==0.120mol，则最简式为C2H3O3，由于相对分子质量为150，则可以得到有机物的分子式为C4H6O6。 5．(2020•浙江7月，27)100 mL 0.200 mol·L−1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g−1·℃−1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm−3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： (1)反应放出的热量Q＝________J。 (2)反应Zn(s)＋CuSO4(aq)ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝________kJ·mol−1(列式计算)。 【答案】 (1) 4.18×103 (2) ＝−209 【解析】(1)100mL 0.200mol/L CuSO4溶液与1.95g锌粉发生反应的化学方程式为：CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，忽略溶液体积、质量变化可知，溶液的质量m==1.00g/cm3×100mL(cm3)=100g，忽略金属吸收的热量可知，反应放出的热量Q=cm=4.18×100g×(30.1-20.1)= 4.18×103J；(2)上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)= 0.200mol/L×0.100L=0.020mol，锌粉的物质的量n(Zn)==0.030mol，由此可知，锌粉过量。根据题干与第(1)问可知，转化0.020mol硫酸铜所放出的热量为4.18×103J，又因为该反应中焓变ΔH代表反应1mol硫酸铜参加反应放出的热量，单位为kJ/mol，则可列出计算式为：。 6．(2020•浙江1月，27)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0.1000 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 已知：3MnO＋5FeC2O4·2H2O＋24H+3Mn2+＋5Fe3+＋10CO2↑＋22H2O 假设杂质不参加反应。 该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是________%(保留小数点后一位)；写出简要计算过程：________ 【答案】95.2 【解析】根据方程式找出MnO4-和FeC2O4·2H2O之间的数量关系，然后进行计算求解；第一次所用标准液为：19.98mL，第二次所用标准液为22.40-1.26=20.14mL，第三次所用标准液为：21.56-1.54=20.02mL，第二次数据偏差较大舍去，所以所用标准液的体积为；根据方程式可知反应中存在数量关系：3MnO4-~5，所以25mL待测液中所含FeC2O4·2H2O的物质的量为：，质量为，所以样品中FeC2O4·2H2O质量分数为。 7．(2019•浙江4月，27)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X，只含有羟基和羧基两种官能团，且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X，与足量金属钠充分反应，生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。 【答案】n(H2)＝0.03 mol，设X中羟基和羧基的总数为m个(m≥3)则n(X)＝(0.03×2)/m＝0.06/m mol，M(X)＝2.04m/0.06＝34m g·mol−1 m＝4，M(X)＝136 g·mol−1，含有3个羟基和1个羧基，相对分子质量为136。 【解析】利用X和足量金属钠反应计算羟基和羧基的总数目，其关系为2-OH~H2、H2~2-COOH，进而推理出摩尔质量最小的X。n(H2)==0.03 mol，由于2-OH~H2、2-COOH ~H2，设X中羟基和羧基的总数为m个(m>2，且为整数)，则n(X)==，34m g/mol。当m=3，M(X)=102g/mol， 羟基数目大于羧基数目，说明含有2个羟基和1个羧基，说明X分子式有4个O，碳和氢的摩尔质量=102-16×4=38g/mol，分子式为C3H2O4， 2个羟基和1个羧基就占了3个H原子，可知这个分子式不合理，m=3不成立；当m=4，M(X)=136g/mol，说明含有3个羟基和1个羧基，同上分析可知分子式为C4H8O5，该分子式合理，例如可能的结构简式为。故答案是：含有3个羟基和1个羧基，相对分子质量为136。 8．(2018•浙江11月，27)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取mg该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为ag。 已知：Cu2O+2H+ = Cu+Cu2++H2O (1)若a=____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物； (2)若a=m/9，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为____________mol(用含m的最简式表示)。 【答案】(1) (2) 【解析】(1)红色固体粉末为纯净物只有两种情况，全是Fe2O3或者全是Cu2O。Cu2O和硫酸反应生成的Cu会与Fe3+反应，Cu＋2Fe3+＝Cu2＋+2Fe2+。若全为Fe2O3时，剩余的固体物质为a=0g，但是当剩余固体质量为0g时，也有可能是Fe2O3和Cu2O两种物质的混合物；所以该红色固体只能为Cu2O。 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O ，所以a＝m。 (2)设Fe2O3为 x mol， Cu2O为ymol，则160x＋144y＝m，Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O得到的铜为ymol。 Cu＋2Fe3+＝Cu2＋+2Fe2+ x mol 2x mol 剩余的铜的质量为(y－x)×64＝a＝m，方程式联立，解出x＝。 9．(2018•浙江4月，27)下称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L-1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。请计算： (1)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。 (2)固体混合物中氧化铜的质量_________________。 【答案】(1)0.100mol (2)2.40g 【解析】(1)过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4， 加入铁粉充分反应后，溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒，得到硫酸亚铁的物质的量n=0.05L×2.00mol/L=0.100mol；(2)根据(1)的结果，充分反应后，溶液中含铁元素n(Fe)=n(FeSO4)=0.100mol，质量m=0.1000mol56g/mol=5.60g，等于加入的铁粉的质量，说明3.04g固体中含有氧化铜中的铜及剩余铁的质量，这些铁的质量恰好等于氧化铁中铁元素的质量，设氧化铜xmol，氧化铁ymol，则有：80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g。 10．(2017•浙江11月，27)取7.90gKMnO4，加热分解后剩余固体7.42g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2+存在。 请计算： (1)KMnO4的分解率_______________。 (2)气体A的物质的量_____________。 【答案】60.0% 0.095mol 【解析】(1)根据2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2，n(o2)= =0.015mol，则分解的高锰酸钾为0.03mol，则KMnO4的分解率=×100%=60.0%；(2)气体A为氯气，若7.90gKMnO4不分解，直接与盐酸反应放出氯气，转移的电子为×5=0.25mol，而分解放出0.015mol氧气转移的电子为0.015mol×4=0.06mol，因此生成氯气转移的电子为0.25mol-0.06mol=0.19mol，生成的氯气的物质的量为=0.095mol。 11．(2017•浙江4月，27)分别称取2.39g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。 (1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]：n(NH4Cl)为___________。 (2)另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl-)=_____(溶液体积变化忽略不计)。 【答案】()1)1：2 ()2)0.1mol/L 【解析】(1)产生的沉淀是硫酸钡，物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol，根据原子守恒可知硫酸铵的质量是0.01mol×132g/mol＝1.32g，则氯化铵的质量是2.39g－1.32g＝1.07g，物质的量是1.07g÷53.5g/mol＝0.02mol，因此混合物中n[(NH4)2SO4]：n(NH4Cl)为1：2；(2)每一份中硫酸铵和氯化铵分别是0.01mol、0.02mol，另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，消耗氢氧化钡是0.02mol，因此溶液体积是200mL，则溶液中c(Cl-)=0.02mol÷0.2L＝0.1mol/L。 12．(2016•浙江10月，27)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL) 30.0 30.0 30.0 30.0 样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66 CO2体积(mL) 672 840 896 672 (1)样品中物质的量之比n(Na2CO3)：n(NaHCO3)=_________。 (2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=______________。 【答案】(1)2∶1或2 (2)2.50 mol·L－1 【解析】(1)结合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，随着样品质量增加，生成二氧化碳的体积逐渐增大，说明Ⅰ、Ⅱ中盐酸过量，Na2CO3和NaHCO3完全反应，设出Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为xmol、ymol，则①106x+84y=2.96、②x+y=0.672÷22.4=0.03，联立①②解得：x=0.02、y=0.01，所以样品中物质的量之比n(Na2CO3)：n(NaHCO3)=0.02mol：0.01mol=2：1；(2)根据实验Ⅲ、Ⅳ可知，Ⅳ中盐酸不足，Na2CO3优先反应生成NaHCO3，设6.66g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2zmol、zmol，则106×2z+84z=6.66，解得：z=0.0225，即6.66g样品中含有0.045mol碳酸钠、0.0225mol碳酸氢钠。将样品加入盐酸中，先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，0.045mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045mol，碳酸钠完全反应后发生再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，生成标准状况下0.672L二氧化碳消耗HCl的物质的量为：n(HCl)=n(CO2)=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，所以30mL盐酸中含有HCl的物质的量为：0.045mol+0.03mol=0.075mol，该盐酸的物质的量浓度为：c(HCl)=0.075mol÷0.03L=2.50mol/L。 13．(2016•浙江4月，27)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关，用24gNaOH配成的250mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)： (1)NaOH溶液的物质的量浓度 mol·L－1； (2)某温度下，反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-)，则溶液中c(ClO-) = mol·L－1。 【答案】(1)2.4　(2)0.30 【解析】(1)24 g NaOH为0.6 mol，溶液体积为250 mL，故c(NaOH)＝2.4 mol·L－1。(2)根据题意，设反应后溶液中c(Cl－)＝a，c(ClO－)＝b，c(ClO)＝c，则有如下3个关系式：a＝6b(题中关系)、a＋b＋c＝2.4 mol·L－1(Na＋守恒)、a＝b＋5c(电子守恒)，解得b＝0.3，即c(ClO－)＝0.30 mol·L－1。 14．(2015•浙江10月，27)量取8.0 mL 5.0 mol·Lˉ1 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。请计算：第29题图 0 224 t/s V(H2)/mL (1) 稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为________mol·Lˉ1。 (2) 加入Fe的质量至少有________g。 【答案】(1)0.40 (2)0.65 【解析】(1)设稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为cmol·Lˉ1，据稀释前后溶质的物质的量不为，则8.0 mL×5.0 mol·Lˉ1 =100 mL×cmol·Lˉ1，得c=0.4mol·Lˉ1。(2) 因Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，又从图线中得出氢气的体积为224mL，即0.01mol，故至少需锌的质量为0.65g；据题意得加入等质量的Zn和Fe，所在加入Fe的质量至少有0.65g。 15．(2015·江苏卷，18)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。 (1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化　　　　L(标准状况)SO2。 (2)已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1)，需调节溶液pH范围为　　　　。 (3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为　　　　。 (4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+)，消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。 【答案】(1)4.48　(2)5.0<pH<7.1　(3)高于60℃ (4)根据氧化还原反应中得失电子守恒：n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=20.00×10-3L×0.050 0 mol·L-1=1.00×10-3mol，根据锰元素守恒，m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3mol×169 g·mol-1=0.169 g，样品的纯度是×100%≈98.8%。 【解析】(1)MnO2　+　SO2　= MnSO4 87 g 22.4 L 17.40 g V 解得：V=4.48 L (2)除去Fe3+时，c(OH-)==≈1.44×10-11，pH=-lg≈3.2，除去Al3+时，c(OH-)===1×10-9，pH=-lg=5.0，故需要控制溶液pH范围为5.0<pH<7.1。(3)根据溶解度曲线图中变化趋势可知，温度高于60℃析出MnSO4·H2O；(4)根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=20.00×10-3L×0.050 0 mol·L-1=1.00×10-3mol，根据锰元素守恒，m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3mol×169 g·mol-1=0.169 g，则MnSO4·H2O样品的纯度为×100%≈98.8%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 化学计算 考点 十年考情(2015-2024) 命题趋势 考点1 化学计算在选择题中 2023•山东卷、2021•山东卷、2016·上海卷 物质的量贯穿于我们整个高中化学课程，是我们学习化学的工具。 在第Ⅰ卷中会出现的要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。纯计算题不多，其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学相关知识进行速算巧解的能力。在第二卷中主要在流程图题目、实验题目中设置以物质的量为中心的计算题，难度中等，试题常以信息给予题的形式出现，但落点仍是考查基本计算技能。 考点2 化学计算在非选择题中 2022·浙江省1月卷、2022·浙江省6月卷、2021•浙江1月卷、2021•浙江6月、2020•浙江7月卷、2020•浙江1月卷、2019•浙江4月卷、2018•浙江11月、2018•浙江4月卷、2017•浙江11月卷、2017•浙江4月卷、2016•浙江10月卷、2016•浙江4月卷、2015•浙江10月卷、2015·江苏卷 考点1 化学计算在选择题中 1．(2023•山东卷，9)一定条件下，乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全，利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量，实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下： ①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。 ②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解：(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH。 ③加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V1mL。 ④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V2mL。 样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( ) A． B． C． D． 2．(2021•山东卷，6)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1molX的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1L；0.1molY的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2L。下列说法错误的是( ) A．X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B．X、Y消耗酸的物质的量之比一定为 C．产物中X、Y化合价之比一定为 D．由一定能确定产物中X、Y的化合价 3．(2016·上海卷，22)称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792 ml(标准状况)，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 考点2 化学计算在非选择题中 1．(2022·浙江省1月卷，27)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50g，经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O，其中H2O的质量为3.06g；残留的固体产物是Al2O3，质量为1.02g。计算： (1)x=_______(写出计算过程)。 (2)气体产物中n(O2)_______mol。 2．(2022·浙江省6月卷，27)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：CaCO3 (s) =CaO (s)＋CO2(g) ΔH＝1.8×102kJ·mol−1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成CO2，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的CO2最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为30 kJ·g-l (假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要投料_______kg焦炭。 (2)每生产106kg纯碱，同时可获得_______kgCaO (列式计算)。 3．(2021•浙江1月卷，27)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应： 3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O (x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6) S+ K2SO3K2S2O3 请计算： (1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V=______。 (2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x=______。(写出计算过程) 4．(2021•浙江6月，27)将3.00g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_______mol。 (2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。 5．(2020•浙江7月，27)100 mL 0.200 mol·L−1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g−1·℃−1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm−3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： (1)反应放出的热量Q＝________J。 (2)反应Zn(s)＋CuSO4(aq)ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝________kJ·mol−1(列式计算)。 6．(2020•浙江1月，27)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0.1000 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 已知：3MnO＋5FeC2O4·2H2O＋24H+3Mn2+＋5Fe3+＋10CO2↑＋22H2O 假设杂质不参加反应。 该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是________%(保留小数点后一位)；写出简要计算过程：________ 7．(2019•浙江4月，27)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X，只含有羟基和羧基两种官能团，且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X，与足量金属钠充分反应，生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。 8．(2018•浙江11月，27)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取mg该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为ag。 已知：Cu2O+2H+ = Cu+Cu2++H2O (1)若a=____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物； (2)若a=m/9，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为____________mol(用含m的最简式表示)。 9．(2018•浙江4月，27)下称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L-1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。请计算： (1)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。 (2)固体混合物中氧化铜的质量_________________。 10．(2017•浙江11月，27)取7.90gKMnO4，加热分解后剩余固体7.42g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2+存在。 请计算： (1)KMnO4的分解率_______________。 (2)气体A的物质的量_____________。 11．(2017•浙江4月，27)分别称取2.39g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。 (1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]：n(NH4Cl)为___________。 (2)另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl-)=_____(溶液体积变化忽略不计)。 12．(2016•浙江10月，27)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL) 30.0 30.0 30.0 30.0 样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66 CO2体积(mL) 672 840 896 672 (1)样品中物质的量之比n(Na2CO3)：n(NaHCO3)=_________。 (2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=______________。 13．(2016•浙江4月，27)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关，用24gNaOH配成的250mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)： (1)NaOH溶液的物质的量浓度 mol·L－1； (2)某温度下，反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-)，则溶液中c(ClO-) = mol·L－1。 14．(2015•浙江10月，27)量取8.0 mL 5.0 mol·Lˉ1 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的H2SO4溶液各25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。请计算：第29题图 0 224 t/s V(H2)/mL (1) 稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为________mol·Lˉ1。 (2) 加入Fe的质量至少有________g。 15．(2015·江苏卷，18)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。 (1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化　　　　L(标准状况)SO2。 (2)已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1)，需调节溶液pH范围为　　　　。 (3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为　　　　。 (4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+)，消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$