专题六 化学计量的常用方法-2024-2025学年解密高考化学大一轮复习精讲精练（配套新教材2019）

2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第二章 化学计量 专题六 化学计量的常用方法 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 1. 进一步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。 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认证 第二板块 必备知识，强基固本 考点一：利用差量法计算 1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)，结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)，根据比例关系建立方程式并求出结果。 2．差量法的解题关键是找准研究对象。 通常有：①固体的质量差，研究对象是固体。②气体的质量差，研究对象是气体。③液体的质量差，研究对象是液体。 【例】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2g，请列式计算该样品中Na2C3的质量分数。 考点二　利用关系式法计算 1．关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。 2．应用关系式法的思维模型 【例】200吨含硫40%的黄铁矿，用接触法可以制得95%的硫酸(不考虑中间过程的损耗)的质量为多少吨？ 考点三　利用守恒法计算 守恒法是一种整合的思维方法，运用守恒定律，不纠缠过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如反应中的原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒、能量守恒等)或相互间的关系(如化合物中的化合价规则、电解质溶液中的电中性原则等)，从而达到速解、巧解化学试题的目的。 1．质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各原子的种类和数目保持不变。 【例1】28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，列式计算最终得到的固体质量。 2．电荷守恒 在离子方程式中，反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。 【例2】在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为(　　) A. B. C. D. 3．得失电子守恒(详见热点强化　电子守恒法计算及应用) 氧化还原反应中，元素原子化合价升高的总价数＝元素原子化合价降低的总价数，即还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数。 【例3】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% 考点一：利用差量法计算 1．标准状况下，将20 L CO2和CO的混合气体全部通过足量的Na2O2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16 L，则原混合气体中CO的体积为(　　) A．4 L B．8 L C．12 L D．16 L 2.氯金酸是一种还原剂，也常用于化学合成金纳米颗粒。研究表明热分解得到的过程可分为四步，某实验小组取一定质量的进行热重分析，固体质量损失率随温度变化的曲线如图所示：   下列判断正确的是(    ) A. 在左右时，残留固体的组成为 B. 在温度范围内，发生氧化还原反应 C. 时，反应的化学方程式为 D. 时，分解生成的气态物质不具有强氧化性 3.为确定和混合物的组成假设混合均匀，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是   (    ) A. 稀硫酸中溶质的浓度为 B. 该混合物中 C. 样品充分反应后，溶液中一定存在和，一定不存在 D. 各组样品均发生反应：、 4.二水合草酸亚铁是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气，对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究，生成的气体只含、和，得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是  (    ) A. 点的固体成分为 B. 的方程式为 C. 从，生成的、的物质的量不相等 D. 加热至以上，固体质量略有增加，可能是因为与反应生成了 考点二　利用关系式法计算 1.将、组成的混合物投入一定量稀盐酸中，固体完全溶解，收集到气体为标准状况，向反应后溶液中加入溶液时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为(    ) A. （m+1.7）g B. （m+3.4）g C. （m+5.1）g D. （m+6.8）g 2.向溶液中通入一定量的气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(    ) A. 通入后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为：： B. 通入的体积为 C. 通入后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为：： D. 原溶液的浓度为 3．用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2＋。反应式：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；某次实验称取0.280 0 g样品，滴定时消耗浓度为0.030 00 mol·L－1的K2Cr2O7溶液25.10 mL，则样品中铁含量为________%。 4．草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥(主要成分为Co、SiO2等)样品中钙的质量分数为________。 考点三　利用守恒法计算 1.将由、、组成的合金溶于足量的溶液中，产生气体标准状况。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，向反应后的溶液中加入过量的溶液，得到沉淀的质量为。若的还原产物仅为，则生成的标准状况下的体积为(    ) A. B. C. D. 2.春湖南联考期中铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和、、的混合气体，将这些气体与标准状况下混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀，消耗溶液的体积是(    ) A. B. C. D. 3.将一定量的通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应已知反应过程放热，生成物中有三种含氯元素的离子，其中和两种离子的物质的量与反应时间的变化示意图如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 苛性钾溶液中的质量是 B. 氧化性 C. 反应中转移电子的物质的量是 D. 在酸性条件下和可生成 4．对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表： 离子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－ 浓度/ (mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5 根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为______，试样的pH＝________。 5．在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为(　　) A. B. C. D. 第三板块 素养评价 真题演练 1.（2022·福建）氨是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可表示为： 在一定条件下模拟处理氨氮废水：将的氨水分别和不同量的混合，测得溶液中氨去除率、总氮氨氮和硝氮的总和残余率与投入量用表示的关系如下图所示。下列说法正确的是(    ) A. 的数值为 B.   时， C. 时，越大，生成的量越少 D. 时， 2.（2022·湖南）某实验小组以溶液为原料制备，并用重量法测定产品中的含量。设计了如下实验方案： 可选用试剂：晶体、溶液、浓、稀、溶液、蒸馏水 步骤．的制备 按如图所示装置进行实验，得到溶液，经一系列步骤获得产品。 步骤产品中的含量测定 称取产品，用水溶解，酸化，加热至近沸； 在不断搅拌下，向所得溶液逐滴加入热的溶液， 沉淀完全后，水浴分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为。 回答下列问题： Ⅰ是制取_______气体的装置，在试剂过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为_______； Ⅰ中仪器的作用是_______；Ⅲ中的试剂应选用_______； 在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是_______； 沉淀过程中需加入过量的溶液，原因是_______； 在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是_______填名称； 产品中的质量分数为_______保留三位有效数字。 3.（2022·浙江）某同学设计实验确定的结晶水数目。称取样品，经热分解测得气体产物中有、、、，其中的质量为；残留的固体产物是，质量为。计算： __________写出计算过程。 气体产物中 __________。 4.（2023·浙江）化合物由三种元素组成，某学习小组按如图流程进行实验： 已知：白色固体用溶解后，多余的酸用恰好中和。 请回答： 的组成元素是 ______，的化学式是 ______。 写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式 ______。 写出生成白色固体的离子方程式 ______。 设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子 ______。 5.（2022·浙江）化合物由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验： 化合物在空气中加热到，不发生反应。 请回答： 组成的三种元素为_______；的化学式为_______。 溶液的溶质组成为_______用化学式表示。 写出由到的化学方程式_______。 难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。 设计实验，检验尾气中相对活泼的种气体_______。 6．(2021·山东，6)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1 L；0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2 L。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 7．(2022·浙江6月选考，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＝＋1.8×102 kJ·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－1(假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%，杂质不参与反应)，需要投料______kg焦炭。 (2)每生产106 kg纯碱，同时可获得______kg CaO(列式计算)。 8．（2021·湖北1月选考模拟，）16(5)]某同学用5.60 g干燥铁粉制得无水FeCl3样品13.00 g，该次实验的产率是________。 9．（2022·湖南）某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案： 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－1 H2SO4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)。 10．(2019·北京，26改编)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。 Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液。 Ⅱ.取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色。 Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水。 Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。 Ⅴ.用b mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。 已知：①I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 ②Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色 ③＋3Br2―→＋3HBr 计算废水中苯酚的含量为________________g·L－1(苯酚摩尔质量：94 g·mol－1)。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.利用碘量法测定某纯净水样中溶解的含量，实验如下加入的试剂已除去。 步骤水样中的固定：用的水瓶盛满水样，加入溶液，再加入含溶液和溶液的混合液，部分水样溢出，立即盖好瓶盖，翻转摇匀，生成白色沉淀，随即有棕色沉淀生成。 步骤生成：当水样中的沉淀沉降到距瓶口三分之一以下时，缓缓加入适量稀至液面下，部分溶液溢出，立即盖好瓶盖，翻转摇动，至沉淀完全溶解，得到黄色溶液。 步骤测定及计算：用碘量法测出步骤中生成的为，进而计算出纯净水样中溶解的含量。 已知：直接氧化的反应速率很慢。 下列说法不正确的是(    ) A. 步骤中，用注射器加入试剂时应将细长针头插到液面下一定距离 B. 步骤中，生成的反应： C. 步骤中，部分溶液溢出不影响测定纯净水样中溶解的含量 D. 步骤中，经计算，该纯净水样中含有的浓度为 2.将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入 盐酸中，充分反应后产生 标准状况，残留固体过滤，滤液中无将滤液加水稀释到，测得其中为则原混合物中单质铁的质量是(    ) A. B. C. D. 3.标准状况下，下列实验用如图所示装置不能完成的是(    ) A. 测定一定质量的镁铝合金中铝的质量分数 B. 确定有机物分子中含活泼氢原子的个数 C. 测定一定质量的晶体中结晶水数目 D. 测定一定质量的和混合物中的含量 4.为研究相对分子质量：的热分解性质，进行如下实验：准确称取样品，在空气中进行加热，残留固体的质量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是(    ) A. 点残留固体的主要成分为 B. 点的反应为 C. 点固体的主要成分为 D.  时，固体失重约 5.钪广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸含、、、、等离子中提取的一种工艺流程如下： 钛白水解工业废酸中需先加入生成难萃取的，再进行萃取，的作用是_______填字母。 作氧化剂        作还原剂        作配体 “萃取”可采用有机磷萃取剂，其中代表烃基，可通过以下反应制备：。 对产率的影响如下表： 产率 随着碳原子数增加，产率降低的原因可能为_______。 钪的萃取率与值萃取剂体积和废酸液体积之比的关系如图所示。采用一次萃取时，应选择最合适的值为_______。   “反萃取”时生成、沉淀，生成反应的离子方程式为_______。 “沉钪”时得到沉淀。“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如图所示，随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因为_______。   “灼烧”时，摩尔质量为在空气中分解得到，实验测得灼烧过程中固体残留率随温度的变化如图所示，时，固体的主要成分是_______写出计算过程。 6.富马酸亚铁，是一种治疗缺铁性贫血的安全有效的铁制剂，常用富马酸结构简式为和制备富马酸亚铁，并对其纯度进行测定，过程如下。 Ⅰ制备富马酸亚铁 将富马酸置于烧杯中，加热水搅拌； 加入溶液使溶液为，并将上述溶液移至容器中； 安装好回流装置，加热至沸，然后通过恒压滴液漏斗缓慢加入溶液并恰好完全反应； 维持反应温度，充分搅拌小时，冷却，减压过滤，用水洗涤沉淀； 最后水浴干燥，得棕红或棕色粉末，记录产量。 Ⅱ产品纯度测定 取样品置于锥形瓶中，加入硫酸，加热溶解后冷却，再加入新沸过的冷水和滴邻二氮菲指示液，此时溶液呈红色；立即用硫酸铈铵标准液滴定还原产物为，滴定终点溶液变为浅蓝色。平行测定三次，平均消耗标准液。 以上操作中不需要使用的仪器是____填序号，仪器的名称是____。    在富马酸溶液中加入溶液并加热、搅拌，调节为，如果过量，则制得的富马酸亚铁质量____填“偏大”“偏小”或“不变”。 合成富马酸亚铁反应的化学方程式为____。 步骤中洗涤的目的主要是为了除去____离子填离子符号，检验沉淀是否洗净的方法是____。 根据上述实验数据，测得产品的纯度是____保留位有效数字。 7.环己酮是重要化工原料，是制造尼龙的主要中间体，也是重要的工业溶剂，实验室利用如下反应原理和实验装置制备环己酮夹持、加热装置略，、处有仪器未画出：    环己醇、环己酮和饱和食盐水的部分物理性质见表括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点 物质 密度 沸点 部分性质 环己醇 能溶于水，具有还原性，易被氧化 环己酮 微溶于水，遇氧化剂易发生开环反应 饱和食盐水   实验步骤： Ⅰ实验中通过装置将酸性溶液分批滴加到盛有环己醇的中，加入第一批溶液后，待反应物的橙红色消失后再加入第二批依次进行下去，直至反应结束，控制反应在进行。反应结束后，向反应液中加入适量的草酸。 Ⅱ反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。 Ⅲ进一步分离提纯得到精环已酮。 实验装置图中处应放置的仪器名称为______。 中发生反应的离子方程式为______，用蒸馏不能分离环己酮和水的原因是______。 实验过程中溶液分批加入的原因是______。 步骤Ⅰ加入适量草酸为了将剩余的完全反应，草酸与的物质的量之比为______时反应恰好进行完全。 环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：蒸馏，收集馏分，得到精品过滤在收集到的粗品中加固体至饱和，静置，分液加入无水固体，除去有机物中少量水。上述操作的正确顺序是______填序号。上述操作中，加入固体的作用是______。 计算环己酮的产率______。保留整数 8.通过络合滴定法测定铅铋合金中和的质量分数可以对产品质量进行检验。 资料：极易水解，在时即可生成难溶于酸的沉淀； 也会水解，在碱性条件下会生成沉淀。 一铅铋合金的溶解和稀释 称取样品于烧杯中，加入浓硝酸溶液低温加热溶解。溶解后将溶液转移至容量瓶中。用溶液冲洗烧杯，将洗液转移至容量瓶中后定容。 写出溶于浓，生成的离子方程式：_______。 在冲洗烧杯时选择溶液而非水的原因是_______。 二铅铋合金的连续滴定 资料：乙二胺四乙酸是一种重要的有机化合物，常用表示结构如左图所示。水溶液中其各存在形式的物质的量分数随变化曲线如图所示。 是乙二胺四乙酸二钠盐，通常用表示，是最常用的络合滴定剂，可以与大多数金属离子发生反应，生成配合物。 步骤Ⅰ移取上述定容后的溶液于锥形瓶中，滴加滴指示剂二甲酚橙，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为，完成的含量测定。 步骤Ⅱ向滴定后的溶液中加入过量的六次甲基四胺固体调节溶液。 步骤Ⅲ用溶液再次滴定至终点，消耗溶液的体积为，完成的含量测定。 从结构角度解释形成的原因是_______。 写出滴定的离子方程式_______可以使用代替部分有机物结构。 过量的六次甲基四胺可以形成缓冲溶液，使得溶液在加入酸或碱时稳定在左右。如使用过量氨水则会因为发生_______写离子方程式导致含量_______偏大、偏小或不变。 铅铋合金中的质量分数为_______，的质量分数为_______。已知：， 由上述过程可知，浓度相近时调节是分步滴定和的关键。定义：的平衡常数为，则_______填“”、“”或“”，理由是_______。 9.为测定样品的纯度，用硫酸溶解样品，定容至。取溶液，用标准溶液滴定至终点。重复实验，数据如下： 序号 滴定前读数 滴定终点读数 已知： 假设杂质不参加反应。 该样品中的质量分数是_______保留至小数点后一位； 写出简要计算过程：__________________________________________________________。 10.向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化。 原溶液中和的物质的量浓度之比为________。 点时溶液中溶质的物质的量浓度为________。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第二章 化学计量 专题六 化学计量的常用方法 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 1. 进一步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。 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认证 第二板块 必备知识，强基固本 考点一：利用差量法计算 1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)，结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)，根据比例关系建立方程式并求出结果。 2．差量法的解题关键是找准研究对象。 通常有：①固体的质量差，研究对象是固体。②气体的质量差，研究对象是气体。③液体的质量差，研究对象是液体。 【例】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2g，请列式计算该样品中Na2C3的质量分数。 考点二　利用关系式法计算 1．关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。 2．应用关系式法的思维模型 【例】200吨含硫40%的黄铁矿，用接触法可以制得95%的硫酸(不考虑中间过程的损耗)的质量为多少吨？ 考点三　利用守恒法计算 守恒法是一种整合的思维方法，运用守恒定律，不纠缠过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如反应中的原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒、能量守恒等)或相互间的关系(如化合物中的化合价规则、电解质溶液中的电中性原则等)，从而达到速解、巧解化学试题的目的。 1．质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各原子的种类和数目保持不变。 【例1】28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，列式计算最终得到的固体质量。 2．电荷守恒 在离子方程式中，反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。 【例2】在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为(　　) A. B. C. D. 3．得失电子守恒(详见热点强化　电子守恒法计算及应用) 氧化还原反应中，元素原子化合价升高的总价数＝元素原子化合价降低的总价数，即还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数。 【例3】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】 考点一：利用差量法计算 样品加热发生的反应为 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm 168　　　　　106　　　　　　　　　62 m(NaHCO3)　　　　　　　　　　　　(w1－w2) g 样品中m(NaHCO3)＝ g， 样品中m(Na2CO3)＝w1 g－ g， 其质量分数为×100%＝×100%＝×100%。 考点二　利用关系式法计算 【答案】　257.9 t 【解析】　根据反应前后硫原子数不变，可得关系式：2S～FeS2～2H2SO4 即：S　　～ 　H2SO4 32　　　　　98 200 t×40%　　　95%·x 32∶98＝(200 t×40%)∶(95%·x) x≈257.9 t。 考点三　利用守恒法计算 【例1】　经过一系列反应后，最终得到的固体为Fe2O3，根据铁原子守恒： n(Fe2O3)＝n(Fe)＝×＝0.25 mol，所得Fe2O3固体的质量为0.25 mol×160 g·mol－1＝40 g。 【例2】D 【解析】由混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀，根据SO＋Ba2＋===BaSO4↓可知n(SO)＝b mol；由加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，根据NH＋OH－NH3↑＋H2O可知n(NH)＝c mol，由于溶液不显电性，设原溶液中Al3＋的物质的量为x mol，由电荷守恒可知，3x＋c＝2b，所以x＝，由于溶液的体积是a L，所以原溶液中Al3＋的物质的量浓度c(Al3＋)＝＝ mol·L－1，故D正确。 【例3】　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%。 考点一：利用差量法计算 1．标准状况下，将20 L CO2和CO的混合气体全部通过足量的Na2O2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16 L，则原混合气体中CO的体积为(　　) A．4 L B．8 L C．12 L D．16 L 【答案】　C 【解析】　混合气体中只有CO2和Na2O2反应，设二氧化碳的体积为V(CO2)， 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　　　ΔV 44．8 L　　　　　　　　　22.4 L　　22.4 L V(CO2)　　　　　　　　　　　　　(20－16) L 44．8 L∶22.4 L＝V(CO2)∶(20－16) L， 解得V(CO2)＝8 L， 则V(CO)＝(20－8) L＝12 L。 2.氯金酸是一种还原剂，也常用于化学合成金纳米颗粒。研究表明热分解得到的过程可分为四步，某实验小组取一定质量的进行热重分析，固体质量损失率随温度变化的曲线如图所示：   下列判断正确的是(    ) A. 在左右时，残留固体的组成为 B. 在温度范围内，发生氧化还原反应 C. 时，反应的化学方程式为 D. 时，分解生成的气态物质不具有强氧化性 【答案】C  【解析】A.假设的质量为，左右时，，失去的质量，残留固体的组成为，项错误； B.时，，失去的质量，分解过程中化合价没有变化，残留物质是，项错误； C.时，，失去的质量，残留物质是，项正确； D.时，，失去，残留物质是，具有强氧化性，项错误； 故选C。 3.为确定和混合物的组成假设混合均匀，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是   (    ) A. 稀硫酸中溶质的浓度为 B. 该混合物中 C. 样品充分反应后，溶液中一定存在和，一定不存在 D. 各组样品均发生反应：、 【答案】A  【解析】 通过分析图中份不同质量样品，在加入相同体积某浓度稀硫酸后剩余固体质量的变化不难发现，点之前剩余的是铜，且随样品质量的增加，剩余的铜的质量等倍数增加，点出现拐点，点之后剩余的固体质量为剩余的铜与比点样品增加的样品质量之和，说明点时硫酸恰好反应完，据此分析解答。 A.根据，设为为，，，则反应的铜也为，故，解得，，即，即稀硫酸中溶质的浓度为，A错误； B.由可得，  ，：：，B正确； C.根据图知样品与稀硫酸反应，此时铜过量，生成、，没有，C正确； D.样品中先发生，生成的与铜反应，，D正确； 故选A。 4.二水合草酸亚铁是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气，对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究，生成的气体只含、和，得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是  (    ) A. 点的固体成分为 B. 的方程式为 C. 从，生成的、的物质的量不相等 D. 加热至以上，固体质量略有增加，可能是因为与反应生成了 【答案】B  【解析】的物质的量为，由图可知，段减少的质量为水的质量，减少水的物质的量为，说明点时结晶水已全部失去，点的固体成分为，项错误；由铁原子守恒可知，点中固体中铁的质量为，阴离子的质量为，损失的质量为，则的反应为受热分解生成和，项正确；的反应中生成一氧化碳的物质的量为，的反应中生成二氧化碳的物质的量为，故，生成的、的物质的量相等，项错误；加热至以上，固体质量略有增加，可能是因为与空气中的氧气反应生成了，项错误。 考点二　利用关系式法计算 1.将、组成的混合物投入一定量稀盐酸中，固体完全溶解，收集到气体为标准状况，向反应后溶液中加入溶液时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为(    ) A. （m+1.7）g B. （m+3.4）g C. （m+5.1）g D. （m+6.8）g 【答案】A  【解析】 金属Mg、Al在稀盐酸中完全溶解，生成可溶的氯化物（MgCl2、AICl3），盐酸可能恰好反应，也可能剩余，向溶液中加入NaOH溶液，盐酸被中和，金属离子恰好沉淀，生成Mg（OH）2、Al（OH）3。 梳理本题物质变化思路：Mg→Mg2+→Mg（OH）2， Al→Al3+→Al（OH）3，生成沉淀的质量可由金属元素的质量加上沉淀中OH-的质量求得。而Mg2+、Al3+生成沉淀结合的OH-的物质的量正好是Mg、Al变成离子时失去电子的物质的量，而Mg、Al失去电子的物质的量正好是H+变成H2得到电子的物质的量。由2H+~2e-~H2，可求出得到电子的物质的量为2×=0.1 mol，故Mg2+、Al3+生成沉淀结合的OH-的物质的量也是0.1 mol，质量为1.7g，故生成沉淀的质量为（m+1.7）g，故选A。 2.向溶液中通入一定量的气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(    ) A. 通入后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为：： B. 通入的体积为 C. 通入后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为：： D. 原溶液的浓度为 【答案】D  【解析】将 通入到溶液中， 少量时，发生反应 ； 过量时，发生反应  ；根据反应  和  ，再结合图中消耗的盐酸的体积可知，通入的  过量，溶质为  和  ； A.由图可知，为盐酸与  反应生成  ，为盐酸与  反应生成  ，其中有是  生成的  消耗的，所以通入  后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为    ，故A错误； B.如图，根据消耗的盐酸体积以及产生的  体积可知，通入的  最后全部从溶液中逸出，生成  消耗的盐酸体积为，根据反应  ，所以有   ，标况下的体积为  ，提给未说明是标况下，故B错误； C.根据图中数据推测，通入的  过量，溶质为  和  ，故C错误； D.由图可知，盐酸体积为时，生成的  体积最大，此时溶质为，及总反应可表示为  ，所以有  ，即    ，故D正确； 故选D。 3．用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2＋。反应式：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；某次实验称取0.280 0 g样品，滴定时消耗浓度为0.030 00 mol·L－1的K2Cr2O7溶液25.10 mL，则样品中铁含量为________%。 【答案】　90.36 【解析】 关系式：6Fe～6Fe2＋～Cr2O，n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)。代入数据得：＝6×0.030 00 mol·L－1×25.10×10－3 L，解得α(Fe)＝90.36%。 4．草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥(主要成分为Co、SiO2等)样品中钙的质量分数为________。 【答案】　45.0% 【解析】　根据化合价升降法、电荷守恒和质量守恒配平可得：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，设含钙的物质的量为x mol，由反应方程式和钙元素守恒可得关系式： 5Ca2＋　　～　　5H2C2O4　　～　　2MnO 5 mol　　　　　　　　　　　　　　2 mol x mol　　　　0.050 0 mol·L－1×36.00×10－3L 解得x＝4.5×10－3，则0.400 g水泥样品中钙元素的质量为4.5×10－3 mol×40 g·mol－1＝0.180 g，故该水泥样品中钙的质量分数为×100%＝45.0%。 考点三　利用守恒法计算 1.将由、、组成的合金溶于足量的溶液中，产生气体标准状况。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，向反应后的溶液中加入过量的溶液，得到沉淀的质量为。若的还原产物仅为，则生成的标准状况下的体积为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】加入足量的氢氧化钠溶液发生的反应为，生成的氢气为，即，所以含有铝；另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，铝参与反应转移电子，被氧化为价，被氧化为。假设、的物质的量分别是、，质量和：；沉淀量：；解得，，、、的物质的量分别是、、，所以转移电子数总的为；氮元素从硝酸中的价还原为价，共转移电子，则生成为，则。 故答案选C。 2.春湖南联考期中铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和、、的混合气体，将这些气体与标准状况下混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀，消耗溶液的体积是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】、、的混合气体，这些气体与标准状况混合后通入水中，完全生成，则整个过程中反应前后没有变化，即失去的电子都被得到了，根据得失电子守恒：，因此，解得：，则，根据，则物质的量为，因此消耗溶液的体积；故选B。 3.将一定量的通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应已知反应过程放热，生成物中有三种含氯元素的离子，其中和两种离子的物质的量与反应时间的变化示意图如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 苛性钾溶液中的质量是 B. 氧化性 C. 反应中转移电子的物质的量是 D. 在酸性条件下和可生成 【答案】C  【解析】根据图像可知，氯气和氢氧化钾反应生成次氯酸钾和氯化钾，该反应是放热反应，随着温度的升高，氯气和氢氧化钾反应生成氯酸钾和氯化钾，所以氯酸根离子的生成是由于温度升高引起的，根据图像知生成，； A.根据得失电子守恒，根据物料守恒可知，所以氢氧化钾的物质的量为，则氢氧化钾质量为，故A错误； B.氧化性，故B错误； C.反应中转移电子的物质的量为，故C正确； D.和中氯元素化合价分别为、，均高于中氯元素的化合价，不符合氧化还原反应中化合价必须有升有降的规律，所以酸性条件下不可能生成氯气，故D错误； 故选C。 4．对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表： 离子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－ 浓度/ (mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5 根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为______，试样的pH＝________。 【答案】　酸性　4 【解析】　待测试样中离子的电荷守恒为c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(Cl－)，代入数据可得c(H＋)＝1.0×10－4 mol·L－1，即pH＝4。 5．在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为(　　) A. B. C. D. 【答案】　D 【解析】　由混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀，根据SO＋Ba2＋===BaSO4↓可知n(SO)＝b mol；由加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，根据NH＋OH－NH3↑＋H2O可知n(NH)＝c mol，由于溶液不显电性，设原溶液中Al3＋的物质的量为x mol，由电荷守恒可知，3x＋c＝2b，所以x＝，由于溶液的体积是a L，所以原溶液中Al3＋的物质的量浓度c(Al3＋)＝＝ mol·L－1，故D正确。 第三板块 素养评价 真题演练 1.（2022·福建）氨是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可表示为： 在一定条件下模拟处理氨氮废水：将的氨水分别和不同量的混合，测得溶液中氨去除率、总氮氨氮和硝氮的总和残余率与投入量用表示的关系如下图所示。下列说法正确的是(    ) A. 的数值为 B.   时， C. 时，越大，生成的量越少 D. 时， 【答案】C  【解析】A.时，氨的去除率为、总氮残留率为 ，  ，的氨气参与反应、有的氨气参与反应，反应消耗  ，参与反应消耗  ，  ，A错误； B.时，反应也生成氯离子，所以  ，B错误； C.时，越大，氨总去除率不变，氮残余率增大，说明生成的硝酸根离子越多，生成的量越少，C正确； D.时，氨的去除率为，溶液中没有  和，含有、、  、和，根据电荷守恒得  ，D错误； 故本题选C。 2.（2022·湖南）某实验小组以溶液为原料制备，并用重量法测定产品中的含量。设计了如下实验方案： 可选用试剂：晶体、溶液、浓、稀、溶液、蒸馏水 步骤．的制备 按如图所示装置进行实验，得到溶液，经一系列步骤获得产品。 步骤产品中的含量测定 称取产品，用水溶解，酸化，加热至近沸； 在不断搅拌下，向所得溶液逐滴加入热的溶液， 沉淀完全后，水浴分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为。 回答下列问题： Ⅰ是制取_______气体的装置，在试剂过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为_______； Ⅰ中仪器的作用是_______；Ⅲ中的试剂应选用_______； 在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是_______； 沉淀过程中需加入过量的溶液，原因是_______； 在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是_______填名称； 产品中的质量分数为_______保留三位有效数字。 【答案】； 浓 防止倒吸；溶液   静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全 使钡离子沉淀完全 锥形瓶 【解析】装置中浓硫酸和氯化钠共热制备，装置中氯化氢与溶液反应制备，装置中硫酸铜溶液用于吸收生成的，防止污染空气。 由分析可知，装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热制取气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反应的化学方程式为：浓。 氯化氢极易溶于水，装置Ⅱ中仪器的作用是：防止倒吸；装置Ⅱ中氯化氢与溶液反应生成，有毒，对环境有污染，装置Ⅲ中盛放溶液，用于吸收。 硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。 为了使钡离子沉淀完全，沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。 过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到锥形瓶。 由题意可知，硫酸钡的物质的量为：，依据钡原子守恒，产品中的物质的量为，质量为，质量分数为：。 3.（2022·浙江）某同学设计实验确定的结晶水数目。称取样品，经热分解测得气体产物中有、、、，其中的质量为；残留的固体产物是，质量为。计算： __________写出计算过程。 气体产物中 __________。 【答案】根据关系式                             解得；   【解析】根据题目提供信息，写出反应方程式，根据方程式找出关系式计算。 根据关系式                             解得； 设气体产物中氧气的物质的量为                                                                                                                                                     解。 4.（2023·浙江）化合物由三种元素组成，某学习小组按如图流程进行实验： 已知：白色固体用溶解后，多余的酸用恰好中和。 请回答： 的组成元素是 ______，的化学式是 ______。 写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式 ______。 写出生成白色固体的离子方程式 ______。 设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子 ______。 【答案】、、； 用玻璃棒蘸取溶液，点在蓝色石蕊试纸上，呈红色说明溶液中有；取溶液于试管中，加入至碱性，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝说明有  【解析】 化合物由三种元素组成，和足量反应生成白色固体和无色溶液，为难溶性碳酸钙或碳酸钡；无色溶液中含有剩余的和其它可溶性钠盐，中加入足量生成棕黄色溶液，说明被中溶质氧化生成，则中含有和过量的、钠盐；多次萃取得到水溶液中含有、钠盐，中加入足量溶液得到浅黄色固体和无色溶液，和足量氨水反应生成无色溶液和黄色固体，为银氨溶液，和足量稀硝酸反应生成白色固体，为，无色溶液中含有和；淡黄色固体为和，无色溶液中含有、，无色溶液中含有剩余的和钠盐，，白色固体用溶解后，多余的酸用恰好中和，化合物中含有金属元素的物质的量，含有三种元素，则为含氧酸盐，所以一定含有氧元素；如果化合物中含有元素，白色固体的质量，则中含有元素，含有，中、、元素的物质的量之比等于其个数之比，为：：：：，化学式为，结合题目分析解答。 通过以上分析知，的组成元素是、、，的化学式是； 中含有，能氧化生成，同时生成、，溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式为； 为银氨溶液，和足量稀硝酸反应生成氯化银白色沉淀和氯化铵，生成白色固体的离子方程式为； 中含有、，酸遇蓝色石蕊试纸变红色，铵根离子和溶液反应生成，加热分解生成，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，所以检验溶液Ⅰ中的阳离子方法为：用玻璃棒蘸取溶液，点在蓝色石蕊试纸上，呈红色说明溶液中有；取溶液于试管中，加入至碱性，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝说明有。 5.（2022·浙江）化合物由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验： 化合物在空气中加热到，不发生反应。 请回答： 组成的三种元素为_______；的化学式为_______。 溶液的溶质组成为_______用化学式表示。 写出由到的化学方程式_______。 难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。 设计实验，检验尾气中相对活泼的种气体_______。 【答案】 、、   ；   ； 、；  ；； 将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有 【解析】化合物由三种元素组成，在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物，和盐酸反应生成紫红色固体应该是，无色溶液中加入稀硫酸生成白色沉淀应该是，无色溶液中加入足量溶液生成白色沉淀是，据此解答。 根据以上分析可知的物质的量是，第一次生成硫酸钡的物质的量是，第二次生成硫酸钡的物质的量是，因此中一定含有，的质量是，二者质量之和是，相差，根据原子守恒可知应该是氧元素，物质的量是，则、、三种原子的个数之比是：：，所以组成的三种元素为、、，的化学式为。 根据氯原子守恒以及溶液仍然能与氯化钡反应生成硫酸钡可知溶液的溶质组成为、。 反应中元素化合价降低，得到电子，则氨气中氮元素化合价升高，被氧化生成氮气，根据原子守恒可知由到的化学方程式为。 难溶于水，但可溶于氨水中，说明有生成，所以该反应的离子方程式为。 反应中氨气可能过量，高温下水是气态，氮气性质稳定，所以需要检验的是氨气和水蒸气，实验方案为：将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有。 6．(2021·山东，6)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1 L；0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2 L。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】　设与1 mol X反应消耗HCl的物质的量为a mol，与1 mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为b mol。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；X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为＝，故B正确；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、1.5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。 7．(2022·浙江6月选考，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＝＋1.8×102 kJ·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－1(假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%，杂质不参与反应)，需要投料______kg焦炭。 (2)每生产106 kg纯碱，同时可获得______kg CaO(列式计算)。 【答案】　(1)10.8　(2)＝70 【解析】　(1)完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是×180 kJ·mol－1＝162 000 kJ，已知：焦炭的热值为30 kJ·g－1(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 g×2＝10 800 g＝10.8 kg。 (2)根据(1)中计算可知消耗焦炭的物质的量是＝900 mol，参加反应的碳酸钙的物质的量是900 mol，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＝70 kg。 8．（2021·湖北1月选考模拟，）16(5)]某同学用5.60 g干燥铁粉制得无水FeCl3样品13.00 g，该次实验的产率是________。 【答案】　80.00% 【解析】　根据2Fe＋3Cl22FeCl3，可求5.60 g 干燥铁粉完全转化为FeCl3的质量为×162.5 g·mol－1＝16.25 g，则产率为×100%＝80.00%。 9．（2022·湖南）某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案： 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－1 H2SO4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)。 【答案】　97.6% 【解析】　由题意可知，硫酸钡的物质的量为＝0.002 mol，依据钡原子守恒，产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002 mol，质量为0.002 mol×244 g·mol－1＝0.488 g，质量分数为×100%＝97.6%。 10．(2019·北京，26改编)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。 Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液。 Ⅱ.取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色。 Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水。 Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。 Ⅴ.用b mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。 已知：①I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 ②Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色 ③＋3Br2―→＋3HBr 计算废水中苯酚的含量为________________g·L－1(苯酚摩尔质量：94 g·mol－1)。 【答案】　 【解析】　n(BrO)＝av1×10－3mol，根据反应BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O可知n(Br2)＝3av1×10－3mol，溴分别与苯酚和KI反应，先计算由KI消耗的溴的量，设为n1(Br2)，根据I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6可知I2～2Na2S2O3，又Br2＋2I－===I2＋2Br－可知Br2～I2，可得Br2～2Na2S2O3，n(Na2S2O3)＝bv3×10－3mol，n1(Br2)＝bv3×10－3mol，再计算由苯酚消耗的溴的量，设为n2(Br2)＝n(Br2)－n1(Br2)＝(3av1－bv3)×10－3mol，苯酚与溴水反应的计量数关系为3Br2～C6H5OH，n(C6H5OH)＝n2(Br2)＝(av1－bv3)×10－3mol，废水中苯酚的含量为＝ g·L－1。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.利用碘量法测定某纯净水样中溶解的含量，实验如下加入的试剂已除去。 步骤水样中的固定：用的水瓶盛满水样，加入溶液，再加入含溶液和溶液的混合液，部分水样溢出，立即盖好瓶盖，翻转摇匀，生成白色沉淀，随即有棕色沉淀生成。 步骤生成：当水样中的沉淀沉降到距瓶口三分之一以下时，缓缓加入适量稀至液面下，部分溶液溢出，立即盖好瓶盖，翻转摇动，至沉淀完全溶解，得到黄色溶液。 步骤测定及计算：用碘量法测出步骤中生成的为，进而计算出纯净水样中溶解的含量。 已知：直接氧化的反应速率很慢。 下列说法不正确的是(    ) A. 步骤中，用注射器加入试剂时应将细长针头插到液面下一定距离 B. 步骤中，生成的反应： C. 步骤中，部分溶液溢出不影响测定纯净水样中溶解的含量 D. 步骤中，经计算，该纯净水样中含有的浓度为 【答案】D  【解析】 A.步骤中，用注射器加入试剂时应将细长针头插到液面下一定距离，防止空气进入，故A正确； B.步骤中，棕色沉淀与反应得到棕黄色溶液，可知生成碘单质，得电子生成锰离子，碘离子失去电子生成碘单质，结合电子得失守恒及元素守恒得反应离子方程式：，故B正确； C.步骤中， 的质量决定生成碘单质的质量，部分溶液溢出不影响沉淀的质量，该实验通过碘单质的量计算水中溶解氧气的含量，因此溢出的水不影响纯净水样中溶解的含量，故C正确； D.根据电子得失守恒可知：反应时可生成，反应生成碘单质，则：，生成的为，则氧气的物质的量为，该纯净水样中含有的浓度为，故D错误； 2.将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入 盐酸中，充分反应后产生 标准状况，残留固体过滤，滤液中无将滤液加水稀释到，测得其中为则原混合物中单质铁的质量是(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】 完全反应后滤液中没有，说明溶液中也没有，则溶液中阳离子有和，溶质为和， 根据电荷守恒得，则，生成，因为还有盐酸剩余，溶液残留固体是，， 设的物质的量为、的物质的量为， 根据原子守恒得 根据转移电子守恒得， 解得、， 所以，故C正确。 故选C。 3.标准状况下，下列实验用如图所示装置不能完成的是(    ) A. 测定一定质量的镁铝合金中铝的质量分数 B. 确定有机物分子中含活泼氢原子的个数 C. 测定一定质量的晶体中结晶水数目 D. 测定一定质量的和混合物中的含量 【答案】C  【解析】 A.测定镁铝合金中铝质量分数，可用溶液溶解合金并测定生成氢气的体积，从而求出铝的量，可以用如图装置进行实验，不符合题意； B.可用活泼金属与该有机物反应，并测定生成氢气的体积，从而确定两者比例关系，可以用如图装置进行实验，不符合题意； C.测定该晶体中结晶水的数目可以用热重分析法，该方法需要加热，图示装置实现不了；或者取一定质量晶体，先测，再求，利用两者物质的量之比求出，图示装置实现不了，符合题意； D.用水溶解该混合物，测定生成氧气的体积，从而求出含量，可以用如图装置进行实验，不符合题意； 故选C。 4.为研究相对分子质量：的热分解性质，进行如下实验：准确称取样品，在空气中进行加热，残留固体的质量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是(    ) A. 点残留固体的主要成分为 B. 点的反应为 C. 点固体的主要成分为 D.  时，固体失重约 【答案】B  【解析】 A.，则，；点时，残留固体的质量为，质量减少了，为的质量，所以点对应残留固体的主要成分为，项正确； B.残留固体质量为时，质量减少了，为的质量，所以该点对应残留固体的主要成分为，点与该点相比，对应残留固体的质量减少了，点若发生 ，则固体质量应减少，项错误； C.残留固体中，则为的质量，则，所以点对应残留固体的主要成分为，点对应残留固体的质量为，，则为元素的质量，其物质的量为，此时残留固体的主要成分为，项正确； D.点时，结合和这两个数据，可知固体质量减小了，失重，项正确； 故选B。 5.钪广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸含、、、、等离子中提取的一种工艺流程如下： 钛白水解工业废酸中需先加入生成难萃取的，再进行萃取，的作用是_______填字母。 作氧化剂        作还原剂        作配体 “萃取”可采用有机磷萃取剂，其中代表烃基，可通过以下反应制备：。 对产率的影响如下表： 产率 随着碳原子数增加，产率降低的原因可能为_______。 钪的萃取率与值萃取剂体积和废酸液体积之比的关系如图所示。采用一次萃取时，应选择最合适的值为_______。   “反萃取”时生成、沉淀，生成反应的离子方程式为_______。 “沉钪”时得到沉淀。“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如图所示，随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因为_______。   “灼烧”时，摩尔质量为在空气中分解得到，实验测得灼烧过程中固体残留率随温度的变化如图所示，时，固体的主要成分是_______写出计算过程。 【答案】 随着碳原子数增加，键极性减弱更难断裂，产率降低或随着碳原子数增加烃基推电子能力增强，键更难断裂，产率降低 温度低于时，随温度升高，沉淀反应速度加快，钪的沉淀率上升或随温度升高草酸电离程度增大，草酸根浓度增多，钪的沉淀率上升；温度高于时，随着温度的升高，草酸钪的溶解度增大，致使钪的沉淀率下降 。 【解析】钛白水解工业废酸含、、、、等离子加入，使转化为难萃取的，加入有机溶剂萃取，分离出油层，加和，生成、沉淀，过滤后滤渣加入酸溶解，过滤除去，加草酸沉钪，得到沉淀，过滤后灼烧得到。 钛白水解工业废酸中需先加入生成难萃取的，中为配体，故选； 根据对产率的影响表，随着碳原子数增加，产率降低的原因可能为随着碳原子数增加，键极性减弱更难断裂，产率降低或随着碳原子数增加烃基推电子能力增强，键更难断裂，产率降低； 采用一次萃取时，应选择最合适的值为； “反萃取”时氧化锰离子为，生成反应的离子方程式为； “沉钪”时随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因为温度低于时，随温度升高，沉淀反应速度加快，钪的沉淀率上升或随温度升高草酸电离程度增大，草酸根浓度增多，钪的沉淀率上升；温度高于时，随着温度的升高，草酸钪的溶解度增大，致使钪的沉淀率下降； 设初始时为 ，，时，剩余固体质量为，固体质量减少，减少质量为，故时固体成分为。 6.富马酸亚铁，是一种治疗缺铁性贫血的安全有效的铁制剂，常用富马酸结构简式为和制备富马酸亚铁，并对其纯度进行测定，过程如下。 Ⅰ制备富马酸亚铁 将富马酸置于烧杯中，加热水搅拌； 加入溶液使溶液为，并将上述溶液移至容器中； 安装好回流装置，加热至沸，然后通过恒压滴液漏斗缓慢加入溶液并恰好完全反应； 维持反应温度，充分搅拌小时，冷却，减压过滤，用水洗涤沉淀； 最后水浴干燥，得棕红或棕色粉末，记录产量。 Ⅱ产品纯度测定 取样品置于锥形瓶中，加入硫酸，加热溶解后冷却，再加入新沸过的冷水和滴邻二氮菲指示液，此时溶液呈红色；立即用硫酸铈铵标准液滴定还原产物为，滴定终点溶液变为浅蓝色。平行测定三次，平均消耗标准液。 以上操作中不需要使用的仪器是____填序号，仪器的名称是____。    在富马酸溶液中加入溶液并加热、搅拌，调节为，如果过量，则制得的富马酸亚铁质量____填“偏大”“偏小”或“不变”。 合成富马酸亚铁反应的化学方程式为____。 步骤中洗涤的目的主要是为了除去____离子填离子符号，检验沉淀是否洗净的方法是____。 根据上述实验数据，测得产品的纯度是____保留位有效数字。 【答案】；球形冷凝管 偏小    、 ；取最后一次的洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净 【解析】向富马酸( HOOCCH=CHCOOH )中加入Na2CO3溶液先中和酸，并调节溶液pH=6.6，再滴加FeSO4溶液可合成得到富马酸亚铁，然后过滤、洗涤、干燥后得到产品，再根据富马酸亚铁(C4H2O4Fe)有Fe2+，溶液中的Fe2+被Ce4+氧化为Fe3+，Ce4+被还原为Ce3+，反应为：Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，可得富马酸亚铁与Ce4+的关系式：富马酸亚铁~ Ce4+，根据滴定消耗硫酸铈铵［(NH4)2Ce(SO4)3］标准液的体积计算富马酸亚铁的物质的量，再根据理论产量和产品的实际质量计算产品纯度。 （1）在步骤①溶解富马酸需使用烧杯；在步骤②中需使用装置B；在步骤③回流装置中需要使用装置D和装置C；过滤需要烧杯和漏斗，滴定需要滴定管，不需使用容量瓶，故合理选项为E； 根据图示可知仪器D为球形冷凝管； （2）在富马酸溶液中加入Na2CO3并加热、搅拌，调节pH为6.6。如果Na2CO3过量，过量的碳酸钠会消耗亚铁离子，导致制得的富马酸亚铁质量偏小； （3）富马酸首先和碳酸钠反应生成NaOOC-CH=CH-COONa，然后NaOOC-CH=CH-COONa和硫酸亚铁反应合成富马酸亚铁，反应的化学反应方程式为：NaOOC-CH=CH-COONa+FeSO4  Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+ Na2SO4； （4）步骤④中洗涤沉淀目的主要是为了除去沉淀表面的可溶物，即反应产生的Na2SO4电离产生的Na+、  ；可通过检验洗涤液中是否含有   来判断沉淀是否洗涤干净。故检验沉淀是否洗净的方法是：取最后一次的洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净； （5）根据富马酸亚铁( C4H2O4Fe)有Fe2+，关系式为富马酸亚铁~ Fe2+，溶液中的Fe2+被Ce4+氧化为Fe3+，Ce4+被还原为Ce3+，反应为： Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，故富马酸亚铁~Ce4+，富马酸亚铁的物质的量是n(富马酸亚铁)=n(Ce4+)=0.l mol/L×0.023 L=0.0023 mol，故所得产品的纯度为：  ×100%=97.75%。 7.环己酮是重要化工原料，是制造尼龙的主要中间体，也是重要的工业溶剂，实验室利用如下反应原理和实验装置制备环己酮夹持、加热装置略，、处有仪器未画出：    环己醇、环己酮和饱和食盐水的部分物理性质见表括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点 物质 密度 沸点 部分性质 环己醇 能溶于水，具有还原性，易被氧化 环己酮 微溶于水，遇氧化剂易发生开环反应 饱和食盐水   实验步骤： Ⅰ实验中通过装置将酸性溶液分批滴加到盛有环己醇的中，加入第一批溶液后，待反应物的橙红色消失后再加入第二批依次进行下去，直至反应结束，控制反应在进行。反应结束后，向反应液中加入适量的草酸。 Ⅱ反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。 Ⅲ进一步分离提纯得到精环已酮。 实验装置图中处应放置的仪器名称为______。 中发生反应的离子方程式为______，用蒸馏不能分离环己酮和水的原因是______。 实验过程中溶液分批加入的原因是______。 步骤Ⅰ加入适量草酸为了将剩余的完全反应，草酸与的物质的量之比为______时反应恰好进行完全。 环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：蒸馏，收集馏分，得到精品过滤在收集到的粗品中加固体至饱和，静置，分液加入无水固体，除去有机物中少量水。上述操作的正确顺序是______填序号。上述操作中，加入固体的作用是______。 计算环己酮的产率______。保留整数 【答案】温度计            环己酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出 避免氧化剂溶液过量而加剧了环己酮的开环反应 ：      降低环己酮在水中的溶解度，减少产物损失；增加水层密度，有利于分层 【解析】通过装置将酸性溶液分批滴加到盛有环己醇的中，反应生成环己酮，反应后加入草酸除去过量的重铬酸钠，蒸馏得到环己酮粗品，粗品干燥、蒸馏得到精品； 实验中加热温度需要控制在合适的反应温度，故图中处应放置的仪器名称为温度计； 重铬酸钠具有强氧化性，中发生反应为环己醇被重铬酸钠氧化为环己酮和三价铬离子、同时生成水，反应为：        ，由题干可知用蒸馏不能分离环己酮和水的原因是：环己酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出； 重铬酸钠具有强氧化性，已知：环己酮遇氧化剂易发生开环反应；故实验过程中溶液分批加入的原因是：避免氧化剂溶液过量而加剧了环己酮的开环反应； 草酸与反应中碳元素化合价由变为、铬元素化合价由变为，根据电子守恒可知，草酸与的物质的量之比为时反应恰好进行完全。 环己酮会和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出，环己酮的提纯操作过程为：在收集到的粗品中加固体至饱和降低环己酮的溶解度利于其分层，静置，分液分离出有机相；加入无水固体，除去有机物中少量水，防止形成混合物一起蒸出；过滤，除去干燥剂；蒸馏，收集馏分，利于物质沸点不同得到精品；故为；操作中，加入固体的作用是降低环己酮在水中的溶解度，减少产物损失且可增加水层密度，有利于分层； 环己醇的物质的量为  ，则理论生成环己酮，环己酮的产率  。 8.通过络合滴定法测定铅铋合金中和的质量分数可以对产品质量进行检验。 资料：极易水解，在时即可生成难溶于酸的沉淀； 也会水解，在碱性条件下会生成沉淀。 一铅铋合金的溶解和稀释 称取样品于烧杯中，加入浓硝酸溶液低温加热溶解。溶解后将溶液转移至容量瓶中。用溶液冲洗烧杯，将洗液转移至容量瓶中后定容。 写出溶于浓，生成的离子方程式：_______。 在冲洗烧杯时选择溶液而非水的原因是_______。 二铅铋合金的连续滴定 资料：乙二胺四乙酸是一种重要的有机化合物，常用表示结构如左图所示。水溶液中其各存在形式的物质的量分数随变化曲线如图所示。 是乙二胺四乙酸二钠盐，通常用表示，是最常用的络合滴定剂，可以与大多数金属离子发生反应，生成配合物。 步骤Ⅰ移取上述定容后的溶液于锥形瓶中，滴加滴指示剂二甲酚橙，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为，完成的含量测定。 步骤Ⅱ向滴定后的溶液中加入过量的六次甲基四胺固体调节溶液。 步骤Ⅲ用溶液再次滴定至终点，消耗溶液的体积为，完成的含量测定。 从结构角度解释形成的原因是_______。 写出滴定的离子方程式_______可以使用代替部分有机物结构。 过量的六次甲基四胺可以形成缓冲溶液，使得溶液在加入酸或碱时稳定在左右。如使用过量氨水则会因为发生_______写离子方程式导致含量_______偏大、偏小或不变。 铅铋合金中的质量分数为_______，的质量分数为_______。已知：， 由上述过程可知，浓度相近时调节是分步滴定和的关键。定义：的平衡常数为，则_______填“”、“”或“”，理由是_______。 【答案】    防止加水稀释使溶液，水解生成沉淀，影响含量测定    乙二胺四乙酸中的个提供孤电子对，分别与的空轨道形成配位键        ；偏小     ；      ；滴入时，先结合，约为时，较小，此时可以与反应，不能 【解析】根据图像可知乙二胺四乙酸在水溶液中其各存在形式的物质的量分数随变化情况，酸性越强的含量越高，碱性越强的含量越高，用分别滴定和时，都是按照：的计量系数关系反应。 和浓硝酸发生氧化还原反应，浓硝酸的还原产物为：，因此溶于浓，生成的离子方程式为：； 在冲洗烧杯时选择溶液是防止加水稀释使溶液，水解生成沉淀，影响含量测定； 能够形成是因为：乙二胺四乙酸中的个提供孤电子对，分别与的空轨道形成配位键； 用滴定生成配合物，离子方程式为： 氨水过量会和反应，生成沉淀：，由于部分和氨水生成，会导致含量偏小； 根据反应计量系数关系：，铅铋合金中的质量分数为：；铅铋合金中的质量分数为： 由图可知：滴入时，先结合，约为时，较小此时可以与反应，不能，说明。 9.为测定样品的纯度，用硫酸溶解样品，定容至。取溶液，用标准溶液滴定至终点。重复实验，数据如下： 序号 滴定前读数 滴定终点读数 已知： 假设杂质不参加反应。 该样品中的质量分数是_______保留至小数点后一位； 写出简要计算过程：__________________________________________________________。 【答案】；     【解析】第一次所用标准溶液为，第二次所用标准溶液为，第三次所用标准溶液为， 第二次数据偏差较大，应舍去，所以所用标准溶液的体积为；根据关系式：，可知待测液中所含的物质的量为，则样品中的质量分数为。 10.向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化。 原溶液中和的物质的量浓度之比为________。 点时溶液中溶质的物质的量浓度为________。 【答案】 【解析】由氧化性：，加入发生反应：；加入铁粉从时，即加入，剩余物为，此时发生：；加入铁粉为从时，即加入，固体增加，没有参与反应，可知加入时，溶液中、完全反应，此时溶液中溶质为，由可知，，由可知，，则 ，，故原溶液中 和 的物质的量浓度之比为：：； 根据以上分析可知点溶液中 。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$