第2章 第8讲 化学计算的常用方法(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 化学（人教版单选） 第二章 物质的量 第8讲　化学计算的常用方法 考点1 1 差量法 考点2 1 关系式法 考点3 1 守恒法 课下巩固精练卷(八)　化学计算的常用 方法 【备考目标】　1.了解化学计算的常用方法，初步建立化学计算的思维模型。2.理解物质的量在化学计算中的作用，提升解答计算类题目的能力。 差量法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”。这种差量可以是质量、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。其解题步骤如下： 1．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将 g样品加热，其质量变为 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　) 解析：选A。由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3的质量为x g，由此可得如下关系： 2．将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　) A． eq \f(2a－b,a) B． eq \f(b－a,b) C． eq \f(2a－b,b) D． eq \f(b－a,a) 解析：选C。设有x L NH3分解，则 eq \f(2,x) ＝ eq \f(2,（b－a）) ，解得x＝b－a，则该b L气体中NH3的体积分数为 eq \f(a－（b－a）,b) ＝ eq \f(2a－b,b) 。 1．应用原理 关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”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“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。 2．解题流程 一、关系式法的基本应用 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____________。(保留两位有效数字) 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 解得m(S)＝0.08 g，则原混合物中(S)＝ eq \f(0.08 g,0.22 g) ×100%≈36%。 答案：36% 2．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生反应SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 0 g，经上述反应后，共用去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液16.00 mL。试样中锡的百分含量为________(假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为119，结果保留三位有效数字)。 解析：Sn与K2Cr2O7存在如下关系： 3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7 3×119 g　　　　　　　1 mol x　　　　　　　　 0.100×0.016 mol x＝ eq \f(3×119 g×0.100×0.016 mol,1 mol) ＝0.571 2 g，(Sn)＝ eq \f(0.571 2 g,0.613 0 g) ×100%≈93.2%。 答案：93.2% 二、关系式法在滴定计算中的应用 3．(2023·湖北高考节选)取含X(CuO2)粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O)标志滴定终点的现象是 _________________________________________，粗品中X的相对含量为________。 解析：CuO2在酸性条件下生成Cu2＋，Cu2＋与KI反应生成I2，I2遇淀粉变蓝，用Na2S2O3标准溶液滴定I2，当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色时，表明I2已完全反应，达到滴定终点。CuO2中Cu为＋2价、O为－1价，结合已知反应可知，CuO2在酸性条件下与KI发生反应2CuO2＋8I－＋8H＋===2CuI＋3I2＋4H2O，则2CuO2～3I2～6Na2S2O3，则样品中m(CuO2)＝ eq \f(0.100 0×15.00×10－3,6) ×2×96 g＝0.048 g，(CuO2)＝ eq \f(0.048 g,0.050 0 g) ×100%＝96.0%。 答案：滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色　96.0% 4．Ba2＋是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度。取废水50.00 mL，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时CrO全部转化为Cr2O；再加入过量KI溶液进行反应，然后在反应液中滴加0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为①Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O；②2S2O＋I2===2I－＋S4O。则该工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度为________________。 解析：设Ba2＋的物质的量为x，则根据相关反应可得以下关系式： Ba2＋～BaCrO4～ eq \f(1,2) Cr2O～Cr3＋～ eq \f(3,2) I2～3S2O 1 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　3 mol x　　　　　　　　　　 0.036 L×0.100 mol·L－1 解得x＝1.2×10－3mol，则c(Ba2＋)＝ eq \f(1.2×10－3mol,0.050 L) ＝0.024 mol·L－1。 答案：0.024 mol·L－1 1．常考的三种守恒关系 (1)原子守恒 找出要关注的原子，利用反应前后该原子数目不变列出等式。如求含有1 mol FeS2的硫铁矿完全反应(不考虑过程损耗)制得的H2SO4的物质的量，可根据反应过程中S原子守恒，得到n(H2SO4)＝2n(FeS2)＝2 mol。 (2)电荷守恒 涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液中的电荷守恒为3c(Al3＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(OH－)。 (3)得失电子守恒 在涉及原电池、电解池和一般氧化还原反应的计算时，常用到得失电子守恒。氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数或电解池、原电池中两极转移的电子总数相等。 2．解题流程 一、原子守恒的应用 1．有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测得其含水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1.0 mol·L－1 KOH溶液30.8 mL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：选B。最终溶液中的溶质为KCl，n(KCl)＝n(HCl)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，其质量为m(KCl)＝0.05 mol×74.5 g·mol－1＝3.725 g。 2．某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为______________。 解析：由Cr原子守恒可得关系式Cr2O3～K2Cr2O7，则理论产生K2Cr2O7的质量为( eq \f(m1×1 000×40%,152) ×294) g，而实际产量为1 000m2 g，则产率＝ eq \f(实际产量,理论产量) ×100%＝ eq \f(190m2,147m1) ×100%。 答案： eq \f(190m2,147m1) ×100% 二、电荷守恒的应用 3．有CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为3 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为(　　) A．5.6 g B．11.2 g C．22.4 g D．33.6 g 解析：选B。n(SO)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液中阳离子的浓度相同，则有c(Cu2＋)＝c(Fe3＋)＝c(H＋)，其物质的量也相同，设Cu2＋、Fe3＋、H＋三种离子的物质的量均为n，根据电荷守恒可知，2n＋3n＋n＝0.3 mol×2，解得n＝0.1 mol，Cu2＋、Fe3＋、H＋都能与Fe反应生成Fe2＋，最后溶液溶质的成分为FeSO4，则n(FeSO4)＝0.3 mol，根据Fe元素守恒可知，此溶液最多溶解铁粉的物质的量为0.3 mol－0.1 mol＝0.2 mol，质量为0.2 mol×56 g·mol－1＝11.2 g。 4．若测得雨水中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＋ Cl－ 浓度/(mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5 根据表中数据判断试样的pH＝________。 解析：根据表格提供的离子可知，水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(Na＋)＋c()＋c(H＋)＝2c()＋c()＋c(Cl－)，将表格中的数据代入得c(H＋)＝10－4 mol·L－1，则pH＝4。 答案：4 三、得失电子守恒的应用 5．4.6 g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(　　) A.9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g 解析：选B。最后沉淀为Cu(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6 g，关键是求增加的n(OH－)，n(OH－)等于金属单质所失电子的物质的量，结合得失电子守恒可得，n(OH－)＝ eq \f(4 480,22 400) ×1 mol＋ eq \f(336,22 400) ×2 mol＝0.23 mol，故沉淀的质量为4.6 g＋0.23 mol×17 g·mol－1＝8.51 g。 eq \a\vs4\al([真题演练·感悟高考]) 1．(2023·全国卷乙节选)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示： 根据上述实验结果，可知x＝______，y＝________。 解析：由题图可知，FeSO4·7H2O―→FeSO4即7个结晶水完全失去时失重比为45.3%，则失重比为19.4%时，失去的结晶水数目为 eq \f(19.4%×7,45.3%) ≈3，故x＝7－3＝4，同理可推出y＝7－ eq \f(38.8%×7,45.3%) ≈1。 答案：4　1 2．(2022·湖南高考节选)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－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)。 解析：BaCl2·2H2O的质量分数为 eq \f(（137＋71＋36） g/mol×\f(0.466 0 g,233 g/mol),0.500 0 g) ×100%＝97.6%。 答案：97.6% $$