11素养发展3　模型认知——化学计算的常用方法-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（浙江专版人教单选版）

素养发展3　模型认知——化学计算的常用方法 [对应学生用书P33] 1．关系式法及其应用 (1)涉及多步反应的计算中常常运用关系式法进行计算。多步反应的特征是化学反应过程中多个反应连续发生，最初的反应物与最终生成物之间存在确定的量的关系，可按以下步骤分析： (2)确定关系式的两种方法 根据 方程式 根据化学(或离子)方程式确定关系式时，连续反应的中间产物是建立关系式的“桥梁” 根据守 恒关系 根据多步连续反应中某元素守恒确定关系式，如FeS2燃烧生成SO2，SO2催化氧化生成SO3，SO3与H2O化合生成H2SO4，根据硫元素守恒可得关系式：FeS2～2H2SO4 [典例1] (2020·浙江1月选考卷，节选)为测定FeC2O4·2H2O(M＝180 g/mol)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0.100 0 mol/L 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)。 答案：95.2 解析：表中三组数据，第一组用去V(KMnO4)＝19.98 mL－0.00 mL＝19.98 mL，第二组用去V(KMnO4)＝22.40 mL－1.26 mL＝21.14 mL，第三组用去V(KMnO4)＝21.56 mL－1.54 mL＝20.02 mL，显然第二组数据与另两个数据偏差较大，故应舍去，第1、3组数据求平均值为＝20.00 mL。由KMnO4的浓度和消耗体积，可以求出消耗的KMnO4的物质的量，由“3MnO～5FeC2O4·2H2O”，可以计算出样品中FeC2O4·2H2O的物质的量，滴定实验中只取出来实验，故要扩大10倍后，再计算6.300 g样品中FeC2O4·2H2O的质量分数。 w＝×100%＝95.2% 2．守恒法及其应用 守恒法是一种整合的思维方法，运用守恒思想，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如元素守恒、得失电子守恒等)，从而达到快速解题的目的。 (1)元素守恒：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。利用“元素守恒法”解题的思维流程如下： (2)得失电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数。滴定法测定物质含量时，多步连续氧化还原反应可以通过得失电子守恒建立关系式，并进行相关计算。 [典例2] (2022·浙江1月选考卷，节选)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g，经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O，其中H2O的质量为3.06 g；残留的固体产物是Al2O3，质量为1.02 g。计算： (1)x＝________。 (2)气体产物中n(O2)＝________mol。 答案：(1)9　(2)0.010 0 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1.02 g，可知样品中n(Al)＝×2＝0.02 mol，则有＝0.02 mol，解得x＝9。 (2)气体产物中n(H2O)＝＝0.17 mol，根据氢元素守恒，n(HNO3)＝0.02×9×2 mol－0.17×2 mol＝0.02 mol；根据氮元素守恒，n(NO2)＝[样品中n(N)]－[HNO3中n(N)]＝0.02×3 mol－0.02 mol＝0.04 mol；根据氧元素守恒可得，气体产物中n(O2)＝(0.02×18－0.17－0.02×3－0.04×2－0.03)mol/2＝0.010 0 mol。 1．(2022·浙江6月选考卷，节选)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，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(假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO3 90%，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CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是×1.8×102 kJ/mol＝1.62×105 kJ，已知焦炭的热值为30 kJ/g(假设焦炭不含杂质)，其热量有效利用率为50%，设需要投料x kg焦炭，则30 kJ/g×x×103 g×50%＝1.62×105 kJ，解得x＝10.8。 (2)消耗焦炭的物质的量为＝900 mol，参加反应的碳酸钙的物质的量为900 mol，说明参加反应的碳酸钙和焦炭的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒可知，生成氧化钙的质量为＝70 kg。 2．利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下： (1)称量：将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为m1 g；开盖并计时1 min，盖紧称重为m2 g；再开盖加入待测样品并计时1 min，盖紧称重为m3 g，则样品质量为________________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。 (2)滴定：先将WCl6转化为可溶的Na2WO4，通过IO离子交换柱发生反应：WO＋Ba(IO3)2===BaWO4＋2IO；交换结束后，向所得含IO的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O；反应完全后，用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O。滴定达终点时消耗c mol/L的Na2S2O3溶液V mL，则样品中WCl6(摩尔质量为M g/mol)的质量分数为____________________。 答案：(1)(m3＋m1－2m2)　 (2)×100% 解析：(1)根据分析，称量时加入足量的CS2，盖紧称重为m1 g，由于CS2易挥发，开盖时要挥发出来，称量的质量要减少，开盖并计时1 min，盖紧称重为m2 g，则挥发出的CS2的质量为(m1－m2)g，再开盖加入待测样品并计时1 min，又挥发出(m1－m2) g的CS2，盖紧称重为m3 g，则样品质量为m3 g＋2(m1－m2) g－m1g＝(m3＋m1－2m2)g。 (2)滴定时，根据关系式：WO～2IO～6I2～12S2O，样品中n(WCl6)＝n(WO)＝n(S2O)＝cV×10-3 mol，m(WCl6)＝cV×10-3 mol×M g/mol＝ g，则样品中WCl6的质量分数为×100%＝×100%。 3．测定食品中山梨酸钾(CH3CH===CHCH===CHCOOK)含量(杂质不参与反应)： 取待测食品m g，将其中的山梨酸钾浓缩、提取后，用盐酸酸化得到白色晶体。将白色晶体用试剂X溶解后，配成250 mL溶液。取25 mL配好的溶液，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液滴定，三次平行实验测得消耗标准液的平均体积为V mL。 名称 分子式 分子量 熔点(℃) 沸点(℃) 性质 山梨酸钾 C6H7O2K 150 270(分解) — 易溶于水和乙醇 山梨酸 C6H8O2 112 132 228 微溶于水，易溶于有机溶剂 (1)溶解白色晶体的试剂X可选用__________(填标号)； A．蒸馏水　　　B．乙醇　　　C．稀盐酸 (2)待测食品中山梨酸钾的质量分数为______%(用含字母的代数式表示)。 答案：(1)B　(2) [课时提升训练(7)见P361] [章末综合测试(二)见P363] 学科网（北京）股份有限公司 $$