主题3 第四讲 以物质的量为中心的化学计算常用方法(综合应用课)（学生讲义）-【新高考方案】2026年高考化学一轮总复习（江苏专版）

第四讲　以物质的量为中心的化学计算常用方法(综合应用课) 　　以物质的量为中心的化学计算每年高考必考,涉及的运算方法主要有比例式法、关系式法和热重分析法。学通学精这些方法是解题的金钥匙,能使复杂的计算简单化、规律化。有利于学生养成解决相关问题的科学思维。 一、 比 例 式 法 1.应用原理 　　 　　　　　 2Na+2H2O2NaOH+ H2↑ 化学计量数之比:　2　∶　2　 ∶　　2　 ∶ 1 扩大NA倍:　　 2NA ∶ 2NA　∶　 2NA ∶ NA 物质的量之比:　2 mol ∶2 mol ∶　 2 mol∶1 mol 结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,也等于各物质的物质的量之比。 2.解题步骤 写 写出有关的化学方程式 找 找出相关物质对应的化学计量数,从而找出相关物质的物质的量之比 列 将有关的四个量列出比例式 解 根据比例式求出n,再求m、V或c 答 写出简明答案 　　[例1]　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=　　　　mL。  (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)  听课随笔: 　　[对点训练] 1.在标准状况下,15.6 g Na2O2投入足量水中,充分反应,生成NaOH的物质的量为多少?生成O2的体积为多少? 2.现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验: 实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+,达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。 实验Ⅱ:另取m1 g样品,与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g。 已知SOCl2与FeCl2·4H2O混合并加热可得到无水FeCl2,则n=　　　　。  3.(2025·扬州中学期中节选)用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt,含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下: Ni2O3产品中可能含少量NiO,为测定Ni2O3的纯度,进行如下实验:称取5.000 g样品,加入足量硫酸后,再加入100 mL 1.000 mol·L-1 Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200 mL。取出20.00 mL,用0.1 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00 mL。实验过程中发生反应如下: Ni2O3+Fe2++H+Ni2++Fe3++H2O (未配平) Fe2++Mn+H+Fe3++Mn2++H2O (未配平) 试通过计算确定Ni2O3的质量分数,并写出计算过程。 二、关 系 式 法 　　关系式是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子,在多步反应中,它可以把始态反应物与终态生成物之间“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。高考题量大,时间紧,对于涉及多步计算的问题,如滴定实验的有关计算,巧妙运用关系式法,可以缩短答题时间;解题的关键是正确书写关系式。 　　[例2]　六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,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分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,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I离子交换柱发生反应:W+Ba(IO3)2BaWO4+2I;交换结束后,向所得含I的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:I+5I-+6H+3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S22I-+S4。滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为　　　　　　　　　　。  听课随笔: |思维建模|关系式法解题步骤　 第一步:写出各步反应的化学方程式。 第二步:找出作为“中介”的物质,并确定最初的反应物、中介物质、最终生成物之间“量”的关系。 第三步:确定最初反应物和最终生成物之间“量”的关系。 第四步:根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。 　　[对点训练] 1.氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体,难溶于乙醇,微溶于水,易水解,在空气中易被氧化。测定CuCl样品的纯度。准确称取0.250 0 g CuCl样品,溶解于H2O2和H2SO4的混合溶液,加热溶液,待没有气体逸出、冷却后转移至碘量瓶中,加过量KI溶液,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2、2S2+I2S4+2I-。计算CuCl样品的纯度为　　　　(写出计算过程)。  2.(2025·苏南名校联考)测定产品中V2O5的纯度:称取a g产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液,再加入b1 mL c1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(V+2H++Fe2+VO2++H2O+Fe3+),最后用c2 mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知Mn被还原为Mn2+,假设杂质不参与反应,则产品中V2O5的质量分数是　　　　%。  3.(2025·镇江中学零诊)取制取的NaBiO3产品x g,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用0.1 mol·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的Mn(已知:5NaBiO3+2Mn2++14H+5Bi3++2Mn+5Na++7H2O,5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O),当达到滴定终点时,消耗y mL。滴定终点的现象:　　　　　　　　　　　　,该产品的纯度为　　　 　。  三、热 重 分 析 法 　　热重分析法是指程序控制温度和一定气氛条件下,测量物质的质量与温度或时间关系的一种热分析方法,解答热重分析试题的常用方法为: (1)设晶体为1 mol。 (2)失重一般是先失水,再失非金属氧化物。 (3)计算每步的m剩余,×100%=固体残留率。 (4)晶体中金属质量不减少,仍在m剩余中。 (5)失重最后一般为金属氧化物,由质量守恒得m(O),由n(金属)∶n(O),即可求出失重后物质的化学式。 　　[例3]　0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示: 请回答下列问题: (1)试确定200 ℃时固体物质的化学式:　　　　　。  (2)取270 ℃所得样品,于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为　　　　　　,其存在的最高温度是　　　　　　。  听课随笔: |思维建模|三步突破热重分析题 分析图像,明确坐标含义 分析失重图像,横坐标一般是分解的温度,纵坐标一般为剩余固体的质量或固体残留率 依据性质,猜测各段反应 含结晶水的盐加热失重时一般先失去部分或全部结晶水,再失去非金属氧化物,失重最后一般为金属氧化物或金属,晶体中金属质量不减少,仍在残留固体中 整合数据,验证猜测结果 根据纵坐标的数据变化或题目给定的数据,根据金属原子守恒,即可求出失重后物质的化学式,或者判断出发生的化学反应 　　 [对点训练] 1.依据动力学原理,CaMg(CO3)2分解过程中Mg2+会比Ca2+优先向外扩散,C随后扩散到表面分解产生CO2和O2-,而Ca2+与C的结合能力较强,不易扩散。如图为在一定条件下的热重分析图: 下列说法错误的是 (　　) A.第一阶段反应的化学方程式为CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑ B.图中B点时,碳酸钙的分解率为60% C.图中C点以后剩余固体的成分是CaO、MgO D.第二阶段图像斜率明显加大,可能是因为温度较高使反应速率加快 2.(2025·南师附中模拟)碳酸镍具有良好的催化性能,在化学和工业领域有广泛应用。利用废镍催化剂(主要成分为Ni及其氧化物、Al和Fe的氧化物)获得碳酸镍的过程如下: “沉镍”过程可能生成碱式碳酸镍[xNiCO3·yNi(OH)2·4H2O]。为测定该沉淀的组成进行下列实验:称取干燥沉淀样品7.54 g,隔绝空气加热。该化合物的热重曲线如图所示。 则y=　　　　。  真题集训——高考能力达标 1.(2024·江苏卷·节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。 (1)向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液,Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为 　。 (2)将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol-1)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600 ℃时,所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c,通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(C)的比值  (写出计算过程)。  2.(2024·山东卷·节选)利用“燃烧⁃碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。 实验过程如下: ①加样:将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。 ②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,加热并使样品燃烧。 ③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换,直至终点。 回答下列问题: (1)该滴定实验达终点的现象是 　;  (2)滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,样品中硫的质量分数是　　　　(用代数式表示)。  课下请完成课时跟踪检测(十) 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $$