第2单元 素养提升练(三) 模型认知——化学计算的常用方法(Word练习)-【高考快车道】2026年高考化学大一轮专题复习总复习

素养提升练(三)　模型认知——化学计算的常用方法 探究点一　守恒法在化学计算中的应用 1.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S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 2.大气污染物中的氮氧化物可用NaOH溶液吸收,发生如下反应: NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O 请计算: (1)若33.6 mL(已折算为标准状况)氮氧化物(只含NO和NO2)与V mL 0.500 mol·L-1 NaOH溶液恰好完全反应,则V=　　　　。  (2)若V(NO)∶V(NO2)=5∶1,与x mol O2混合,能与60.0 mL 1.00 mol·L-1 NaOH溶液恰好完全反应全部转变成NaNO3,则x=　　　　　(写出计算过程)。  3.将3.00 g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)。   4.化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度,以K2Cr2O7为强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量换算成相当于O2的含量(以mg·L-1计)来计量。 (1)处理时,水样应先酸化,最好选用　　　　(填“稀硝酸”“稀硫酸”或“稀盐酸”)酸化。  (2)在该条件下,Cr2最终转化为Cr3+,取水样100 mL,处理该水样时消耗了10 mL 0.025 mol·L-1 K2Cr2O7溶液。则该水样的COD为　　　　mg·L-1。  探究点二　差量法在化学计算中的应用 5.BaCl2·xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定: ①称取1.222 g样品,置于小烧杯中,加入适量稀盐酸,加热溶解,边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全,静置; ②过滤并洗涤沉淀; ③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧;转入高温炉中,反复灼烧到恒重,称得沉淀质量为1.165 g。 回答下列问题: 计算BaCl2·xH2O中的x=　　　　(要求写出计算过程)。  6.用热重分析法测定碱式碳酸钴晶体 [Co5(CO3)2(OH)6·xH2O]所含结晶水数,将纯净碱式碳酸钴晶体在空气中加热,加热过程中钴元素无损失,失重率与温度的关系如图所示。已知20~190 ℃为失去结晶水阶段,则x的值为　　　　,在c点时剩余固体为氧化物,其化学式为　　　　。  7.ZnCl2溶液与Na2CO3溶液混合,“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O, M=583 g·mol-1]。 (1)“沉锌”的离子方程式为 　 。  (2)碱式碳酸锌加热升温过程中固体的质量变化如图所示。350 ℃时,剩余固体中已不含碳元素,此时剩余固体的成分及物质的量之比是 　　　　 　　。  8.在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。 温度范围/℃ 固体质量/g 150~210 8.82 290~320 4.82 890~920 4.50 (1)加热到210 ℃时,固体物质的化学式为　 。  (2)经测定,加热到210~310 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为　　 。  探究点三　关系式法在化学计算中的应用 9.[2025·安徽江淮十校一模] 实验小组为检验制得产品硫代硫酸钠(Na2S2O3)的纯度,称取5.000 g产品配制成250 mL硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度。在锥形瓶中加入25.00 mL 0.010 0 mol·L-1 KIO3溶液,并加入过量的KI后酸化,发生反应:5I-+I+6H+3I2+3H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S22I-+S4,当达到滴定终点时,消耗Na2S2O3溶液15.00 mL,则该产品的纯度为　　　(保留两位有效数字)。  10.滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中),步骤如下: ①取10.00 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL; ②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热; ③用25.00 mL硼酸溶液吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3(NH4)2B4O7+5H2O]; ④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积为V mL。 则水样中氮元素的含量是　　　　　mg·L-1(用含c、V的代数式表示)。  11.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+2HClSnCl2+H2↑,再加入过量的FeCl3溶液,发生反应SnCl2+2FeCl3SnCl4+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+14HCl6FeCl3+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 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液16.00 mL。求试样中锡的百分含量:　　　　(假定杂质不参加反应,锡的相对原子质量为119,结果保留3位有效数字)。  12.实验室以活性炭为催化剂,由CoCl2制备三氯化六氨合钴(Ⅲ){[Co(NH3)6]Cl3}。为测定产品中钴的含量,进行下列实验: Ⅰ.称取3.540 0 g产品,加入足量NaOH溶液蒸出NH3,再加入稀硫酸,使[Co(NH3)6]Cl3全部转化为Co3+,然后将溶液定容至250 mL,取25.00 mL于锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液13.30 mL。 Ⅱ.另取与步骤Ⅰ中等量的KI溶液于锥形瓶中,用上述标准溶液进行滴定,消耗Na2S2O3标准溶液1.30 mL。 (1)样品中钴元素的质量分数为　　　　。  (2)若步骤Ⅱ滴定前滴定管内无气泡,滴定后有气泡,会使测定结果　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 素养提升练(三)　模型认知——化学计算的常用方法 1.B　[解析] n(S)=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。 2.(1)3.00 (2)0.04 计算过程:n(NO)∶n(NO2)=V(NO)∶V(NO2)=5∶1, 根据原子守恒:n(NO)+n(NO2)=n(NaNO3)=n(NaOH)=1 mol·L-1×0.06 L=0.06 mol, n(NO)=0.05 mol,n(NO2)=0.01 mol, 根据得失电子守恒: 0.05 mol×[(+5)-(+2)]+0.01 mol×[(+5)-(+4)]= x mol×[0-(-2)]×2, 解得x=0.04 [解析] (1)33.6 mL(已折算为标准状况)氮氧化物(只含NO和NO2)的物质的量为=1.5×10-3 mol,根据反应NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O可知,反应时氮氧化物的物质的量与氢氧化钠的物质的量之比为1∶1,则消耗NaOH的物质的量为1.5×10-3 mol,V==3.00×10-3 L=3.00 mL。(2)参与反应的NaOH的物质的量为n(NaOH)=1.00 mol·L-1×0.06 L=0.06 mol;由题意知V(NO)∶V(NO2)=5∶1,与x mol O2混合,能与60.0 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液恰好完全反应全部转变成NaNO3,根据原子守恒有n(NO)+n(NO2)=n(NaNO3)=n(NaOH)=0.06 mol,n(NO)∶n(NO2)=V(NO)∶V(NO2)=5∶1,故n(NO)=0.05 mol,n(NO2)=0.01 mol,根据得失电子守恒,0.05 mol×3+0.01 mol×1=x mol×4,则x=0.04。 3.(1)0.060 0 (2)C4H6O6 计算过程:n(H)=0.060 0 mol×2=0.120 mol, n(C)==0.080 0 mol, n(O)==0.120 mol,有机物的最简式为C2H3O3,由相对分子质量为150得其分子式为C4H6O6 [解析] 根据表格数据,m(H2O)=1.08 g,n(H2O)==0.060 0 mol,m(CO2)=3.52 g,n(CO2)==0.080 0 mol,则3.00 g有机物中m(O)=(3.00-0.060 0×2×1-0.080 0×12) g=1.92 g,n(O)==0.120 mol,即该有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶3∶3,设分子式为(C2H3O3)n,则75n=150,n=2,该有机物分子式为C4H6O6。 4.(1)稀硫酸　(2)120 [解析] (1)硝酸是氧化性酸;K2Cr2O7是强氧化剂,能氧化盐酸;所以最好选用稀硫酸酸化水样。(2)根据得失电子守恒,1 mol K2Cr2O7参与反应转移6 mol e-,相当于1.5 mol O2,10 mL 0.025 mol·L-1 K2Cr2O7溶液相当于(10×10-3×0.025×1.5) mol O2,该水样的COD为=120 mg·L-1。 5.2 计算过程:根据Ba原子守恒,n(Ba)=n(BaSO4)==0.005 mol,则m(BaCl2)=0.005 mol×208 g·mol-1=1.04 g, BaCl2·xH2O~BaCl2~xH2O 　　　　　　　208　　　18x 　　　　　　　1.04 g　　(1.222-1.04) g =,解得x≈2 [解析] 加入适量稀盐酸溶解样品,再加入稀硫酸至沉淀完全,得到的沉淀为硫酸钡,质量为1.165 g,物质的量==0.005 mol,依据钡原子守恒可知,氯化钡晶体中氯化钡的质量为0.005 mol×208 g·mol-1=1.04 g,则1.222 g样品中含有结晶水的质量为1.222 g-1.04 g=0.182 g,依据化学式BaCl2·xH2O可得=,解得x≈2。 6.2　Co3O4 [解析] 根据题图及化学式Co5(CO3)2(OH)6·xH2O可得=6.5%,解得x≈2,碱式碳酸钴的化学式为(OH)6·2H2O,c点时失重率为27.4%,则Co的氧化物中O和Co的物质的量之比=∶5≈4∶3,故c点时固体的化学式为Co3O4。 7.(1)5Zn2++5C+5H2O2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O↓+3CO2↑ (2)n[Zn(OH)2]∶n(ZnO)=1∶4 [解析] (1)根据元素守恒、电荷守恒可得,“沉锌”反应的离子方程式为5Zn2++5C+5H2O2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O↓+3CO2↑。(2)350 ℃时,剩余固体中已不含碳元素,即C全部以CO2的形式分解了,碱式碳酸锌的摩尔质量为583 g·mol-1,则1 mol碱式碳酸锌加热到350 ℃时,固体质量变为423 g,固体减少了583 g-423 g=160 g,160 g=2 mol×44 g·mol-1+18 g·mol-1×x,解得x=4 mol,说明分解产生了4 mol H2O,即2 mol结晶水和2 mol Zn(OH)2分解出2 mol H2O和2 mol ZnO,还有1 mol Zn(OH)2未分解,另外2 mol ZnCO3分解生成2 mol ZnO,共产生4 mol ZnO,则剩余固体中含有n [Zn(OH)2]∶n(ZnO)=1∶4。 8.(1)CoC2O4 (2)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 [解析] (1)10.98 g CoC2O4·2H2O的物质的量为=0.06 mol,CoC2O4·2H2O失去全部结晶水后为CoC2O4,CoC2O4的质量为0.06 mol×147 g·mol-1=8.82 g,即150~210 ℃时,固体物质是CoC2O4。(2)根据元素守恒,n(CO2)=×2=0.12 mol,质量为0.12 mol×44 g·mol-1=5.28 g,而210~320 ℃时固体减少质量为8.82 g-4.82 g=4.00 g,说明有气体参加反应,即有氧气参加,氧气的质量为5.28 g-4.00 g=1.28 g,其物质的量为=0.04 mol,n(CoC2O4)∶n(O2)∶n(CO2)=0.06∶0.04∶0.12=3∶2∶6,依据原子守恒可写出化学方程式:3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。 9.79% [解析] 由反应方程式可得关系式:I~3I2~6S2,则15.00 mL Na2S2O3溶液中Na2S2O3的物质的量为0.025 00 L×0.010 0 mol·L-1×6=1.500×10-3 mol,则该产品的纯度为×100%=79%。 10.2800cV [解析] 依据滴定实验和反应化学方程式:2NH3+4H3BO3(NH4)2B4O7+5H2O、(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O(NH4)2SO4+4H3BO3可知,2N~2NH3~(NH4)2B4O7~H2SO4,则n(N)=n(NH3)=2n(H2SO4)=2×cV×10-3 mol,m(N)=2×cV×10-3 mol×14×103 mg·mol-1=28cV mg,水样中氮元素的含量==2800cV mg·L-1。 11.93.2%　 [解析] 设试样中含有金属锡的质量为x,根据题中的化学方程式,可得出Sn与K2Cr2O7存在如下关系: 3Sn~3SnCl2~6FeCl2~K2Cr2O7 3×119 g　　　　　　　1 mol x　　　　　　　　0.100 0×0.016 00 mol x==0.571 2 g, 试样中锡的百分含量为w(Sn)=×100%≈93.2%。 12.(1)20%　(2)偏大 [解析] (1)由得失电子数目守恒可得如下转化关系:2Co3+~I2~2Na2S2O3,滴定I2消耗Na2S2O3标准溶液的体积为13.30 mL-1.30 mL=12.00 mL,则3.540 0 g产品中钴元素的质量分数为×100%=20%。(2)若步骤Ⅱ滴定前滴定管内无气泡,滴定后有气泡,会使空白实验滴定消耗Na2S2O3溶液体积偏小,则I2消耗Na2S2O3溶液体积偏大,导致测定结果偏大。 学科网（北京）股份有限公司 $