第2章 第8讲 化学计算常用方法-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习教用Word

第8讲　化学计算常用方法

 

考点一　关系式法

　　

必备知识

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.解题步骤

关键能力

1.（2025·江苏期末）黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，用浓度为0.020 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。

已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2OS＋2Fe2＋＋4H＋；

Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

（1）样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）　90.00％　。

（2）煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积（标准状况）为　3.36×106　L，制得98％的硫酸质量为　15　t。

解析：（1）据方程式4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2、SO2＋2Fe3＋＋2H2OS＋2Fe2＋＋4H＋、Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，得关系式：Cr2～6Fe2＋～3SO2～FeS2

 　                1                        　

0.020 00 mol·L－1×0.025 00 L　　 　

列式计算得：m（FeS2）＝0.090 00 g，样品中FeS2的质量分数为×100％＝90.00％。

（2）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

4 mol 8 mol×22.4 L·mol－1

mol V（SO2）

列式计算得：V（SO2）＝3.36×106 L，

则n（SO2）＝＝1.5×105 mol

由SO2 ～ SO3 ～ H2SO4

1 mol                   98 g

1.5×105 mol　　 m（H2SO4）×98％

列式计算得：m（H2SO4）＝1.5×107 g＝15 t。

2.六氯化钨（WCl6）可用作有机合成催化剂，利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下：

将m g 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　％　。

解析：滴定时，根据关系式：WCl6～W～2I～6I2～12S2，样品中n（WCl6）＝n（W）＝n（S2）＝cV×1 mol，m（WCl6）＝cV×1 mol×M g·mol－1＝ g，则样品中WCl6的质量分数为×100％＝％。

3.（2025·湖南模拟节选）取制得的NaBiO3粗产品m g，加入足量的稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应，生成Bi3＋，溶液变为紫红色。将反应后的溶液准确配制成100 mL溶液，取25.00 mL用

n mol·L－1的H2C2O4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗H2C2O4溶液V mL。该产品的纯度是　％　（用含n、m、V的代数式表示）。

解析：NaBiO3将MnSO4氧化为，自身被还原为Bi3＋，被H2C2O4还原，根据得失电子守恒，可得关系式：5NaBiO3～2Mn2＋～2～5H2C2O4～10e－，则该产品的纯度：×100％＝％。

考点二　守恒法

　　

必备知识

1.所谓“守恒”就是物质在发生“变化”的过程中某些量的总量保持“不变”。

守恒法是一种思维方法，运用守恒定律，不必纠结过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态，仔细挖掘题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。常考的有以下三种守恒。

（1）元素守恒

化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各元素原子的种类和数目保持不变。

（2）电荷守恒

电解质溶液中，阴、阳离子所带电荷总数相等。如：Na2SO4溶液中：c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（S）＋c（OH－），因溶液显中性，故c（Na＋）＝2c（S）。

（3）电子守恒

氧化还原反应中，还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数。

2.守恒法的解题思路

关键能力

1.〔元素守恒〕（2025·江西赣州开学考）有10.0 g Na2CO3、NaOH的混合物与200 g质量分数为3.65％的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得到的固体的质量为（　　）