第7讲 化学计算常用方法(课时跟踪检测)-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习学用Word（提升版）

**基本信息** 聚焦化学计算核心方法，通过守恒法、热重分析、电子转移等系统化技巧，构建从概念到应用的逻辑链条，强化科学思维与化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |守恒法|3（2、5、9）|元素守恒、电子守恒|物质转化中元素不变，氧化还原电子得失相等| |热重分析|4（3、6、11、13）|质量变化-反应阶段对应|根据失重率推导分解反应及产物| |混合物计算|3（1、7、10）|分步反应、关系式法|混合体系中反应顺序与量的关系| |综合计算|4（4、8、12、14）|公式应用、数据处理|物质的量浓度、纯度等综合计算逻辑|

第7讲　化学计算常用方法 1.将1 L 1.0 mol·L－1 CuSO4溶液与1 L 0.1 mol·L－1Fe2（SO4）3溶液混合（忽略混合后溶液体积变化），向其中加入一定质量的Fe粉，充分反应后，固体质量不变，则反应后溶液中Fe2＋的物质的量浓度为（　　） A.0.1 mol·L－1 B.0.35 mol·L－1 C.0.5 mol·L－1 D.0.65 mol·L－1 2.有一在空气中放置了一段时间的NaOH固体，经分析测知其含水7％，含Na2CO3 53％，其余为NaOH。取10 g该样品恰好和100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，蒸发反应后的溶液可得到固体的质量为（　　） A.5.85 g B.10 g C.17.55 g D.11.7 g 3.过氧化银（Ag2O2）广泛应用于抗菌消毒和化学能源等领域，NaClO-NaOH溶液与AgNO3溶液反应，能制得纳米级Ag2O2，用该方法制得的Ag2O2会含有少量的Ag2O。可用热重分析法测定Ag2O2的纯度，其步骤如下：取27.12 g样品在N2气氛下加热，测得剩余固体的质量与温度的关系曲线如图所示，下列说法错误的是（　　） A.制备Ag2O2反应的离子方程式为2Ag＋＋2OH－＋ClO－Ag2O2↓＋Cl－＋H2O B.CD段发生反应的化学方程式为2Ag2O4Ag＋O2↑ C.AB段反应转移的电子的物质的量为0.2 mol D.样品中Ag2O2的质量分数约为91.45％ 4.将3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 mol·L－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2＋全部转化为Fe3＋，Cr2全部被还原为Cr3＋。则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为（　　） A.0.05 mol·L－1 B.0.1 mol·L－1 C.0.2 mol·L－1 D.0.3 mol·L－1 5.向13.6 g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250 mL，当固体物质完全溶解后生成Cu（NO3）2和NO气体。在所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol·L－1 NaOH溶液，生成沉淀质量为19.6 g，此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是（　　） A.原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1∶1 B.原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol·L－1 C.产生的NO的体积为2.24 L D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.1 mol 6.采用热重分析法测定FeS2/C复合材料中各组分的含量。FeS2/C样品在空气中的热重曲线如图所示，下列说法中不正确的是（　　） A.300～400 ℃之间发生的主要反应为C＋O2CO2 B.800 ℃时残留的固体是Fe3O4 C.复合材料中FeS2的质量分数为90.9％ D.复合材料中FeS2与C的物质的量之比约为1∶1 7.把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6 L H2（标准状况）。请计算铝的物质的量为　　　　 mol，镁的质量为　　　　 g。 8.盖尔达法是测定牛奶样品中蛋白质含量的一种常用方法，其原理是把牛奶中的氮元素完全转化成氨。为测定某款牛奶的蛋白质含量，取60.0 g牛奶样品，经盖尔达法处理后，用50.00 mL 1.00 mol·L－1硫酸将其完全吸收（其他物质不与硫酸反应），再加入19.00 mL 4.00 mol·L－1氢氧化钠溶液恰好生成硫酸钠和硫酸铵。请计算：（计算结果均保留3位有效数字） （1）所用NaOH的物质的量为　　　　mol。 （2）样品中蛋白质转化生成的氨的物质的量为　　　　mol。 （3）若蛋白质中氮元素的质量分数为14.0％，则样品中蛋白质的质量分数为　　　　。 9.胆矾晶体是硫酸铜的结晶水合物，其化学式为CuSO4·5H2O，在加热情况下，按温度不同，胆矾晶体会历经一系列的变化，得到不同组成的固体。 （1）称取0.100 0 g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中，加入0.100 0 mol·L－1氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.100 0 mol·L－1硫酸中和，消耗硫酸10.08 mL，则试样中胆矾的质量分数为　　　　　　。（试样中的杂质不与酸、碱反应） （2）将1.250 g纯净的胆矾晶体置于　　　　（填写仪器名称）中加热一段时间，测得剩余固体质量为0.960 g。剩余固体中结晶水的质量分数为　　　（保留三位有效数字）。 10.已知：PCl3和PCl5能发生如下水解反应：PCl3＋3H2OH3PO3＋3HCl；PCl5＋4H2OH3PO4＋5HCl。现将一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加热条件下缓缓通入0.020 mol O2，恰好将H3PO3氧化为H3PO4 （2H3PO3＋O22H3PO4）。往反应后的溶液中加入15.725 g Ca（OH）2，充分反应后磷元素全部转化为Ca3（PO4）2沉淀，过滤后得到2.5 L滤液，测得c（OH－）＝0.01 mol∙L－1。计算： （1）所得Ca3（PO4）2（M＝310 g·mol－1）沉淀的质量　　　　； （2）滤液中各溶质的物质的量浓度　　　　。 11.由草酸氧钛钡晶体[BaTiO（C2O4）2·4H2O，相对分子质量为449]煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。现称取44.9 g草酸氧钛钡晶体进行热重分析，测得残留固体质量与温度的变化关系如图所示。C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，则阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.研究发现Znx热分解得到ZnO 的过程可分为两步。某实验小组称取11.2 g Znx固体进行热重分析，第一步的固体失重率为8.0％，第二步的固体失重率为 19.6％，则Znx的化学式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（固体失重率＝×100％） 13.将所得的18.3 g草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O，M＝183 g·mol－1）高温灼烧，其热重分析曲线如图： 写出B点对应的物质的化学式：　　　　　　，CD段发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 14. 某同学一家每天做饭约消耗320 g天然气，天然气的主要组成部分是CH4，标准状况下，CH4的密度为　　　　（保留3位有效数字），可估算该家每天做饭消耗天然气体积约为　　　　L（标准状况），家用天然气会添加微量的有特殊臭味的泄漏警告剂四氢噻吩（C4H8S），一般添加量是20～50 mg·m－3。若洋洋家一年使用的天然气约为310 m3，则标准状况下，一年消耗的气态四氢噻吩的体积范围为　　　　（保留3位有效数字）。 答案 第7讲　化学计算常用方法 1.C　先发生反应：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，再发生反应：Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋，充分反应后，固体质量不变，说明参加反应Fe的质量等于析出Cu的质量，n（Fe3＋）＝1 L×0.1 mol·L－1×2＝0.2 mol，溶液中Fe3＋完全反应消耗Fe为0.2 mol×＝0.1 mol，生成Fe2＋为0.1 mol×3＝0.3 mol，设析出的Cu为x mol，则析出x mol Cu消耗Fe为x mol，则有：56（x＋0.1）＝64x，解得x＝0.7，则反应后溶液中n（Fe2＋）＝0.3 mol＋n（Cu）＝0.3 mol＋0.7 mol＝1 mol，故c（Fe2＋）＝＝0.5 mol·L－1。 2.D　Na2CO3和NaOH与盐酸反应的产物都是NaCl，取10 g该样品恰好和100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，最后全部生成NaCl，蒸发得到的固体为NaCl，根据Cl元素守恒可得：n（NaCl）＝n（HCl）＝0.1 L×2 mol·L－1＝0.2 mol，m（NaCl）＝0.2 mol×58.5 g·mol－1＝11.7 g。 3.C　根据题意，NaClO-NaOH溶液与AgNO3溶液反应，能制得纳米级Ag2O2，该反应的化学方程式为2AgNO3＋NaClO＋2NaOHAg2O2↓＋NaCl＋H2O＋2NaNO3，反应的离子方程式为2Ag＋＋2OH－＋ClO－Ag2O2↓＋Cl－＋H2O，A正确；AB段质量变化Δm＝27.12 g－25.52 g＝1.6 g，说明失去的是O2的质量；Ag2O2分解产生Ag2O、O2，反应方程式为2Ag2O22Ag2O＋O2↑；CD段质量变化Δm＝25.52 g－23.76 g＝1.76 g，是Ag2O发生分解反应产生Ag、O2，该反应方程式为2Ag2O4Ag＋O2↑，B正确；AB段发生反应：2Ag2O22Ag2O＋O2↑，每有1 mol O2产生，转移2 mol电子，现在反应产生O2的物质的量n（O2）＝＝0.05 mol，则反应过程中转移的电子的物质的量为n（e－）＝0.05 mol×2＝0.1 mol，C错误；AB段发生反应为2Ag2O22Ag2O＋O2↑，n（Ag2O2）＝2n（O2）＝2×＝0.1 mol，则样品中Ag2O2的质量分数w（Ag2O2）＝×100％≈91.45％，D正确。 4.B　3.48 g Fe3O4的物质的量是＝0.015 mol，与稀硫酸反应溶液中Fe2＋的物质的量是0.015 mol，与K2Cr2O7的反应中失去0.015 mol电子。在反应中Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价得到3个电子，则根据得失电子守恒可知消耗K2Cr2O7的物质的量是＝0.002 5 mol，则其浓度是＝0.1 mol·L－1。 5.D　向所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液，溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，n（NaNO3）＝n（NaOH）＝0.5 mol·L－1×1.0 L＝0.5 mol，沉淀为Cu（OH）2，质量为19.6 g，其物质的量为＝0.2 mol，根据铜元素守恒有n（Cu）＋2n（Cu2O）＝n[Cu（OH）2]，所以反应后的溶液中n[Cu（NO3）2]＝n[Cu（OH）2]＝0.2 mol。设Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量有64x＋144y＝13.6，根据铜元素守恒有x＋2y＝0.2，解得x＝0.1，y＝0.05，则n（Cu）∶n（Cu2O）＝0.1 mol∶0.05 mol＝2∶1，A错误；根据N元素守恒可知，n（HNO3）＝n（NO）＋n（NaNO3），根据电子转移守恒可知，3n（NO）＝2n（Cu）＋2n（Cu2O），所以3n（NO）＝2×0.1 mol＋2×0.05 mol，解得n（NO）＝0.1 mol，根据Na元素守恒可知，n（NaNO3）＝n（NaOH）＝0.5 mol·L－1×1.0 L＝0.5 mol，所以n（HNO3）＝n（NO）＋n（NaNO3）＝0.1 mol＋0.5 mol＝0.6 mol，原硝酸溶液的浓度为＝2.4 mol·L－1，B错误；由B中计算可知n（NO）＝0.1 mol，未指出是否处于标准状况，故在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L，C错误；在反应后的溶液中加入NaOH溶液，NaOH与Cu（NO3）2反应，剩余的NaOH与HNO3反应，最后为NaNO3溶液，根据氮元素守恒可知，反应后溶液中n（HNO3）＋2n[Cu（NO3）2]＝n（NaNO3），所以n（HNO3）＝n（NaNO3）－2n[Cu（NO3）2]＝0.5 mol－2×0.2 mol＝0.1 mol，D正确。 6.B　300～400 ℃之间发生的主要反应为C受热生成CO2，A正确；550～700 ℃之间的失重反应方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，故800 ℃时残留的固体是Fe2O3，B错误；由图中数据可知，复合材料中碳完全反应失重9.1％，可知碳的质量分数为9.1％，FeS2的质量分数为90.9％，C正确；FeS2与C的物质的量之比为∶≈1∶1，D正确。 7.0.1　2.4 解析：设镁的物质的量x mol，铝的物质的量y mol。 得x＝0.1，y＝0.1；n（Al）＝0.1 mol，m（Mg）＝0.1 mol×24 g·mol－1＝2.4 g。 8.（1）7.60×10－2　（2）2.40×10－2 （3）4.00％ 解析：氨气与硫酸反应的方程式为2NH3＋H2SO4（NH4）2SO4，NaOH溶液与硫酸反应的方程式为2NaOH＋H2SO4Na2SO4＋2H2O。（1）所用NaOH的物质的量为0.019 L×4 mol·L－1＝7.60×10－2 mol。（2）样品中蛋白质转化生成的氨的物质的量为0.05 L×1 mol·L－1×2－0.019 L×4 mol·L－1＝2.40×10－2 mol。（3）样品中蛋白质转化生成的氨的物质的量为2.40×10－2 mol，即氮元素的物质的量为2.40×10－2 mol，若蛋白质中氮元素的质量分数为14.0％，则样品中蛋白质的质量分数为×100％＝4.00％。 9.（1）98％　（2）坩埚　16.7％ 解析：（1）n（NaOH）＝0.10 mol·L－1×0.028 L＝0.002 8 mol，n（H2SO4）＝0.10 mol·L－1×0.010 08 L＝0.001 008 mol，所以与CuSO4反应的NaOH的物质的量是：0.002 8 mol－0.001 008 mol×2＝0.000 784 mol，因此CuSO4·5H2O的质量是（0.000 784 mol÷2）×250 g·mol－1＝0.098 g， 则试样中胆矾的质量分数为×100％＝98％；（2）固体加热需要使用坩埚；1.250 g纯净的胆矾晶体中m（CuSO4）＝×160 g·mol－1＝0.8 g，所以在剩余固体质量0.960 g中含有的结晶水质量是0.960 g－0.8 g＝0.160 g，因此剩余固体中结晶水的质量分数为×100％≈16.7％。 10.（1）9.30 g　（2）Ca（OH）2为0.005 mol∙L－1，CaCl2为0.044 mol∙L－1 解析：（1）加入15.725 g Ca（OH）2，其物质的量为＝0.212 5 mol；过滤后得到2.5 L滤液，测得c（OH－）＝0.01 mol∙L－1，剩余Ca（OH）2的物质的量为＝0.012 5 mol，则与H3PO4、HCl反应的Ca（OH）2的物质的量为0.212 5 mol－0.012 5 mol＝0.200 0 mol。通入0.020 mol O2，由反应2H3PO3＋O22H3PO4可得出由H3PO3转化生成的H3PO4的物质的量为0.040 mol，n（H3PO3）＝0.040 mol。设原溶液中n（H3PO4）＝x mol，由H3PO3～3HCl、H3PO4～5HCl，可求出生成HCl的物质的量为（0.040×3＋5x）mol，依据酸碱中和反应，可得出：（0.040×3＋5x）＋（0.040＋x）×3＝0.200 0×2，x＝0.020。依据P、Ca2＋的关系，可得出如下关系式：2P～Ca3（PO4）2，n[Ca3（PO4）2]＝＝ ＝0.030 mol，m[Ca3（PO4）2]＝0.030 mol×310 g·mol－1＝9.30 g，即所得Ca3（PO4）2沉淀的质量9.30 g。（2）反应后，P元素全部转化为Ca3（PO4）2沉淀，Ca（OH）2过量，HCl全部转化为CaCl2，则溶液中的溶质为Ca（OH）2和CaCl2。过滤后得到2.5 L滤液，测得c（OH－）＝0.01 mol∙L－1，则c[Ca（OH）2]＝＝0.005 mol∙L－1，根据题（1）得x＝0.020，故c（CaCl2）＝＝＝0.044 mol∙L－1。所以原溶液中所含Ca（OH）2的物质的量浓度为0.005 mol∙L－1，CaCl2的物质的量浓度为0.044 mol∙L－1。 11.BaTiO（C2O4）2BaCO3＋TiO2＋2CO↑＋CO2↑ 解析：44.9 g草酸氧钛钡晶体的物质的量是0.1 mol，含有结晶水的物质的量是0.4 mol，质量是0.4 mol×18 g·mol－1＝7.2 g，A→B点固体质量减少44.9 g－37.7 g＝7.2 g，即B点固体是BaTiO（C2O4）2，测得C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，根据元素守恒可知碳酸钡的质量是0.1 mol×197 g·mol－1＝19.7 g，钛氧化物的质量是27.7 g－19.7 g＝8.0 g，其中氧原子的物质的量是 mol＝0.2 mol，所以该氧化物是TiO2，设生成的CO和CO2的物质的量分别是x mol、y mol，则x＋y＝0.4－0.1＝0.3，依据电子得失守恒可知x＝y＋0.1，解得x＝0.2，y＝0.1，所以阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为BaTiO（C2O4）2BaCO3＋TiO2＋2CO↑＋CO2↑。 12.Zn2CO3 解析：由题意可知，碱式碳酸锌热分解得到氧化锌的过程中，第一步加热失去水生成碳酸锌，第二步加热分解失去二氧化碳生成氧化锌，则水的物质的量为≈0.05 mol、二氧化碳的物质的量为≈0.05 mol、氧化锌的物质的量为＝0.1 mol，由元素守恒可知，x∶y∶z＝0.1 mol∶0.05 mol×2∶0.05 mol＝2∶2∶1，则碱式碳酸锌的化学式为Zn2CO3。 13.CoO　6CoO＋O22Co3O4 解析：由题意可知，草酸钴晶体的摩尔质量为183 g·mol－1，由钴元素守恒可知，B点固体中氧原子的物质的量为＝0.1 mol，则B点所得固体的化学式为CoO，同理可得，D点固体中氧原子的物质的量为≈0.133 mol，则D点所得固体的化学式为Co3O4，CD段发生反应的化学方程式为6CoO＋O22Co3O4。 14.0.714 g·L－1　448　1.58～3.95 L 解析：甲烷的摩尔质量是16 g·mol－1，在标准状况下甲烷的密度为≈0.714 g·L－1；320 g甲烷的物质的量为＝20 mol，一家每天做饭消耗天然气体积约为20 mol×22.4 L·mol－1＝448 L；310 m3的天然气中含四氢噻吩的质量范围为310 m3×20 mg·m－3～310 m3×50 mg·m－3，即6.2 g～15.5 g，四氢噻吩（C4H8S）的摩尔质量为88 g·mol－1，则四氢噻吩的体积范围是×22.4 L·mol－1～×22.4 L·mol－1，即1.58～3.95 L。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $