備考2025屆高考化學一輪復習分層練習第二章物質的量及計算第2講化學中的常用計算方法

第2講化學中的常用計算方法1.[守恒法][2024陜西渭南期中]向100mLNaOH溶液中通入確定量的CO2氣體，充分反應后再向所得溶液中逐滴加入0.2mol·L－1的鹽酸，產生CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關系如圖所示。下列推斷正確的是（D）A.NaOH溶液的濃度為0.1mol·L－1B.通入的CO2在常溫常壓下的體積為336mLC.滴入0～25mL鹽酸過程中，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為H＋＋OH－H2OD.所得溶液中溶質的物質的量之比n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）＝2∶1解析依據(jù)圖像中產生CO2的體積與消耗鹽酸的量的關系分析，可知氫氧化鈉和二氧化碳反應后所得溶液中含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，滴入0～25mL鹽酸的過程是碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，離子方程式為CO32－＋H＋HCO3－，n（Na2CO3）＝0.2mol·L－1×25×10－3L＝0.005mol；滴入25～100mL鹽酸的過程是碳酸氫鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，離子方程式為HCO3－＋H＋CO2↑＋H2O，n（NaHCO3）＝0.2×（100－25）×10－3mol－0.005mol＝0.01mol，則n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）＝0.01∶0.005＝2∶1，C項錯誤，D項正確。當加入100mL鹽酸時，溶液中溶質為氯化鈉，依據(jù)鈉原子守恒和氯原子守恒可知，n（NaOH）＝n（NaCl）＝n（HCl）＝0.2mol·L－1×100×10－3L＝0.02mol，NaOH溶液的濃度為0.02mol0.1L＝0.2mol·L－1，A項錯誤。滴入25～100mL鹽酸的過程中，消耗鹽酸的物質的量為0.2mol·L－1×（100－25）×10－3L＝0.015mol，則產生的二氧化碳的物質的量為0.015mol，2.[守恒法][2024遼寧省試驗中學考試]向59.2gFe2O3和FeO的混合物中加入某濃度的稀硝酸1.0L，固體物質完全反應，生成NO和Fe（NO3）3。在所得溶液中加入1.0mol·L－1的NaOH溶液2.8L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質量為85.6g。下列有關說法錯誤的是（D）A.Fe2O3與FeO的物質的量之比為1∶6B.硝酸的物質的量濃度為3.0mol·L－1C.產生的NO在標準狀況下的體積為4.48LD.Fe2O3、FeO與硝酸反應后剩余HNO3為0.2mol解析在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，則溶液中溶質為NaNO3，依據(jù)鈉元素守恒有n（NaNO3）＝n（NaOH）＝1.0mol·L－1×2.8L＝2.8mol；沉淀為Fe（OH）3，質量為85.6g，則其物質的量為85.6g÷107g·mol－1＝0.8mol，依據(jù)鐵元素守恒知n[Fe（NO3）3]＝n[Fe（OH）3]＝0.8mol，設Fe2O3和FeO的物質的量分別為xmol、ymol，則有160x＋72y＝59.2①，依據(jù)鐵元素守恒有2x＋y＝0.8②，聯(lián)立①②，解得x＝0.1、y＝0.6。n（Fe2O3）∶n（FeO）＝0.1mol∶0.6mol＝1∶6，A項正確；依據(jù)得失電子守恒可知，生成NO的物質的量為（0.6mol×1）÷（5－2）＝0.2mol，依據(jù)氮元素守恒可知原硝酸溶液中n（HNO3）＝n（NO）＋n（NaNO3）＝0.2mol＋2.8mol＝3.0mol，所以原硝酸溶液的濃度為3.0mol÷1.0L＝3.0mol·L－1，B項正確；n（NO）＝0.2mol，在標準狀況下的體積為0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L，C項正確；向反應后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，一部分氫氧化鈉與硝酸鐵反應，另一部分氫氧化鈉與硝酸反應，最終得到硝酸鈉溶液，依據(jù)氮元素守恒可知Fe2O3、FeO與硝酸反應后溶液中n余（HNO3）＋3n[Fe（NO3）3]＝n（NaNO3），所以n余（HNO3）＝n（NaNO3）－3n[Fe（NO3）3]＝2.8mol－3×0.8mol＝0.4mol，D項錯誤。3.[依據(jù)化學方程式中的定量關系計算][全國Ⅰ高考]高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000mol·L－1的H2C2O4標準溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL。該樣品的純度為20.00×10－3×0.2000×25×10024.48×1581.0800×100％（列出計算式即可，已知2MnO4－＋解析由2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O知，w（KMnO4）＝m（KMnO4）m（樣品）4.[關系式法][2024河北保定模擬改編]Cr（OH）3常用于顏料、陶瓷、橡膠等工業(yè)。試驗室測定Cr（OH）3樣品純度的步驟如下：精確稱取0.9000g樣品，溶于過量硫酸并配成250.0mL溶液。取25.00mL溶液，用足量（NH4）2S2O8溶液將Cr3＋氧化為Cr2O72－，煮沸除去過量的（NH4）2S2O8，冷卻至室溫。再加入過量KI溶液，以淀粉溶液為指示劑，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液24.0mL（已知反應：Cr2O72－＋6I－＋14H＋3I2＋2Cr3＋＋7H2O；I2＋2S2O32計算Cr（OH）3樣品的純度（寫出計算過程）：n（S2O32－）＝24.0×10－3L×0.1000mol·L－1＝2.4×10－3mol。依據(jù)2Cr3＋～3I2～6S2O32－知，n[Cr（OH）3]＝n（Cr3＋）＝8.0×10－4mol，則0.9000g樣品中n[Cr（OH）3]＝8.0×10－4mol×250.0mL25.00mL＝8.0×10－3mol，則Cr（OH）5.[2024江西南昌模擬改編]已知：TiCl4＋（2＋n）H2OTiO2·nH2O↓＋4HCl，測定某TiCl4樣品純度的試驗如下：①精確稱取14.00gTiCl4樣品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中，蓋塞后搖動至完全水解，過濾后將水解液配成100.00mL溶液。②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL2.9000mol/LAgNO3溶液。③加入適量硝基苯用力搖動，使沉淀表面完全被有機物覆蓋。④以硝酸鐵溶液為指示劑，用0.1000mol/LKSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液，達到滴定終點時共消耗10.00mLKSCN標準溶液。已知樣品中雜質不參加反應，依據(jù)以上步驟計算樣品中TiCl4的質量分數(shù)為95％；若盛裝KSCN標準溶液的滴定管滴定前尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消逝，所測定的樣品中TiCl4的質量分數(shù)將會偏?。ㄌ睢捌蟆薄捌　被颉安蛔儭保?。解析與硫氰化鉀標準溶液反應的過量硝酸銀的物質的量為0.1000mol/L×10.00×10－3L＝0.001mol，則與溶液中Cl－反應的硝酸銀的物質的量為2.9000mol/L×10.00×10－3L－0.001mol＝0.028mol，由關系式TiCl4～4Cl－～4AgNO3可得，樣品中TiCl4的物質的量為0.028mol×100.00mL10.00mL×14＝0.07mol，則樣品中TiCl4的質量分數(shù)為0.07mol×190g/mol14.00g×100％＝6.[質量守恒法][2024四川模擬]為測定綠礬（FeSO4·xH2O）中結晶水的數(shù)目，其同學設計如下試驗。將石英玻璃管（帶兩端開關K1和K2，設為裝置A）稱重，質量為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，質量為m2g。按如圖所示組裝好裝置進行試驗。操作步驟如下：a.打開K1和K2，緩緩通入N2；b.點燃酒精燈，加熱；c.熄滅酒精燈；d.冷卻至室溫；e.關閉K1和K2；f.稱量裝置A。重復上述操作步驟，直至裝置A恒重（固體為FeSO4），質量為m3g。依據(jù)試驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x＝76（m2－m3）9（m3－m1）（列式表示）。若試驗時按b、a依次操作，則解析依據(jù)試驗記錄的數(shù)據(jù)可知，綠礬樣品的質量為（m2－m1）g，F(xiàn)eSO4的質量為（m3－m1）g，則結晶水的質量為（m2－m1）g－（m3－m1）g＝（m2－m3）g，則FeSO4·xH2O△FeSO4＋xH2O↑（152＋18x）g152g18xg（m2－m1）g（m3－m1）g（m2－m3）g則有152g（m3－m1)g＝18xg（m2－m3)g，解得x＝76（m2－m3）97.[工藝流程＋滴定]錳鋅鐵氧體（Mn1－xZnxFe2O4）是一種重要的磁性材料，其磁化強度與鋅的相對含量x親密相關。為測定流程中產出的錳鋅鐵氧體中鋅的相對含量，設計如下試驗步驟。（1）寫出“除錳”中反應的離子方程式S2O82－＋Mn2＋＋2H2O2SO42－＋MnO2（2）請分析試驗中須要掩蔽鐵的緣由可能為亞鐵離子會被S2O82－氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋也能與EDTA溶液發(fā)生反應，須要掩蔽鐵以解除滴定試驗中Fe3＋（3）精確量取25.00mL溶液A，掩蔽鐵后，用二甲酚橙作指示劑，用0.0100mol·L－1的EDTA（Na2H2Y）標準溶液滴定其中的Zn2＋（反應原理為Zn2＋＋H2Y2－ZnY2－＋2H＋），至滴定終點時消耗EDTA標準溶液20.00mL。通過計算確定該錳鋅鐵氧體中鋅的相對含量x為0.47（保留兩位有效數(shù)字）。解析（1）“除錳”中（NH4）2S2O8與Mn2＋發(fā)生氧化還原反應，S2O82－被還原為硫酸根離子，Mn2＋被氧化為二氧化錳，依據(jù)得失電子守恒、原子守恒及電荷守恒可得，該反應的離子方程式為S2O82－＋Mn2＋＋2H2O2SO42－＋MnO2↓＋4H＋。（3）滴定終點時消耗0.0100mol·L－1EDTA標準溶液20.00mL，依據(jù)反應Zn2＋＋H2Y2－ZnY2－＋2H＋可知，n（Zn2＋）＝n（EDTA）＝20.00×0.01001000mol，則250mL溶液A中Zn2＋的物質的量為20.00×0.010010008.[關系式法][2024安徽馬鞍山三模][Co（NH3）6]Cl3[三氯化六氨合鈷（Ⅲ）]易溶于熱水，難溶于冷水及乙醇，是合成其他Co（Ⅲ）協(xié)作物的原料。某化學愛好小組進行如下試驗測定[Co（NH3）6]Cl3樣品中鈷的含量。精確稱取0.2000g[Co（NH3）6]Cl3樣品放入250mL碘量瓶中，加入15mL10％NaOH溶液，加熱至不再有氨氣放出，加入足量KI固體，振蕩使KI溶解，再加入鹽酸酸化，置于暗處10min，Co（OH）3轉化成Co2＋，用0.1000mol/LNa2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3標準溶液6.00mL。已知：[Co（NH3）6]Cl3在熱的強堿溶液中會分解，試驗過程中涉及反應[Co（NH3）6]Cl3＋3NaOH△Co（OH）3↓＋6NH3↑＋3NaCl、I2＋2S2O32－2I－＋S（1）Co（OH）3轉化成Co2＋的離子方程式為2Co（OH）3＋2I－＋6H＋2Co2＋＋I2＋6H2O。（2）樣品中鈷的質量分數(shù)為17.7％。（3）下列操作可能導致鈷的質量分數(shù)偏高的是BD（填標號）。A.酸化過程中鹽酸的量不足B.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消逝C.滴定終點時俯視讀數(shù)D.盛放Na2S2O3標準溶液的滴定管沒有用Na2S2O3標準溶液潤洗解析（1）加入KI固體，KI溶于水得到I－，I－具有還原性，在酸性條件下，將三價鈷還原成Co2＋，所以Co（OH）3轉化成Co2＋的離子方程式為2Co（OH）3＋2I－＋6H＋2Co2＋＋I2＋6H2O。（2）由離子方程式2Co（OH）3＋2I－＋6H＋2Co2＋＋I2＋6H2O、I2＋2S2O32－2I－＋S4O62－，可得關系式2Co2＋～I2～2S2O32－，依據(jù)消耗的Na2S2O3標準溶液的量可得n（Co2＋）＝n（S2O32－）m（Co2＋）＝0.1000mol/L×6.00×10－3L×59g/mol＝0.0354g，則樣品中鈷的質量分數(shù)為0.0354g0.2000g×100％＝17.7％。（3）A項，酸化過程中鹽酸的量不足，則不能將全部三價鈷還原成Co2＋，使得轉化生成的I2的量減小，消耗的Na2S2O3標準溶液的體積削減，導致鈷的質量分數(shù)偏低，不符合題意。B項，滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消逝，導致測得的Na2S2O3標準溶液體積偏大，所以會使鈷的質量分數(shù)偏高，符合題意。C項，滴定終點時俯視讀數(shù)，導致測得的Na2S2O3標準溶液體積偏小，所以會使鈷的質量分數(shù)偏低，不符合題意。D項，盛放Na2S2O3標準溶液的滴定管沒有用Na2S2O3標準溶液潤洗，相當于稀釋了Na2S2O3標準溶液，導致消耗的Na2S29.[