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NO.1计算题常用的一些巧解和方法
在每年的化学高考试题中,计算题的分值大约要占到15%左右,从每年的高考试卷抽样分析报告中经常会说计算题的得分率不是太高,大家在心理上对计算题不太重视,使得每次考试都会有不少考生在计算方面失分太多。高一化学中计算类型比较多,其中有些计算经常考查,如能用好方法,掌握技巧,一定能达到节约时间,提高计算的正确率。下面就谈一谈解答计算的一些巧解和方法。
一、差量法
差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差或物质的量之差等。该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系。
例1 将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g。求混合物中碳酸钠的质量分数。
解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
二、 守恒法
化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。原子守恒即反应前后主要元素的原子的个数不变,物质的量保持不变。元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。
1. 原子守恒
例2 有0.4g铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )
A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5
解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,选B
2. 元素守恒
例3 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(标况)氯气时,恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+,则该混合物中铁元素的质量分数为 ( )
A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%
解析 铁的氧化物中含Fe和O两种元素,由题意,反应后,HCl中的H全在水中,O元素全部转化为水中的O,由关系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)=,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而铁最终全部转化为FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)=,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,则,选B。
3. 电荷守恒法
例4 将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为( )
A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L
解析 粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42―并无损耗,根据电中性原则:n(SO42―)=n(Na+),则原硫酸的浓度为:2mol/L,故选C。
4. 得失电子守恒法
例5 某稀硝酸溶液中,加入5.6g铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为 ( )
A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 3∶2
解析 设Fe2+为xmol,Fe3+为ymol,则:
x+y==0.1(Fe元素守恒)
2x+3y=(得失电子守恒)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。则x∶y=3∶2。故选D。
三、 关系式法
实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质及最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式。
例6 工业上制硫酸的主要反应如下:
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4
煅烧2.5t含85%FeS2的黄铁矿石(杂质不参加反应)时,FeS2中的S有5.0%损失而混入炉渣,计算可制得98%硫酸的质量。
解析 根据化学方程式,可以找出下列关系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4, 本题从FeS2制H2SO4,是同种元素转化的多步反应,即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。得关系式FeS2~2H2SO4。过程中的损耗认作第一步反应中的损耗,得可制得98%硫酸的质量是=3.36。
四、方程式叠加法
许多化学反应能发生连续、一般认为完全反应,这一类计算,如果逐步计算比较繁。如果将多步反应进行合并为一个综合方程式,这样的计算就变为简单。如果是多种物质及同一物质的完全反应,若确定这些物质的物质的量之比,也可以按物质的量之比作为计量数之比建立综合方程式,可以使这类计算变为简单。
例7 将2.1g 由CO 和H2 组成的混合气体,在足量的O2 充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2 固体中,固体的质量增加
A. 2.1g B. 3.6g C. 4.2g D. 7.2g
解析 CO和H2都有两步反应方程式,量也没有确定,因此逐步计算比较繁。Na2O2足量,两种气体完全反应,所以将每一种气体的两步反应合并可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的气体完全转移到最后的固体中,固体质量当然增加2.1g。选A。此题由于CO和H2的量没有确定,两个合并反应不能再合并!
五、等量代换法
在混合物中有一类计算:最后所得固体或溶液及原混合物的质量相等。这类试题的特点是没有数据,思考中我们要用“此物”的质量替换“彼物”的质量,通过化学式或化学反应方程式计量数之间的关系建立等式,求出结果。
例8 有一块Al-Fe合金,溶于足量的盐酸中,再用过量的NaOH溶液处理,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧完全变成红色粉末后,经称量,红色粉末的质量恰好及合金的质量相等,则合金中铝的质量分数为 ( )
A. 70% B. 30% C. 47.6% D. 52.4%
解析 变化主要过程为:
由题意得:Fe2O3及合金的质量相等,而铁全部转化为Fe2O3,故合金中Al的质量即为Fe2O3中氧元素的质量,则可得合金中铝的质量分数即为Fe2O3中氧的质量分数,O%=×100%=30%,选B。
六、摩尔电子质量法
在选择计算题中经常有金属单质的混合物参及反应,金属混合物的质量没有确定,又由于价态不同,发生反应时转移电子的比例不同,讨论起来极其麻烦。此时引进新概念“摩尔电子质量”计算就极为简便,其方法是规定“每失去1mol电子所需金属的质量称为摩尔电子质量”。可以看出金属的摩尔电子质量等于其相对原子质量除以此时显示的价态。如Na、K等一价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量,Mg、Ca、Fe、Cu等二价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以2,Al、Fe等三价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以3。
例9 由两种金属组成的合金10g投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气11.2L(标准状况下),此合金可能是 ( )
A. 镁铝合金 B. 镁铁合金 C. 铝铁合金 D. 镁锌合金
解析 。由题意,生成0.5mol H2,金属失去的电子即为1mol,即合金的平均摩尔电子质量为10g/mol,镁、铝、铁、锌的摩尔电子质量分别为:12、9、28、32.5(单位:g/mol),由平均值可知,混合物中一种金属的摩尔电子质量小于10g/mol,另一种大于10g/mol。故选A、C
七、极值法
“极值法”即 “极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
例10 将一定质量的Mg、Zn、Al混合物及足量稀H2SO4反应,生成H2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g
解析 本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g,金属实际质量应在2.25g ~8.125g之间。故答案为B、C。
八、优先原则
关于一种物质及多种物质发生化学反应的计算,首先要确定反应的先后顺序:如没有特殊要求,一般认为后反应的物质在先反应物质完全反应后再发生反应。计算时要根据反应顺序逐步分析,才能得到正确答案。
例11 在含有Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和 AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入铁粉,经反应未见气体放出,当析出3.2g铜时,溶解的铁粉的质量是 ( )
A. 5.6g B. 2.8g C. 14g D. 8.4g
解析 氧化性的强弱为:Cu2+< Fe3+<Ag+,所以加入铁粉后,铁粉先和Ag+反应,最后在及Cu2+作用。当析出3.2g铜时,说明溶液中已经不存在Fe3+和Ag+,由于Cu(NO3)2、 Fe(NO3)3 和 AgNO3各0.1mol,因此,最后溶液的溶质为0.05mol的Cu(NO3)2和Fe(NO3)2。总n(NO3-)=0.2mol+0.3mol+0.1mol=0.6mol,生成Fe(NO3)2的物质的量为:(0.6mol-0.1mol)/2=0.25mol,溶解的铁粉的质量是: (0.25mol-0.1mol)×56g/mol=8.4g。选D。
NO.2高考化学计算专题复习指导
一、近年高考化学计算试题走向
1、高考中化学计算主要包括以下类型:①有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算;②有关物质的量的计算;③有关气体摩尔体积的计算;④有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度);⑤利用化学方程式的计算;⑥有关物质溶解度的计算;⑦有关溶液pH值及氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算;⑧有关燃烧热的简单计算;⑨以上各种化学计算的综合应用。
2、常见题型为计算选择题,计算填空题、实验计算题、计算推断题和综合计算题,而计算推断题和综合计算题,力求拉开学生的层次。
3、近年高考化学计算题主要有以下特点:
(1)注意速算巧解
一般在第Ⅰ卷中会出现五到七个左右要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学相关知识进行速算巧解的能力。
(2)起点高、落点低
这方面主要是第Ⅱ卷中的计算题。试题常以信息给予题的形式出现,但落点仍是考查基本计算技能。
(3)学科渗透,综合考查
主要考查各种数学计算方法的运用、物理学科中的有效数字及语文学科的阅读能力。
(4)综合计算题的命题趋势是理论联系实际,如以生产、生活、环境保护等作为取材背景编制试题,考查视野开阔,考查学生用量的观点把握化学知识、原理、过程等。
二、学生化学计算题失分的主要原因
1、审题不够仔细;
2、基础不够扎实;
3、思考不够全面;
八个“不够” 4、思维不够灵敏;
5、运算不够准确;
6、格式不够规范;
7、表达不够清楚;
8、时间不够充裕。
三、化学计算的基本类型及解题策略
1、有关化学量及化学式的计算
有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算
计算
推断
分子式 相对分子质量、各元素的质量分数
计算
考查热点 分子式(化学式)、元素的质量分数 化合物中某元素的相对原子质量
确定
有机物的通式
有机物的分子式、结构式
有机反应中量的关系
阿伏加德罗定律及其推论的应用
掌握基本概念,找出各化学量之间的关系
解题策略 加强及原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系
找出解题的突破口,在常规解法和计算技巧中灵活选用
2、有关溶液的计算
有关溶质溶解度的计算
有关溶液浓度(溶液的溶质质量分数和物质的量浓度)的计算
考查热点 有关溶液pH的计算
有关溶液中离子浓度的计算
有关溶解度和溶液浓度的计算,关键要正确理解概念的内涵,理清相互关系一般可采用守恒法进行计算
解题策略 有关溶液pH及离子浓度大小的计算,应在正确理解水的离子积、pH概念的基础上进行分析、推理。解题时,首先明确溶液的酸(碱)性,明确c(H+)或c(OH-)
3、有关反应速率、化学平衡的计算
利用化学反应速率的数学表达式进行计算
考查热点 各物质反应速率间的换算
有关化学平衡的计算
加强对速率概念、平衡移动原理的理解
解题策略 将等效平衡、等效转化法等分析推理方法及数学方法有机结合,在采用常规解法的同时,可采用极值法、估算法等解题技巧
4、有关氧化还原、电化学的计算
氧化产物、还原产物的确定及量的计算
转移电子数、电荷数的计算
考查热点 电极析出量及溶液中的变化量的计算
有关氧化还原反应的其他典型计算
解题策略 关键在于根据得失电子总数相等,列出守恒关系式求解
5、有关化学方程式的计算
运用计算技巧进行化学方程式的有关计算
考查热点 热化学方程式中反应热、中和热、燃烧热的计算
深刻理解化学方程式、热化学方程式的含义,充分利用化学反应前后的有
解题策略 关守恒关系
搞清各解题技巧的使用条件和适用范围,读懂题目,正确选择
6、有关综合计算
过量计算问题的分析讨论
混合物计算和解题技巧
复杂化学式的确定方法
考查热点 无数据计算的解决方法
数据缺省型的计算方法
讨论型计算的解题思路
隐含条件题的解决方法
化学图象题的解题技巧
认真审题,明确是常见综合计算中的哪种类型,寻求解决的合理思路和解决方法
解题策略 善于抓住化学及数学知识间的交叉点,运用所掌握的数学知识,通过对化学知识的分析,建立函数关系
四、化学计算的常用方法及规律
1、差量法——根据变化前后的差量列比例式计算
解题的一般步骤可分为:
①准确写出有关反应的化学方程式;
②深入细致地分析题意,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”
及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、
压强、密度、反应过程中热量的变化等,且该差量的大小及参加反应
物质的有关量成正比;
③根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。
2、守恒法——利用质量、元素(原子)、得失电子、电荷守恒计算
化学式:正化合价总数=|负化合价总数|
物质 电解质溶液:所有阳离子所带正电荷总数=所有阴离子所带负电
化学变化
荷总数
遵循
氧化还 单一反应:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
原反应 多个连续反应:找出化合价在变化前后真正变化的物
质及所反应的量
化学反应 离子反应:等号两边离子所带电荷数相等
表示形式
电化学 阳(负)极失电子总数=阴(正)极得电子总数
串联的原电池(电解池),各极上转移电子数相等
气相反应:反应物总键能=生成物总键能+反应热
化学方程式
遵循
宏观:参加反应 m(反应物)=反应生成 m(生成物)
质量守恒定律——
微观:元素种类不变,各元素原子个数守恒
利用守恒法解题可避免书写繁琐的化学方程式和细枝末节的干扰,直接找出其中特有的守恒关系,提高解题的速度和准确度。守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂数据中寻找恒量对象关系。
3、关系式法——多步变化用物质的量的关系首尾列式计算
关系式法适用于多步进行的连续反应,以中间产物为媒介,找出起始原料和最终产物的关系式,可将多步计算一步完成。有时利用关系式法列出的比例式及利用原子个数守恒列出的比例式相一致,但不能一概而论,关键在于中间过程的变化。要善于区分,正确选择解题技巧。
4、极值法——极端假设的计算方法
极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态,并站在极端的角度分析问题,求出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。
其主要应用于:
(1)判断混合物的组成:把混合物看成某组分的纯净物进行计算,求出最大值、最小值,再进行分析讨论。
(2)判断可逆反应中某个量的关系:把可逆反应看作向某个方向进行到底的状况。
(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量的大小变化,把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。
(4)判断生成物的组成:把多个平行反应看作逐个单一反应。
5、图象法——运用图象中的函数关系分析计算
一般解题思路:
(1)根据题设条件写出各步反应的化学方程式,并通过计算求出各转折点时反应物的用量和生成物的生成量,以确定函数的取值范围。
(2)根据取值范围,在图象上依次作起点、转折点、终点,并连接各点形成图象。
(3)利用图象的直观性,找出其中的函数关系,快速解题。
6、其他方法:化学计算的方法很多,除了上述5种方法外,还有估算法、讨论法、平均值法、十字交叉法、终态法、等效平衡法等。
此外近几年的上海高考中还多次出现了借助数学工具解决化学问题的计算题,测试学生将化学问题抽象成数学问题,利用数学工具,通过计算和推理,解决化学问题的能力。主要包括数轴的应用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力以及不等式的迁移等方面的知识。此类题目的解题思路是:运用所掌握的数学知识,通过分析化学变量之间的相互关系,建立一定的数学关系(等式、函数、图像关系、不等式、数列等),用以解题。
五、化学计算专题复习策略
高考化学计算专题复习,各校根据学生实际、复习的模式和安排,有许多很好的方法,笔者结合本校的特点,在高考化学计算专题复习中主要按照以下策略,现简述如下和大家共同探讨。
1、严格按照教学大纲和考试大纲,以高考热点题为主,在基础题训练和拓展上下功夫。
在复习中教师要认真钻研教学大纲和考试大纲,对教学大纲和考纲以外的知识和技能,绝对不讲,不浪费学生复习时间,增加学生不必要的负担,如平衡常数、电离常数、电离度等有关计算。对于高考热点,反而要不惜时间、精力,全方位不间断地加强训练。如关于物质的量浓度的计算,不仅要讲计算,而且要和“一定物质的量浓度溶液的配制实验”结合起来,让学生亲身体会化学计算及实验、实际的联系;而且要和气体溶质的溶解、微溶物质溶解、物质溶解度等知识结合起来,消除学生思维的盲点,拓展学生的思维,训练学生计算的基本技能。
2、不单纯为化学计算专题复习而复习,而把化学计算基本类型和方法规律的复习分解渗透于其它各块知识的复习中,在平时的复习中下功夫。
纵观近几年的高考试题,以往的那种纯计算的大题已很少出现,而通常把计算及基本概念、基本理论、元素化合物、有机化学联系在一起,是许多属于理论联系实际生产、生活,属于开放性的甚至无数据的试题。这就要求我们教师在平时的复习中下功夫,要把化学计算的各种基本类型分解渗透到各块知识的复习中,这样复习时,学生既有良好的知识技能储备,又能对学生知识技能的复习更加系统化、条理化,进而提高复习的效率。当然对于有关综合计算以及各类基本计算中方法技巧要求较高的试题,可在第二轮复习中加以强化。
3、注重方法指导,在强化解题思想的归纳提炼上下功夫。
高考化学计算试题虽然形式多种多样,但归结起来就是那么几种基本的类型和方法技巧,只要在平时的复习中,抓住学生的学习心理,注重方法指导,只要学生具备一定的智力和良好的学科基础知识技能,相信计算不会成为高考中的关键障碍。
常见的计算类型、方法技巧规律前已总结,关键是如何指导学生如何清晰审题、分清题型、熟练运用这些解题方法和技巧准确解题,即如何“开窃”。在计算复习课中教师要注重以下方法指导。(1)清晰审题:a.抓住关键字。b.注意各量的单位。c.弄清题目中隐含的条件,如一定量浓H2SO4、浓HNO3参加反应的先浓后稀问题,一种氧化剂(或还原剂)和几种还原剂(或氧化剂)反应的先强后弱等问题。d. 看清量的变化问题,如某混合液稀释到250mL,再另取10mL进行实验。f.判断反应是否完全问题,如有机物完全燃烧还是不完全燃烧等。g.有关图象的解析。(2)分清题型,激活知识储备,再现常用方法和技巧,初步确定解决问题的思路。(3)有序演算准确解题。(4)总结试题特点,归纳提炼解题思想,以便开阔视野、增强对新情境计算题的应变能力。
4、严格规范学生解题习惯,在减少解题失误上下功夫。
近几年的高考化学计算试题的评分标准都是分步计分的,在平时教师示范和对学生的要求中,要强调解题时养成以下良好习惯,减少失误失分。(1)利用化学方程式计算格式要规范。(2)过量问题的计算必须先判断后计算。(3)养成带单位运算的习惯。(4)有序分步演算,解题过程力求详细,必要的推理和说明要用简要的文字表述。(5)关键的“设”、“答”不能少。(6)有效数字的取用要注意。考场如战场,要考出成绩,除具备扎实的基础和良好的心理素质外,良好的解题习惯,科学的临场应试策略都是获取高分的必备的素质。
六、拓展练习
1、有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质是量浓度分别是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体体积为(设反应中HNO3被还原成NO) ( )
A、0.448L B、0.672L C、0.896L D、0.224L
(答案为B。运用整体思维技巧)
2、将溶质A的质量分数为5X和X的两种溶液等体积混合,所得溶液中A的质量分数小于3X,则A可能是 ( )
①H2SO4 ②C2H5OH ③NH3 ④CH3COOH ⑤NaOH
A、①⑤ B、①④⑤ C、②③ D、②③④
(答案为C,估算法)
3、某温度下,Wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即及过量的Na2O2固体反应,固体质量增加Wg。在①H2 ②CO ③CO和H2混合物 ④HCHO ⑤CH3COOH⑥HOCH2CH2OH中,符合题意的是 ( )
A、均不符合 B、只有①②③ C、只有④⑤ D、全部符合
(答案为D,差量法)
4、化合物A含硫(每个分子只含一个硫原子)、氧以及一种或几种卤素。少量A及水反应完全水解但不发生氧化或还原,所有反应产物均可溶于水。将A配成水溶液稀释后分成几份,分别加入一系列0.1mol/L的试剂,现象如下:
①加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀;
②加入氯化钡溶液,无沉淀产生;
③溶液经酸化后加入高锰酸钾溶液,紫色褪去,再加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀。
(1)由此判断组成该化合物的元素中,可能存在的卤素有 ,A及水反应后生成的溶液中含有的离子可能有 。
(2)要确定该化合物的分子式,称取11.90gA溶于水稀释至250.00mL,取25.00mL溶液加入足量的高锰酸钾和硝酸钡溶液,使沉淀完全,沉淀经洗涤、干燥后称重为2.33g。试确定A的化学式,写出计算推理过程。
[解析]此题为计算推断题(1)Cl、F,H+、SO32-、HSO3-、Cl-、F-、(少量OH-)。
(2)11.90gA中含硫2.33g/233g/mol×10=0.1mol,M(A)=11.90g/0.1mol=119g/mol
A中硫呈+4价且只含一个硫原子,故A分子中只含一个氧原子和2个卤原子,两个卤原子的式量为119-32-16=71,只能是2个氯原子,A的化学式为SOCl2
5、一般情况下,较强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等]氧化盐酸时,有如下反应规律:氧化剂+浓盐酸→金属氯化物+水+氯气。将Ag漂粉精(过量)放入BL C mol/L浓盐酸中。(1)写出发生反应的化学方程式 、
。(2)欲测定盐酸被漂粉精氧化的最低浓度D,缺少的条件是 (用字母表示,并说明字母含义),列出求D的计算式,D=
(假设溶液体积不变)
[解析]此题为数据缺省型计算题。(1)漂粉精及不同浓度的盐酸的反应为
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2H2O+2Cl2↑,Ca(ClO)2+2HCl(稀)=CaCl2+2HClO。
(2)需测定“标准状况下生成Cl2的体积为VL”
6、目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,制得Cl2和H2,并以获取的气体来产生盐酸。将电解后所得的Cl2和H2按一定体积比,按图示流程合成质量分数为36.5%的盐酸。
H2和Cl2 → 合成炉 → 石墨冷凝器 → 一级干燥塔 → 二级干燥塔 → 吸收塔
(1)写出电解饱和食盐水的化学方程式 。
(2)已知工艺条件下食盐的溶解度为36.5g,则该温度下饱和食盐水溶质的质量分数为 。
(3)设每台电解槽平均每天消耗2.3×104mol食盐,电解生成的Cl2及H2按体积比1:1.15通入合成塔,不考虑各阶段的物料损耗,理论上可生产36.5%的盐酸 t。
(4)某厂现有相同的电解槽n台,每台每天消耗食盐at,氯气及氢气以1:b(b>1)通入合成炉,不考虑各阶段的物料损耗,则该厂每天生产36.5%的盐酸mt。则m= t。
[解析]此题为以具体工业生产为背景的关系式法计算题
(1)略 (2)26.8% (3)2.0t (4)
7、已知Cl-及Ag+,每次新生成的AgCl中又有10%见光分解成单质和Cl2,Cl2又可在水溶液中歧化成HClO3和HCl,而这样形成的Cl-又及剩余的Ag+作用生成沉淀,这样循环往复,直到最终。现有含1.1molNaCl的溶液,向其中加入足量AgNO3。求最终能生成多少克难溶物(Ag和AgCl)?若最后溶液体积为1L,求C(H+)为多少?
[解析]此题为运用数列知识解决化学问题的试题。发生反应为
Ag++Cl-=AgCl↓,2AgCl===2Ag+Cl2,3Cl2+3H2O=HClO3+5HCl由题意可知n(AgCl):n(Ag)=9:1,由2AgCl——Cl2——1/3HClO可知1molAgCl可转化为HClO31/6mol,因此n(AgCl):n(Ag):n(HClO3)=9:1:1/6=54:6:1,总反应方程式为
60Ag++55Cl-+3H2O=54AgCl↓+6Ag↓+ClO3-+6H+,从而求出m(难溶物)=167.94g,C(H+)=0.12mol/L
8、(04年上海高考题) 黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取铜的主要原料。
(1)取12.5g黄铜矿样品,经测定含3.60g硫(杂质不含硫),矿样中CuFeS2含量为 。
800℃
(2)已知2CuFeS2+4O2——→Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣),产物Cu2S在1200℃高温下继续反应:
2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S→SO2 +6Cu
假定各步反应都完全,完成下列计算。
①由6molCuFeS2生成6molCu,求消耗O2的物质的量。
②6molCuFeS2和14.25molO2反应,理论上可得到多少摩尔铜。
③6molCuFeS2和15.75molO2反应,理论上可得到多少摩尔铜。
[解析]此题第(1)小题为化学式的基本计算,第(2)小题是多步反应关系式法和过量问题相结合的计算题。
O2
(1)82.8%
(2)①CuFeS2→Cu+FeO+2SO2 n(O2)=(1/2+2)×6mol=15mol
②O2不足量
Cu2S+O2→2Cu+SO2 n(Cu)=6mol-2×(15-14.25)mol=4.5mol
③O2过量
2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 n(Cu)=6mol×(1-15.75-15/3×2)=3mol
9、Na2S2O3•5H2O(俗称海波)是照相业常用的一种定影剂,常采用下法制备:将亚硫酸钠溶液及硫粉混合共热,生成硫代硫酸钠Na2SO3+S=Na2S203,滤去硫粉,再将滤液浓缩、冷却,即有Na2S2O3•5H2O晶体析出,该法制得的晶体中常混有少量Na2SO3和Na2SO4的杂质。
为测定一种海波晶体样品的成分,某同学称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的H2SO4溶液20mL,充分反应后滤出硫,并将滤液微热(假定生成的SO2全部逸出),测得有关实验数据如下(标准状况):
第一份
第二份
第三份
样品的质量/g
12.60
18.90
28.00
二氧化硫的体积/L
1.12
1.68
2.24
硫的质量/g
1.28
1.92
2.56
(1)样品及硫酸可能发生反应的离子方程式为 ;
(2)根据上表数据分析,该样品 (填选项字母);
A、 只含有Na2S203
B、含有Na2S203和Na2S03
C、含有Na2S203 、Na2S03,和Na2S04三种成分
(3)试计算,该样品中各成分的物质的量之比?
(4)所加硫酸溶液的物质的量浓度为 ;
(5)若将63g该样品及一定量的该硫酸溶液微热,欲计算生成SO2的体积,还需要提供的一个数据是(用a表示该数值,并注明单位) ;
试讨论:当a在不同取值范围时,SO2的体积b,并请在下图中画出b随a的变化的曲线。
b(L)
6.72
5.60
4.48
3.36
2.24
1.12
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 a
[解析]这是一道综合题,题中涉及了混合物反应的计算,过量问题的计算、计算推断、数据缺省型的计算、范围讨论计算及数形结合计算等。
答案:(1)略。由表中数据分析可知第一份、第二份样品进行实验时H2SO4足量,从而求算得出(2)C和(3)n(Na2S2O3):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=4:1:1.
(4)由表中数据分析可知第三份实验中H2SO4量不足,求出C(H2SO4)=5.0mol/L。
(5)m样品/m1=63g/12.60g=5,因此63g样品中含Na2S203 0.2mol, Na2S03和Na2S04各0.05mol,H2SO4及之恰好完全反应时需0.25mol,体积为0.05L。因此当0<a<0.05L时,b=V(SO2)=112aL 当a≥0.05L时,b=V(SO2)=5.6L
图象为
b(L)
6.72
5.60
4.48
3.36
2.24
1.12
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 a
(注:关于化学基本理论、有机化学部分的计算在此不再赘述)
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