江蘇2013屆高三化學二輪復習高考題型專題復習-- 化學計算和反應原理.doc

高考題型專題復習化學計算和反應原理省西亭高中 張俊杰一、江蘇高考化學卷中的18題：*.（2011年江蘇卷，18）(12分) Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH加入適量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反應溫度為80，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應完全后，過濾、洗劑、真空干燥得到固體樣品。反應方程式為回答下列問題：（1）上述制備過程中，檢驗洗劑是否完全的方法是 。(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應方程式： 。(3)準確稱取上述制備的樣品（設Ag2O2僅含和Ag2O）2.558g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ，得到224.0mL O2（標準狀況下）。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)（計算結果精確到小數(shù)點后兩位）。參考答案：（1）取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴Ba(NO)溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全（取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全） 設樣品中AgO的物質(zhì)的量為x，AgO 的物質(zhì)的量量為y【分析】本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2制備、制備過程檢驗洗洗滌是否完全的實驗方法、電池反應、以及成分分析與相關計算為背景，試圖引導學生關注化學與社會生活，考查學生用化學的思維方式來解決一些現(xiàn)實生活中的一些具體問題的能力。【備考提示】高三復習重視化學與社會生活問題聯(lián)系，要拓展搞活學科知識。化學計算要物質(zhì)的量為基本，適當關注化學學科思想（如質(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等）等在化學計算中的運用。*.（2012年江蘇卷，18）(12 分) 硫酸鈉-過氧化氫加合物(xNa2SO4 yH2O2 zH2O)的組成可通過下列實驗測定：準確稱取1. 7700 g 樣品，配制成100. 00 mL 溶液A。準確量取25. 00 mL 溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl2 溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體0. 5825 g。準確量取25. 00 mL 溶液A，加適量稀硫酸酸化后，用0. 02000 molL-1KMnO4 溶液滴定至終點，消耗KMnO4 溶液25. 00 mL。H2O2 與KMnO4 反應的離子方程式如下：2MnO4- +5H2O2+6H=2Mn2+8H2O+5O2(1)已知室溫下BaSO4 的Ksp =1. 110-10，欲使溶液中c(SO42 )1. 010-6 molL-1，應保持溶液中c(Ba2) molL-1。(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO4- 被還原為MnO2，其離子方程式為 。(3)通過計算確定樣品的組成(寫出計算過程)。參考答案：(1)1. 110-4(2)2MnO4+3H2O2=2MnO2+3O2+2OH+2H2O(3)n(Na2SO4)= n(BaSO4)= 0. 5825g/233gmol1 =2. 5010-3 mol 2MnO4- +5H2O2+6H=2Mn2+8H2O+5O2 n(H2O2)= 5/20. 02000 molL-125. 00 mL/1000 mLL-1 =1. 2510-3mol m(Na2SO4)= 142 gmol1 2. 5010-3 mol=0. 355 g m(H2O2)= 34 gmol11. 2510-3 mol=0. 0425 g n(H2O)=（1. 7700 g25. 00 mL/100. 00mL-0. 355 g-0. 0425 g）/18 gmol1 =2. 5010-3mol x ：y ：z =n(Na2SO4) ：n(H2O2) ：n(H2O)= 2 ：1 ：2 硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學式為2Na2SO4H2O22H2O【命題意圖】本題屬于物質(zhì)組成分析與化學綜合計算題。利用氧化還原反應滴定進行成分析，運用元素守恒進行推理計算，兼有溶度積常計算，離子方程式書寫。二、考試說明中的計算例題：2013考試說明：20Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH加入適量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反應溫度為80，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應完全后，過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應方程式為2AgNO34KOHK2S2O8Ag2O22KNO32K2SO42H2O 回答下列問題：(1)上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是_。(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應方程式：_。(3)準確稱取上述制備的樣品（設僅含Ag2O2和Ag2O）2.558 g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O2，得到224.0 mL O2（標準狀況下）。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)（計算結果精確到小數(shù)點后兩位）。【解析】該題是以“銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2的制備和含量分析”為載體而設計的綜合性計算題。試題涉及檢驗洗滌是否完全的方法、銀鋅堿性電池反應方程式的書寫、樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)的測定計算等內(nèi)容，考查學生化學原理的掌握程度、化學實驗操作技能和化學計算技能的應用能力。該題將對學生化學計算技能的考查置于具有真實應用的背景中，充分體現(xiàn)了化學計算服務于化學問題解決的基本觀點，引導中學化學教學重視化學計算在解決化學實際問題中應用的教學?！緟⒖即鸢浮?1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴Ba(NO3)2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全（或取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全）(2)Ag2O22Zn4KOH2H2O=2K2Zn(OH)42Ag(3)n(O2)1.000102 mol設樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量量為y248 gmol1 x232 gmol1 y2.588 gxy1.000102 mol x9.500103 moly1.000103 mol 0.91掌握理解；中等難度21聯(lián)氨（N2H4）及其衍生物是一類重要的火箭燃料，N2H4與N2O4反應能放出大量的熱。（1）已知：2NO2(g)=N2O4(g) H57.20 kJmol1。一定溫度下，在密閉容器中反應2NO2(g)=N2O4(g)達到平衡。其它條件不變時，下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是_（填字母）。 A減小NO2的濃度 B降低溫度 C增加NO2的濃度 D升高溫度（2）25時，1.00 g N2H4(l)與足量N2O4(l)完全反應生成N2(g)和H2O (l)，放出19.14 kJ 的熱量。則反應2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(l)的H_kJmol1。（3）17、1.01105 Pa，密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時，c(NO2)0.0300 molL1、c(N2O4)0.0120 molL1。計算反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K。（4）現(xiàn)用一定量的Cu 與足量的濃HNO3反應，制得1.00 L已達平衡的N2O4和NO2混合氣體（17、1.01105 Pa），理論上至少需消耗Cu 多少克？【解析】該題是以含氮化合物在高科技領域的實際應用(以N2H4和N2O4作為火箭推進劑)為背景設計而成的化學計算綜合性試題。將N2H4與N2O4的反應熱效應的計算、NO2與N2O4的平衡的移動和平衡常數(shù)的計算、NO2制備的相關計算綜合于一題，綜合考查學生對影響平衡移動和反應轉(zhuǎn)化率的理解程度，以及運用平衡組成計算化學平衡常數(shù)和根據(jù)質(zhì)量守恒定律進行化學計算的能力，同時考查了學生對信息的獲取、數(shù)據(jù)分析計算的能力。【參考答案】（1）BC（2）1224.96 （3）根據(jù)題意知平衡時：c(N2O4 )0.0120 molL1；c(NO2)0.0300 molL1 K13.3 答：平衡常數(shù)為13.3。（4）由（3）可知，在17、1.01105 Pa達到平衡時，1.00 L混合氣體中：n(N2O4 )c(N2O4)V0.0120 molL11.00 L0.0120 mol n(NO2 )c(NO2)V0.0300 molL11.00 L0.0300 mol 則n總(NO2 )n(NO2 )2n(N2O4 )0.0540 mol 由Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O可得m(Cu)64 gmol11.73 g答：理論上至少需消耗Cu 1.73 g。掌握理解；中等難度二、命題特點和趨勢：1.從高考試題特點分析可以看出，以考查計算能力為主的第18題基本上是以中和滴定、氧化還原滴定、熱重分析等原理，利用酸堿守恒、電子守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒等方法對特定物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、質(zhì)量分數(shù)、轉(zhuǎn)化率、化學式等進行相關計算。 2.在考查計算能力的同時，還會根據(jù)試題的情景考查滴定、加熱分解、電化學等化學實驗方面的知識，當然也會在實驗綜合題、反應原理綜合題等大題中考查與試題情景相關的計算問題。3.高考命題不會考查偏、怪以及過于追求計算技巧類的計算題，所以對計算方法、計算原理的考查要求有降低的趨勢；高考命題專家們也不贊成人為的編試題、湊數(shù)據(jù)，而要以真實的工業(yè)生產(chǎn)情景或?qū)嶒炃榫暗南嚓P數(shù)據(jù)作為已知的數(shù)據(jù)條件，所以可能會出現(xiàn)對真實的工業(yè)生產(chǎn)情景或?qū)嶒炃榫暗慕檀笃慕榻B，但是其原理可能并不難，甚至簡單明了，不過可能出現(xiàn)計算數(shù)據(jù)相對繁瑣（非整數(shù)）的情況。三、常見典型問題表現(xiàn)：1.首先是因為我省高考的模式問題導致考生對化學的不重視，使相當多的考生放棄了與計算相關的問題，即使這個問題可能很簡單，也有許多考生主動放棄。也有相當多的考生答題速度偏慢，答題時間不足，最終來不及做計算題。2.沒有耐心審題，沒有搞清楚題意，沒有搞清楚與計算相關的原理。3.將相關量的比例關系、化學式的式量、單位的換算、滴定時取用待測液占待測液總量的比例等搞錯搞漏。例如沒有配平化學方程式而搞錯相關量的比例關系；沒有注意元素的質(zhì)量守恒而比例關系；將化學式的式量計算錯誤；將一定量的待測定的物質(zhì)配制成一定體積（1L）的待測液，取其中的20mL進行滴定后，沒有換算成原體積來計算待測定的物質(zhì)的量；不注意毫升與升等單位的換算等錯誤層出不窮。4.粗心大意、數(shù)據(jù)計算錯誤、小數(shù)點位置搞錯、沒有按要求保留小數(shù)點后的位數(shù)或有效數(shù)字的位數(shù)。例如2011年高考18題中：準確稱取上述制備的樣品（設Ag2O2僅含和Ag2O）2.558g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ，得到224.0mL O2（標準狀況下）。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)（計算結果精確到小數(shù)點后兩位）。考生在回答本題時不僅會因為忽視了Ag2O的分解而出錯，還會發(fā)生對Ag2O2、 Ag2O相對分子質(zhì)量的計算錯誤，有效數(shù)字沒有達到相應的位數(shù)而出錯等。四、應對措施和解題思路方法：1.認真審題，梳理已知條件（注意隱含條件）與所求量（未知量）之間的關系，將已知條件（數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)化為計算時需要的數(shù)據(jù)（比如將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量），正確建立已知量與未知量之間的比例關系。2.近年來與計算相關的高考題通?？梢酝ㄟ^守恒法（包括質(zhì)量守恒、電子守恒、電荷守恒等），差量法（包括質(zhì)量差量、物質(zhì)的量差量、氣體體積差量、熱量差量等），極限極值法，平均值法。五、針對性訓練：2013屆二模（蘇錫常鎮(zhèn)徐連六市）：18（12分）鐵鋁合金是一種新型高溫結構材料。圖9Al+4%Mo腐蝕時間/h10304002040608010020Fe3AlFe3Al+4%SiFe3失重/gm2（1）圖9表示室溫時不同組份的Fe3Al在65%濃HNO3 中的腐蝕情況。由圖9可看出添加了 （填符號）元素的合金耐蝕性最差。（2）高溫條件下，Al和Fe2O3按一定比例混合反應可制得Fe3Al，寫出該反應的化學方程式 。（3）某校興趣小組欲測定另一種鐵鋁硅合金（FexAlySiz）粉末的組成。小明同學提出如下方案：準確稱取1.46g該合金粉末，再加入足量NaOH溶液（Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2），充分反應后過濾，通過測定剩余固體質(zhì)量及收集到氣體的體積，可計算出此合金的組成。寫出Al與NaOH溶液反應的離子方程式 。小軍同學認為該方案難以測定標準狀況下氣體的體積，操作不簡便。于是他設計了第二種方案：準確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液充分反應后過濾，測定剩余固體質(zhì)量0.07g。向濾液中滴加足量濃NaOH溶液，充分攪拌、過濾、洗滌得固體。再將所得固體充分加熱、灼燒得紅棕色粉末1.60g。試通過計算確定此合金的組成。18(12分)（1）Si (2分)（2）3Fe2O38Al2Fe3Al3Al2O3 (2分)（3）2Al+2OH-+2H2 O =2AlO2-+3H2(2分)解：m(Si)=0.07g n(Si)=0.0025mol (1分) 2Fe Fe2O3 2mol 1mol 0.02mol 1.60g/160gmol1 (2分) m(Fe)=0.02mol56gmol1=1.12g m(Al)=1.46g1.12g0.07g=0.27g (2分) n(Al)=0.01mol 該合金的組成 Fe8Al4Si (1分)2013屆一模（南京市、鹽城市）18（12分）CuSO4溶液與K2C2O4溶液反應，得到一種藍色結晶水合物晶體。通過下述實驗確定該晶體的組成：稱取0.1680g晶體，加入過量的H2SO4溶液，使樣品溶解后加入適量水，加熱近沸，用0.02000molL-1KMnO4溶液滴定至終點（溶液變?yōu)闇\紫紅色），消耗20.00mL。接著將溶液充分加熱，使淺紫紅色變?yōu)樗{色，此時MnO4轉(zhuǎn)化為Mn2+并釋放出O2。冷卻后加入2g KI固體（過量）和適量Na2CO3，溶液變?yōu)樽厣⑸沙恋?。?.05000molL-1Na2S2O3溶液滴定，近終點加指示劑，滴定至終點，消耗10.00mL。 已知：2MnO4+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O 2Cu2+4I=2CuI+I2 2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6 （1）步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 。 （2）步驟中加入的指示劑為 。 （3）通過計算寫出藍色晶體的化學式（寫出計算過程）。2013屆一模（無錫市）18（12分）從含鎂、鉀鹽湖水中蒸發(fā)最后得到的產(chǎn)物中含光鹵石(xKClyMgCl2zH2O)，它在空氣中極易潮解、易溶于水，是制造鉀肥和提取金屬鎂的重要原料，其組成可通過下列實驗測定：準確稱取5. 550g樣品溶于水，配成l00mL溶液。將溶液分成二等份，在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體0. 580g。在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體4.305g。（1）步驟中檢驗白色固體已洗凈的方法是 。 （2）已知某溫度下Mg( OH)2的Ksp =6.4 xl012，當