高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)+專題3第四單元第3講-酸堿中和滴定、氧化還原滴定第3課時(shí)-常見(jiàn)化學(xué)計(jì)算類型++講義

第3課時(shí)常見(jiàn)化學(xué)計(jì)算類型(1課時(shí))一、教學(xué)流程活動(dòng)一：常見(jiàn)的化學(xué)計(jì)算類型1．化學(xué)式的確定[例題1]通過(guò)測(cè)定堿式硫酸鋁(1?x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3溶液中相關(guān)離子的濃度確定x的值，測(cè)定方法如下：①取堿式硫酸鋁溶液25.00mL，加入鹽酸酸化的過(guò)量BaCl2溶液充分反應(yīng)，靜置后過(guò)濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.3300g。②取堿式硫酸鋁溶液2.50mL，稀釋至25mL，加入0.1000mol·L?1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL，調(diào)節(jié)溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用0.08000mol·L?1CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDTA至終點(diǎn)，消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL(已知Al3+、Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為1∶1)。計(jì)算(1?x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(寫出計(jì)算過(guò)程)。(出處：節(jié)選2018年江蘇化學(xué)18題，考查新情景下Al3+測(cè)定原理和測(cè)定方法。根據(jù)滴定、反滴定原理，讀懂并理清Al3+、Cu2+、EDTA之間量的關(guān)系，培養(yǎng)考生認(rèn)真審題能力和掌握應(yīng)用數(shù)學(xué)思想建立微粒間關(guān)系的能力達(dá)到確定堿式硫酸鋁化學(xué)式。實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度思考、深度體驗(yàn)和深度內(nèi)化。)[解析]：根據(jù)滴定、反滴定原理，讀懂并理清Al3+、Cu2+、EDTA之間量的關(guān)系列出n(Al3+)+n(Cu2+)=n(EDTA)關(guān)系式，求出n(Al3+)。步驟①取25.00ml而步驟②取2.50ml，為確定堿式硫酸鋁化學(xué)式求出25mL溶液中n(Al3+)和n(SO42-)的物質(zhì)的量分別為9.000×10?3mol、0.0100mol。1mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3+)和n(SO42-)的物質(zhì)的量之比等于25.00ml溶液中n(Al3+)和n(SO42-)之比列出解x=0.41。[答案]0.412、含量的測(cè)定[例題2]通過(guò)下列方法測(cè)定產(chǎn)品純度：準(zhǔn)確稱取2.000gNaHSO2·HCHO·2H2O樣品，完全溶于水配成100.00mL溶液，取20.00mL于碘量瓶中，加入50.00mL0.09000mol·L－1I2標(biāo)準(zhǔn)溶液，振蕩，于暗處充分反應(yīng)。以淀粉溶液為指示劑，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液10.00mL。測(cè)定過(guò)程中發(fā)生下列反應(yīng)：NaHSO2·HCHO·2H2O＋2I2=NaHSO4＋4HI＋HCHO2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(5))＋2I－計(jì)算NaHSO2·HCHO·2H2O樣品的純度(寫出計(jì)算過(guò)程)。(出處：2021鹽城市二模-16節(jié)選，培養(yǎng)學(xué)生新情景下能根據(jù)離子方程式進(jìn)行計(jì)算，也可應(yīng)用氧化還原反應(yīng)中間得失電子守恒建立關(guān)系，求出所需物質(zhì)的物質(zhì)的量?？疾榭忌鷮?duì)新知識(shí)認(rèn)知和理解、應(yīng)用能力，解決實(shí)際問(wèn)題列出計(jì)算所需物質(zhì)的方法。)[解析]：用0.1000mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液10.00mL，根據(jù)離子方程式2S2O+I2=S4O+2I-可知，與NaHSO2·HCHO·2H2O反應(yīng)后剩余的I2的物質(zhì)的量為，反應(yīng)前加入50.00mL0.09000mol·L-1I2標(biāo)準(zhǔn)溶液，由此可計(jì)算出與NaHSO2·HCHO·2H2O反應(yīng)消耗I2的物質(zhì)的量為，根據(jù)化學(xué)方程式NaHSO2·HCHO·2H2O+2I2=NaHSO4+4HI+HCHO，算出NaHSO2·HCHO·2H2O的物質(zhì)的量為，其純度為，總計(jì)算過(guò)程為[答案]77.00%活動(dòng)二：重難點(diǎn)突破[例題3]測(cè)定某液態(tài)產(chǎn)品中NO3－含量的步驟如下:已知步驟4中的反應(yīng)為NO3－+3Fe2++4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O，步驟5中的反應(yīng)為6Fe2++Cr2O72－+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O。若步驟5滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗K2Cr207溶液20.00mL,計(jì)算液態(tài)產(chǎn)品中NO3-的含量(單位g·L-1,最后結(jié)果保留一位小數(shù)，寫出計(jì)算過(guò)程)。[解析]：與K2Cr2O7反應(yīng)的n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×0.0200mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1=2.400×10－3mol，與NO3－反應(yīng)的n(Fe2+)=0.1000mol·L－1×25.00mL×10－3L·mL－1－2.400×10－3mol=1.000×10－4mol則原溶液中m(NO3－)=1.000×10－4mol×62g·mol－1×250mL/(3×10mL)，根據(jù)流程液態(tài)產(chǎn)品的體積為10.00×10－3L，即NO3－的含量為5.2g·L－1；[答案]：5.2g/L[練習(xí)1]：草酸合銅酸鉀是一種重要的化工原料,其晶體組成可表[KxCuy(C2O4)z·wH2O]。(1)實(shí)驗(yàn)室用CuSO4溶液和NaOH溶液混合制備Cu(OH)2,再將所得Cu(OH)2與KHC2O4溶液混合,可制備草酸合銅酸鉀晶體。①已知室溫下,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-22。制備Cu(OH)2的過(guò)程中，當(dāng)溶液的pH=7,此時(shí)溶液中c(Cu2+)=▲。②已知H2C204是二元弱酸。室溫下,Ka1(H2C204)=5.4×10-2,Ka2(H2C204)=5.4×10-5，KHC2O4水解平衡常數(shù)的數(shù)值為▲。=3\*GB3③[KxCuy(C2O4)z·wH2O]中x、y、z的代數(shù)關(guān)系式為▲。(2)測(cè)定草酸合銅酸鉀[KxCuy(C2O4)z·wH2O]晶體組成的方法如下：步驟Ⅰ準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的樣品,用NH3·H20—NH4Cl溶液溶解、加水稀釋定容至100ml溶液。步驟Ⅱ準(zhǔn)確量取步驟Ⅰ所得溶液10.00mL于錐形瓶中，滴入指示劑,用濃度為0.0500mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。(已知Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:1)。重復(fù)上述滴定操作兩次，有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表：第一次滴定第二次滴定第三次滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的體積(ml)25.9224.9925.01步驟Ⅲ準(zhǔn)確量取步驟Ⅰ所得溶液15.00mL配成150mL溶液，取新配溶液15.00mL于錐形瓶中，加入1mol·L-1H2SO45.0mL,加熱到70~85℃,用0.0150mol·L-IKMnO4溶液滴定至終點(diǎn)(5C2O42-+2MnO4—+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O),消耗KMnO4溶液10.00mL。步驟Ⅳ取一定量樣品在氮?dú)庵屑訜?，樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量×100%)隨溫度的變化如下圖所示(樣品在120℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水)。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算確定草酸合銅酸鉀化學(xué)式(寫出計(jì)算過(guò)程)。[解析]：(1)中涉及Ksp和Ka1、電荷守恒的計(jì)算。(2)涉及滴定數(shù)據(jù)分析處理，使用二三組數(shù)據(jù)計(jì)算求得n(Cu2+)=1.25×10?3mol；應(yīng)用MnO4—與C2O42-之間得失電子守恒建立關(guān)系求得n(C2O42-)＝3.75×10?4mol；步驟Ⅲ取步驟Ⅰ中15.00ml溶液配成150.00ml溶液，再取出15.00mlA溶液滴定，實(shí)質(zhì)只取相當(dāng)于只滴定了步驟Ⅰ1.50ml溶液。在10.00mL原溶液中有n(Cu2+)=1.25×10?3mol，n(C2O42-)＝2.50×10?3mol根據(jù)電荷守恒可求出n(K+)＝2.50×10?3mol；利用n(K+)：n(Cu2+)：n(C2O42-)之比，可假設(shè)草酸合銅酸鉀晶體化學(xué)式為[K2Cu(C2O4)2·wH2O]，其中w不一定為整數(shù)。據(jù)題意知草酸合銅酸鉀晶體加熱到120℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水，根據(jù)圖像可知KxCuy(C2O4)z的質(zhì)量占[KxCuy(C2O4)z·wH2O]晶體質(zhì)量的89.83%列出計(jì)算關(guān)系活動(dòng)三：鞏固提升1．水中溶解氧的測(cè)定方法如下：向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封靜置；加入適量稀H2SO4，待MnO(OH)2與I?完全反應(yīng)生成Mn2+和I2后，以淀粉作指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，測(cè)定過(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：①判斷滴定終點(diǎn)的方法為：。②取加過(guò)一定量CaO2·8H2O的池塘水樣100.00mL；取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，按上述方法測(cè)定水中溶解氧量，消耗0.005mol·L?1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液6.75mL。計(jì)算該水樣中的溶解氧(以mg·L?1表示)，。[參考答案]：①當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色②由對(duì)應(yīng)關(guān)系(根據(jù)得失電子守恒)O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3100.00mL水樣中，消耗n(Na2S2O3)=4×0.005mol·L?1×6.75mL×10-3L/mL=1.35×10-4moln(O2)=1/4n(Na2S2O3)=1.35×10-4mol×1/4=3.375×10-5mol水樣中的溶解氧=(3.375×10-5mol×32g/mol×1000mg/g)÷(100.00mL×10-3L/mL)=10.8mg·L?1二、教學(xué)建議化學(xué)計(jì)算是高考化學(xué)中必考的題型之一，化學(xué)計(jì)算的載體范圍寬而新，不僅能考查考學(xué)生對(duì)化學(xué)基本知識(shí)基本技能的掌握情況，也能考查出考生對(duì)知識(shí)應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)思想，還能體現(xiàn)出考生的邏輯思維、創(chuàng)造性思維能力，但歷年統(tǒng)計(jì)其得分率不高。三、情境素材考場(chǎng)上遇到試卷較難時(shí)或時(shí)間不夠時(shí)首選放棄的對(duì)象往往是化學(xué)計(jì)