2024屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習(xí)：模型認知-化學(xué)計算的常用方法

2024屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習(xí)模型認知——化學(xué)計算的常用方法探究命題角度發(fā)展核心素養(yǎng)化學(xué)計算是要求學(xué)生具備的關(guān)鍵能力之一,計算過程是被隱去的,涉及工藝流程題、綜合實驗中產(chǎn)率計算、滴定相關(guān)的計算、化學(xué)反應(yīng)原理等,能夠熟練掌握物質(zhì)的量與其他各物理量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,在此基礎(chǔ)上結(jié)合化學(xué)反應(yīng)進行分析,靈活應(yīng)用“關(guān)系式法”“差量法”“守恒法”等重要方法,是確保計算準確、快速的關(guān)鍵所在[證據(jù)推理與模型認知]化學(xué)計算是以定量的方式,通過對化學(xué)反應(yīng)過程的分析、推理等,確定相關(guān)量的邏輯關(guān)系,熟練應(yīng)用一定的計算技巧,建立化學(xué)計算解題模型探究點1關(guān)系式法在化學(xué)計算中的應(yīng)用1.在求“已知量”和“待求量”之間的關(guān)系式時,一定要找出“中間量”(該“中間量”可在前一個化學(xué)反應(yīng)中作生成物,而在下一個化學(xué)反應(yīng)中作反應(yīng)物),并通過改變相關(guān)化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)使“中間量”的計量數(shù)變成同一個數(shù)值,從而建立“已知量”和“待求量”之間的化學(xué)計量數(shù)之比,即關(guān)系式。2.具體步驟如下例1利用碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度,實驗如下:(1)稱量:將足量CS2(易揮發(fā))加入干燥的稱量瓶中,蓋緊稱重為m1g;開蓋并計時1分鐘,蓋緊稱重為m2g;再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘,蓋緊稱重為m3g,則樣品質(zhì)量為

g(不考慮空氣中水蒸氣的干擾)。

[解析]稱量時加入足量的CS2,蓋緊稱重為m1g,由于CS2易揮發(fā),開蓋時要揮發(fā)出來,稱量的質(zhì)量要減少,開蓋并計時1分鐘,蓋緊稱重m2g,則揮發(fā)出的CS2的質(zhì)量為(m1-m2)g,再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘,又揮發(fā)出(m1-m2)g的CS2,蓋緊稱重為m3g,則樣品質(zhì)量為m3g+2(m1-m2)g-m1g=(m3+m1-2m2)g。

【信息解讀】信息指引

①“稱量”:關(guān)鍵詞——“足量CS2”“易揮發(fā)”;

②“滴定”涉及轉(zhuǎn)化:WCl6→Na2WO4,及題給三個離子方程式解題關(guān)鍵變式題測定三草酸合鐵酸鉀K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中鐵的含量。(1)稱量mg樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的顏色變化是

。

出現(xiàn)粉紅色

(2)向上述溶液中加入適量鋅粉至反應(yīng)完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為

。

[方法技巧]多步滴定實驗中數(shù)據(jù)處理的方法(1)連續(xù)滴定:第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物,還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量,可計算出第一步滴定的反應(yīng)物的量。(2)返滴定:第一步用的滴定劑是過量的,然后第二步再用另一種物質(zhì)返滴定計算出過量的物質(zhì)。根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過量的量,即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量。探究點2

差量法在化學(xué)計算中的應(yīng)用1.“差量”一般是指某一化學(xué)反應(yīng)前后某一物理量的差值。2.解題步驟(1)準確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)深入細致地分析題意,關(guān)鍵在于有針對性地找出產(chǎn)生差量的“對象”及“理論差量”,該“理論差量”可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、壓強等,且該差量的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。(3)根據(jù)反應(yīng)方程式,從“實際差量”尋找比例關(guān)系,列比例式求解。例2膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水,難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO(雜質(zhì)為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬,并測定其結(jié)晶水的含量?；卮鹣铝袉栴}:(1)結(jié)晶水測定:稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1,加入膽礬后總質(zhì)量為m2,將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨?置于干燥器中冷至室溫后稱量,重復(fù)上述操作,最終總質(zhì)量恒定為m3。根據(jù)實驗數(shù)據(jù),膽礬分子中結(jié)晶水的個數(shù)為

(寫表達式)。

(2)下列操作中,會導(dǎo)致結(jié)晶水數(shù)目測定值偏高的是

(填標號)。

①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時有少量膽礬迸濺出來

【信息解讀】信息指引

①“將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨薄鷾p少質(zhì)量為結(jié)晶水的質(zhì)量;

②“測定值偏高”→導(dǎo)致水蒸氣的質(zhì)量偏大或是無水硫酸銅的質(zhì)量偏小的操作解題關(guān)鍵

①根據(jù)減少的水蒸氣的物質(zhì)的量與剩余的無水硫酸銅的物質(zhì)的量之比等于結(jié)晶水的數(shù)目,找出等量關(guān)系進行求解;

②分析實驗操作對水蒸氣及無水硫酸銅測量值的影響,進而得出結(jié)論變式題如圖是1.00gMgC2O4·nH2O晶體放在坩堝里從25℃徐徐加熱至700℃分解時,所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量(m)隨溫度(t)變化的關(guān)系曲線。(已知100℃以上才會逐漸失去結(jié)晶水,并約在230℃時完全失去結(jié)晶水)試回答下列問題:(1)MgC2O4·nH2O中n=

。

2

(2)通過計算確定C點固體的化學(xué)式:

。

(要求寫出推斷過程)MgC2O4·H2O

(3)通過計算確定從E點到F點過程中的化學(xué)方程式:

。

(要求寫出推斷過程)MgC2O4MgO+CO↑+CO2↑

探究點3

守恒法在化學(xué)計算中的應(yīng)用守恒法的應(yīng)用原理及解題步驟應(yīng)用原理所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生“變化”或兩種物質(zhì)在發(fā)生“相互作用”的過程中某些物理量的總量保持“不變”。在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等解題步驟第一步明確題目要求解的量第二步根據(jù)題目中要求解的量,分析反應(yīng)過程中物質(zhì)的變化,找出守恒類型及相關(guān)的量第三步根據(jù)守恒原理,梳理出反應(yīng)前后守恒的量,列式計算求解例3某同學(xué)設(shè)計實驗確定Al(NO3)3·xH2O的結(jié)晶水數(shù)目。稱取樣品7.50g,經(jīng)熱分解測得氣體產(chǎn)物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的質(zhì)量為3.06g;殘留的固體產(chǎn)物是Al2O3,質(zhì)量為1.02g。計算:(1)x=

(寫出計算過程)。

9

(2)氣體產(chǎn)物中n(O2)=

mol。

0.0100

變式題將3.00g某有機物(僅含C、H、O元素,相對分子質(zhì)量為150)樣品置于燃燒器中充分燃燒,依次通過吸水劑、CO2吸收劑,燃燒產(chǎn)物被完全吸收。實驗數(shù)據(jù)如下表:

吸水劑CO2吸收劑實驗前質(zhì)量/g20.0026.48實驗后質(zhì)量/g21.0830.00

吸水劑CO2吸收劑實驗前質(zhì)量/g20.0026.48實驗后質(zhì)量/g21.0830