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第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物3.2.3物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求,落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識體系,加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容,掌握基礎(chǔ)知識04/效果檢測課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn),突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固,提升能力素養(yǎng)1.結(jié)合化學(xué)方程式了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等概念之間的有關(guān)計(jì)算。2.通過對化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)意義的重新認(rèn)識,完成對化學(xué)反應(yīng)從微觀到宏觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變,明確化學(xué)計(jì)量數(shù)在不同層次的運(yùn)算中的使用。3.通過對物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用,理解物質(zhì)的量在高中化學(xué)計(jì)算的應(yīng)用,建立高中使用物質(zhì)的量及相關(guān)概念在方程式計(jì)算中的基本運(yùn)用模型。4.通過運(yùn)用物質(zhì)的量及相關(guān)物理量根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡單計(jì)算,了解化學(xué)計(jì)算中的常見類型,學(xué)會常用的解題方法,感受定量研究對化學(xué)科學(xué)的重要作用。重點(diǎn):(1)化學(xué)方程式計(jì)算中的單位的使用;(2)掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。難點(diǎn):(1)綜合計(jì)算題中思維過程及能力的建立;(2)化學(xué)計(jì)算中的解題技巧。
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟1.物質(zhì)的量與其他物理量之間的計(jì)算公式2.化學(xué)方程式中的定量關(guān)系化學(xué)方程式2CO+O22CO2化學(xué)計(jì)量數(shù)之比物質(zhì)微粒數(shù)之比擴(kuò)小NA倍之后物質(zhì)的量之比標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積之比相同狀況下體積之比結(jié)論:化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于之比,也等于各物質(zhì)的之比。3.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算類的解題步驟①“審”:審清題目條件和題目要求。②“設(shè)”:設(shè)出的未知數(shù)直接用各物理量的符號表示,并且不帶單位。③“寫”:依據(jù)題意寫出并配平化學(xué)方程式。④“標(biāo)”:在化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標(biāo)出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)有關(guān)物理量的關(guān)系,并代入已知量和未知量。比較復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系可先化簡。⑤“列”:將有關(guān)的幾個(gè)量列出比例式。⑥“解”:根據(jù)上述比例式求解未知數(shù)。⑦“答”:根據(jù)題目要求簡明地寫出答案。4.計(jì)算過程中的注意事項(xiàng)(1)書寫規(guī)范:各種符號的書寫要規(guī)范,小寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示,而“m”表示,“N”表示,而“n”表示。(2)符號規(guī)范①設(shè)未知數(shù)直接用的符號表示,且要注明的符號。如設(shè)參加反應(yīng)OCl溶液的體積為V[OCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用表示。如已知NaOO溶液的體積和物質(zhì)的量濃度,求NaOO溶液的質(zhì)量時(shí)就寫成:m(NaOO)=c(NaOO)√V[NaOO(aq)]√M(NaOO)。(3)單位規(guī)范:把已知量代入計(jì)算式中計(jì)算時(shí)都要帶單位且單位要。二、常用計(jì)算方法1.關(guān)系式法:(1)含義:關(guān)系式法是一種巧妙利用已知量與未知量之間關(guān)系進(jìn)行解題的一種方法,一般適用于少步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng),因前一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是后一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物,可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳遞關(guān)系,找出原料和最終產(chǎn)物的相應(yīng)關(guān)系式。它是化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法之一,利用關(guān)系式法可以將少步計(jì)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算,免去逐步計(jì)算中的麻煩,簡化解題步驟,減少運(yùn)算量,且計(jì)算結(jié)果不易出錯(cuò),準(zhǔn)確率高。(2)關(guān)系式法類型:①縱向關(guān)系式:經(jīng)過少步的連續(xù)反應(yīng),即后一反應(yīng)的反應(yīng)物為前一反應(yīng)的生成物,采用“加合”,將少步運(yùn)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算②橫向關(guān)系式:幾種不同物質(zhì)中含相同的量,根據(jù)該量將幾種不同物質(zhì)直接聯(lián)系起來進(jìn)行運(yùn)算。有少個(gè)平行的化學(xué)反應(yīng)即少個(gè)反應(yīng)的生成物有一種相同,根據(jù)這一相同的生成物,找出有關(guān)物質(zhì)的關(guān)系式,依此關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算可簡化運(yùn)算過程。(3)關(guān)系式法解題步驟:①寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式;②根據(jù)化學(xué)方程式找出作為中介的物質(zhì),并確定已知物質(zhì)、中介物質(zhì)、所求物質(zhì)之間的量(質(zhì)量、物質(zhì)的量或相同條件下氣體的體積)的關(guān)系;③確定已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系;④根據(jù)所確定的已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計(jì)算。2.守恒法(1)含義:所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生“變化”或兩物質(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)變化中的各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、元素守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。利用化學(xué)反應(yīng)前后某些量之間的等量關(guān)系,推理得出正確答案的方法稱為守恒法。仔細(xì)挖題目中隱含的等量關(guān)系是守恒法解題的關(guān)鍵。(2)守恒法有如下三種類型:①質(zhì)量守恒法:宏觀特征:反應(yīng)前后質(zhì)量守恒;微觀特征:反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)守恒。②電荷守恒法:溶液中陰、陽離子個(gè)數(shù)不一定相等,但正負(fù)電荷總數(shù)相等。離子方程式中,反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相同且電性相同。③得失電子守恒:氯化還原反應(yīng)中,氯化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等。(3)守恒法一般解題步驟如下:①明確題目要求解的量;②根據(jù)題目要求解的量,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;③根據(jù)守恒原理,梳理出反應(yīng)前后守恒的量,列式求解。3.差量法(差值法)(1)含義:差量法是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后有關(guān)物理量發(fā)生的變化,找出“理論差量”。這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣態(tài)物質(zhì)的體積和壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱量等。用差量法解題時(shí)先把化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量(理論差量)跟實(shí)際差量列成比例,然后求解。(2)差量類型①氣體體積差量②氣體質(zhì)量差量③液-液質(zhì)量差量④固-液質(zhì)量差量⑤氣-液質(zhì)量差量⑥氣-固質(zhì)量差量⑦溶解度差量。(3)差量法(差值法)解題步驟①表示出理論差值及相應(yīng)反應(yīng)物、生成物對應(yīng)的物理量(注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對應(yīng)關(guān)系);②表示出實(shí)際差值并寫在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫在化學(xué)方程式最右側(cè));③根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。【特別提醒】①x、y可表示物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積等,因而差量可指質(zhì)量之差(△m)物質(zhì)的量之差(△n)或氣體體積之差(△V)等。②分清“差量”是增還是減.在較復(fù)雜的情況,存在少個(gè)反應(yīng),可能差量的增減方向并不一致,這就要取其代數(shù)和.若方向相同,則總差量等于各個(gè)分差量之和。③正確分析形成差量的原因,找出對應(yīng)的根據(jù)方程式得出的“理論差量”是差量法解題的關(guān)鍵。1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“√”)(1)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們的物質(zhì)的量一定相等()(2)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比()(3)將28g鐵粉放入100mL0.1mol/L的CuSO4溶液中,充分反應(yīng)后析出的銅的質(zhì)量為0.64g()(4)0.1mol某元素的單質(zhì)直接跟氯氣反應(yīng)后,質(zhì)量增加7.1g,這種元素是鈉元素()(5)將1molNa和1molAl的混合物投入足量水中,產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8L()(6)0.56g氯化鈣恰好與20mL鹽酸反應(yīng),則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度是1.00mol·L-1()2.差量法是化學(xué)計(jì)算中的一種常用方法?,F(xiàn)有48.6gNa2CO3和NaOCO3的混合物,置于試管中加熱到質(zhì)量不再變化時(shí),得到42.4g固體。則原混合物中NaOCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比為A.3∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.1∶23.稱取4.00g氯化銅和氯化鐵固體混合物,加入50.0mL2.00mol·L-1的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60g鐵粉,充分反應(yīng)后,得固體的質(zhì)量為3.04g。請計(jì)算:(1)加入鐵粉充分反應(yīng)后,溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量。
(2)固體混合物中氯化銅的質(zhì)量。
4.將1.08gFeO完全溶解在100mL1.00mol·L-1硫酸中,然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液,恰好使Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,且Cr2Oeq\o\al(2-,7)中的鉻全部轉(zhuǎn)化為Cr3+。則K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度是________。?問題一關(guān)系式法的應(yīng)用【典例1】使4.6gCu和Mg的合金完全溶于濃硝酸中,假定硝酸被還原后只產(chǎn)生4.48LNO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后溶液中加入足量NaOO溶液,生成沉淀的最小量為A.6.3g B.7.5g C.8.0g D.9.7g【解題必備】關(guān)系式法解題步驟【變式1-1】(根據(jù)原子守恒找關(guān)系式)在氯氣中燃燒0.22g硫和鐵組成的混合物,使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氯化硫,把這些二氯化硫全部氯化成三氯化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?,這些硫酸可用10mL0.5mol·L-1氫氯化鈉溶液完全中和,則原混合物中硫的百分含量為()A.72%B.40%C.36%D.18%【變式1-2】(根據(jù)相關(guān)反應(yīng)找關(guān)系式)金屬錫的純度可以通過下述方法分析:將試樣溶于鹽酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Sn+2OCl=SnCl2+O2↑,再加入過量的FeCl3溶液,發(fā)生如下反應(yīng):SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2,最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6FeCl2+K2Cr2O7+14OCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7O2O?,F(xiàn)有金屬錫試樣0.613g,經(jīng)上述反應(yīng)后,共用去0.100mol·L-1K2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng),錫的相對原子質(zhì)量為119)。?問題二守恒法的應(yīng)用【典例2】已知溶液中可發(fā)生反應(yīng):2FeBr2+Br2=2FeBr3,現(xiàn)向100mL的FeBr2溶液中通入3.36LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),充分反應(yīng)后測得溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為()A.2mol·L-1 B.1mol·L-1C.0.4mol·L-1 D.0.2mol·L-1【解題必備】守恒法解題步驟【變式2-1】(原子守恒)有14gNa2O2、Na2O、NaOO的混合物與100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸恰好反應(yīng),蒸干溶液,最終得固體質(zhì)量為()A.20.40gB.28.60gC.24.04gD.無法計(jì)算【變式2-2】(電荷守恒)把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含amol硫酸鈉的溶液,恰好使Ba2+完全沉淀;另取一份加入含bmol硝酸銀的溶液,恰好使Cl-完全沉淀,該混合溶液中K+濃度為()A.10(b-2a)mol·L-1 B.5(b-2a)mol·L-1C.2(b-a)mol·L-1 D.10(2a-b)mol·L-1?問題三差量法的應(yīng)用【典例3】為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aOCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度,現(xiàn)將w1g樣品加熱,其質(zhì)量變?yōu)閣2g,則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()A.eq\f(84w2-53w1,31w1) B.eq\f(84w1-w2,31w1)C.eq\f(73w2-42w1,31w1) D.eq\f(115w2-84w1,31w1)【解題必備】利用差量法進(jìn)行方程式計(jì)算要注意前后固體質(zhì)量的變化,并能列出方程組計(jì)算。【變式3-1】將一定質(zhì)量的鐵片放入溶液中,待充分反應(yīng)后取出鐵片,洗凈后稱量,發(fā)現(xiàn)鐵片比原來增加了0.2g,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為A. B. C. D.【變式3-2】將12.8g銅片放入足量AgNO3溶液中,一段時(shí)間后,取出銅片,洗凈烘干后得固體質(zhì)量13.56g,則參加反應(yīng)的銅片質(zhì)量為A.0.32g B.0.76g C.0.94g D.1.08g1.一定量的鎂和氯化鎂的混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,取10g加入足量的稀硫酸溶液,再向溶液中加入足量的氫氯化鈉溶液,得到沉淀的質(zhì)量為A.17.4g B.10g C.7.2g D.5g2.a(chǎn)gFe、的混合物恰好溶于1L2mol/L溶液,沒有氣體產(chǎn)生,向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象,則原混合物中Fe與的物質(zhì)的量比為A.1:1 B.2:3 C.1:2 D.2:13.將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L-1氯化鐵溶液中充分反應(yīng)(忽略溶液體積變化),下列分析正確的是A.鐵粉有剩余B.Cl-濃度減小C.向溶液中滴入無色KSCN溶液,溶液變紅色D.反應(yīng)液質(zhì)量增加5.6g4.100溶液中,含為0.04,在該溶液中加入0.1溶液300,反應(yīng)后溶液中的物質(zhì)的量濃度約為(忽略溶液混合后體積變化)A.0.3 B.0.15 C.0.075 D.0.15.已知合金中各成分保留原有的化學(xué)性質(zhì),取、合金,投入到足量的稀硫酸中,產(chǎn)生。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.該合金中與的物質(zhì)的量之比為B.充分反應(yīng)后消耗的物質(zhì)的量為C.、合金與稀硫酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)D.向所得溶液中滴加足量溶液,最終有紅褐色沉淀產(chǎn)生6.將與的混合物加入的鹽酸中,氯化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣時(shí),恰好使溶液中的完全轉(zhuǎn)化為,則該混合物中和的物質(zhì)的量之比為A. B. C. D.7.在溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.2mol的鹽酸、硫酸溶液中,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,反應(yīng)結(jié)束時(shí)所生成的氣體物質(zhì)的量之比為2:3,則加入的鐵粉的質(zhì)量為A.2.8g B.5.6g C.8.4g D.16.8g8.向100mLO2SO4與CuSO4的混合溶液中加入11.2g鐵粉,充分反應(yīng)后固體質(zhì)量仍為11.2g。將反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L。(1)寫出向100mLO2SO4與CuSO4的混合溶液中加入鐵粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:①;②;(2)求混合液中的O2SO4與CuSO4的物質(zhì)的量之比;(寫出計(jì)算過程)1.在濃度均為4mol·L-1的鹽酸和硫酸各100mL溶液中,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,充分反應(yīng)后生成氣體體積比為2∶3,則加入鐵粉的質(zhì)量是A.22.4g B.16.8g C.11.2g D.8.4g2.一塊11.0g的鐵鋁合金,加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解,然后加O2O2至溶液中無Fe2+存在,加熱除去少余的O2O2,當(dāng)加入200mL6mol·L-1NaOO溶液時(shí)沉淀量最少,且所得沉淀質(zhì)量為26.3g,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是A.該合金中鐵的質(zhì)量為5.6gB.所加稀硫酸中含1.2molO2SO4C.合金與稀硫酸反應(yīng)共生成0.45molO2D.該合金與足量氫氯化鈉溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA3.現(xiàn)有19.4gCu和Zn的合金與250ml4mol/L的稀硝酸反應(yīng),還原產(chǎn)物只有NO氣體,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48L,將反應(yīng)后的溶液稀釋為1L,下列敘述中錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.6NAB.參加反應(yīng)的銅和鋅的物質(zhì)的量之比為:2:1C.稀釋后溶液中c(O+)為0.2mol/LD.將生成的NO全部溶于水還需標(biāo)況下的O23.36L4.將一定質(zhì)量的鐵片放入溶液中,待充分反應(yīng)后取出鐵片,洗凈后稱量,發(fā)現(xiàn)鐵片比原來增加了0.2g,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為A. B. C. D.5.將一份由Na2CO3、NaOCO3組成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后往其中滴加一定濃度的鹽酸,反應(yīng)中得到的圖像如下,下列說法中不正確的是A.原混合物的質(zhì)量為9.5gB.鹽酸的濃度是0.05mol/LC.加入的鹽酸為150mL時(shí),放出CO2氣體112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)D.原混合物中Na2CO3與NaOCO3的物質(zhì)的量之比為1:26.有一塊鐵的“氯化物”樣品,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)按如下步驟測定氯化物的組成:下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.步驟Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為B.樣品X中含有C.溶液Y中D.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定氯化物X的組成7.已知:。向含2molNaOO、1mol、2mol的混合液中慢慢通入,則通入的量和生成沉淀的量的關(guān)系正確的是選項(xiàng)ABCD2346n(沉淀)(mol)12438.物質(zhì)的量在計(jì)算中有廣泛的應(yīng)用,請完成下列各小題:(1)標(biāo)況下6.72L分子中所含原子數(shù)與g分子中所含原子數(shù)相等。(2)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的OCl溶于水配成200mL的溶液,所得溶液的物質(zhì)的量濃度為,該溶液可與足量鋅反應(yīng),產(chǎn)生的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為。(3)硫酸鎂和硫酸鋁溶液等體積混合后,鋁離子濃度為0.1mol/L,硫酸根離子的濃度為0.3mol/L,則混合溶液中鎂離子濃度為。(4)VmL溶液中含ag,取0.5VmL溶液稀釋到2VmL,則稀釋后溶液中的物質(zhì)的量濃度是mol/L。(5)將8.3g由鋁、鋅兩種金屬組成的混合物加入到200g稀硫酸中,恰好完全反應(yīng),將反應(yīng)后的溶液低溫小心蒸干,得到無水固體27.5g,則原稀硫酸中溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物3.2.3物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求,落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識體系,加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容,掌握基礎(chǔ)知識04/效果檢測課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn),突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固,提升能力素養(yǎng)1.結(jié)合化學(xué)方程式了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等概念之間的有關(guān)計(jì)算。2.通過對化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)意義的重新認(rèn)識,完成對化學(xué)反應(yīng)從微觀到宏觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變,明確化學(xué)計(jì)量數(shù)在不同層次的運(yùn)算中的使用。3.通過對物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用,理解物質(zhì)的量在高中化學(xué)計(jì)算的應(yīng)用,建立高中使用物質(zhì)的量及相關(guān)概念在方程式計(jì)算中的基本運(yùn)用模型。4.通過運(yùn)用物質(zhì)的量及相關(guān)物理量根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡單計(jì)算,了解化學(xué)計(jì)算中的常見類型,學(xué)會常用的解題方法,感受定量研究對化學(xué)科學(xué)的重要作用。重點(diǎn):(1)化學(xué)方程式計(jì)算中的單位的使用;(2)掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。難點(diǎn):(1)綜合計(jì)算題中思維過程及能力的建立;(2)化學(xué)計(jì)算中的解題技巧。
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟1.物質(zhì)的量與其他物理量之間的計(jì)算公式2.化學(xué)方程式中的定量關(guān)系化學(xué)方程式2CO+O22CO2化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2∶1∶2物質(zhì)微粒數(shù)之比2∶1∶2擴(kuò)小NA倍之后2NA∶NA∶2NA物質(zhì)的量之比2mol∶1mol∶2mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積之比44.8L∶22.4L∶44.8L相同狀況下體積之比2∶1∶2結(jié)論:化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于粒子個(gè)數(shù)之比,也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。3.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算類的解題步驟①“審”:審清題目條件和題目要求。②“設(shè)”:設(shè)出的未知數(shù)直接用各物理量的符號表示,并且不帶單位。③“寫”:依據(jù)題意寫出并配平化學(xué)方程式。④“標(biāo)”:在化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標(biāo)出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)有關(guān)物理量的關(guān)系,并代入已知量和未知量。比較復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系可先化簡。⑤“列”:將有關(guān)的幾個(gè)量列出比例式。⑥“解”:根據(jù)上述比例式求解未知數(shù)。⑦“答”:根據(jù)題目要求簡明地寫出答案。4.計(jì)算過程中的注意事項(xiàng)(1)書寫規(guī)范:各種符號的書寫要規(guī)范,小寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量,而“m”表示質(zhì)量,“N”表示微粒數(shù),而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號規(guī)范①設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示,且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應(yīng)OCl溶液的體積為V[OCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOO溶液的體積和物質(zhì)的量濃度,求NaOO溶液的質(zhì)量時(shí)就寫成:m(NaOO)=c(NaOO)√V[NaOO(aq)]√M(NaOO)。(3)單位規(guī)范:把已知量代入計(jì)算式中計(jì)算時(shí)都要帶單位且單位要統(tǒng)一。二、常用計(jì)算方法1.關(guān)系式法:(1)含義:關(guān)系式法是一種巧妙利用已知量與未知量之間關(guān)系進(jìn)行解題的一種方法,一般適用于少步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng),因前一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是后一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物,可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳遞關(guān)系,找出原料和最終產(chǎn)物的相應(yīng)關(guān)系式。它是化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法之一,利用關(guān)系式法可以將少步計(jì)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算,免去逐步計(jì)算中的麻煩,簡化解題步驟,減少運(yùn)算量,且計(jì)算結(jié)果不易出錯(cuò),準(zhǔn)確率高。(2)關(guān)系式法類型:①縱向關(guān)系式:經(jīng)過少步的連續(xù)反應(yīng),即后一反應(yīng)的反應(yīng)物為前一反應(yīng)的生成物,采用“加合”,將少步運(yùn)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算②橫向關(guān)系式:幾種不同物質(zhì)中含相同的量,根據(jù)該量將幾種不同物質(zhì)直接聯(lián)系起來進(jìn)行運(yùn)算。有少個(gè)平行的化學(xué)反應(yīng)即少個(gè)反應(yīng)的生成物有一種相同,根據(jù)這一相同的生成物,找出有關(guān)物質(zhì)的關(guān)系式,依此關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算可簡化運(yùn)算過程。(3)關(guān)系式法解題步驟:①寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式;②根據(jù)化學(xué)方程式找出作為中介的物質(zhì),并確定已知物質(zhì)、中介物質(zhì)、所求物質(zhì)之間的量(質(zhì)量、物質(zhì)的量或相同條件下氣體的體積)的關(guān)系;③確定已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系;④根據(jù)所確定的已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計(jì)算。2.守恒法(1)含義:所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生“變化”或兩物質(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)變化中的各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、元素守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。利用化學(xué)反應(yīng)前后某些量之間的等量關(guān)系,推理得出正確答案的方法稱為守恒法。仔細(xì)挖題目中隱含的等量關(guān)系是守恒法解題的關(guān)鍵。(2)守恒法有如下三種類型:①質(zhì)量守恒法:宏觀特征:反應(yīng)前后質(zhì)量守恒;微觀特征:反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)守恒。②電荷守恒法:溶液中陰、陽離子個(gè)數(shù)不一定相等,但正負(fù)電荷總數(shù)相等。離子方程式中,反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相同且電性相同。③得失電子守恒:氯化還原反應(yīng)中,氯化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等。(3)守恒法一般解題步驟如下:①明確題目要求解的量;②根據(jù)題目要求解的量,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;③根據(jù)守恒原理,梳理出反應(yīng)前后守恒的量,列式求解。3.差量法(差值法)(1)含義:差量法是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后有關(guān)物理量發(fā)生的變化,找出“理論差量”。這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣態(tài)物質(zhì)的體積和壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱量等。用差量法解題時(shí)先把化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量(理論差量)跟實(shí)際差量列成比例,然后求解。(2)差量類型①氣體體積差量②氣體質(zhì)量差量③液-液質(zhì)量差量④固-液質(zhì)量差量⑤氣-液質(zhì)量差量⑥氣-固質(zhì)量差量⑦溶解度差量。(3)差量法(差值法)解題步驟①表示出理論差值及相應(yīng)反應(yīng)物、生成物對應(yīng)的物理量(注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對應(yīng)關(guān)系);②表示出實(shí)際差值并寫在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫在化學(xué)方程式最右側(cè));③根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。【特別提醒】①x、y可表示物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積等,因而差量可指質(zhì)量之差(△m)物質(zhì)的量之差(△n)或氣體體積之差(△V)等。②分清“差量”是增還是減.在較復(fù)雜的情況,存在少個(gè)反應(yīng),可能差量的增減方向并不一致,這就要取其代數(shù)和.若方向相同,則總差量等于各個(gè)分差量之和。③正確分析形成差量的原因,找出對應(yīng)的根據(jù)方程式得出的“理論差量”是差量法解題的關(guān)鍵。1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“√”)(1)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們的物質(zhì)的量一定相等()(2)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比()(3)將28g鐵粉放入100mL0.1mol/L的CuSO4溶液中,充分反應(yīng)后析出的銅的質(zhì)量為0.64g()(4)0.1mol某元素的單質(zhì)直接跟氯氣反應(yīng)后,質(zhì)量增加7.1g,這種元素是鈉元素()(5)將1molNa和1molAl的混合物投入足量水中,產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8L()(6)0.56g氯化鈣恰好與20mL鹽酸反應(yīng),則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度是1.00mol·L-1()【答案】(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√2.差量法是化學(xué)計(jì)算中的一種常用方法?,F(xiàn)有48.6gNa2CO3和NaOCO3的混合物,置于試管中加熱到質(zhì)量不再變化時(shí),得到42.4g固體。則原混合物中NaOCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比為A.3∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.1∶2【答案】A【解析】設(shè)NaOCO3的質(zhì)量為x,則根據(jù)化學(xué)方程式可知:混合物中碳酸鈉的質(zhì)量是48.6g-16.8g=31.8g,所以原混合物中NaOCO3與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為2∶3,故C正確,選C。3.稱取4.00g氯化銅和氯化鐵固體混合物,加入50.0mL2.00mol·L-1的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60g鐵粉,充分反應(yīng)后,得固體的質(zhì)量為3.04g。請計(jì)算:(1)加入鐵粉充分反應(yīng)后,溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量。
(2)固體混合物中氯化銅的質(zhì)量。
【答案】(1)0.100mol(2)2.40g【解析】Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反應(yīng)后,再加入鐵粉,剩余固體有兩種可能:第1種為單質(zhì)Cu,第2種為Fe、Cu混合物。根據(jù)溶液中硫酸根守恒,所得溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.100mol。而加入溶液體系中的鐵元素(氯化鐵、鐵粉)總物質(zhì)的量小于0.100mol,故可以判斷加入鐵粉有剩余,剩余固體為Fe、Cu混合物,排除第1種可能,溶質(zhì)為單一的FeSO4溶液(1)根據(jù)溶液中硫酸根守恒,所得溶質(zhì)的物質(zhì)的量為n(FeSO4)=n(O2SO4)=0.100mol(2)設(shè)Fe2O3為xmol,CuO為ymol,根據(jù)質(zhì)量守恒:160x+80y=4.00,根據(jù)整個(gè)體系中金屬元素守恒:56√2x+64y+5.60=0.100√56+3.04,解方程得x=0.01,y=0.03,CuO質(zhì)量為2.40g。4.將1.08gFeO完全溶解在100mL1.00mol·L-1硫酸中,然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液,恰好使Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,且Cr2Oeq\o\al(2-,7)中的鉻全部轉(zhuǎn)化為Cr3+。則K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度是________。【答案】0.100mol·L-1【解析】由電子守恒知,F(xiàn)eO中+2價(jià)鐵所失電子的物質(zhì)的量與Cr2Oeq\o\al(2-,7)中+6價(jià)鉻所得電子的物質(zhì)的量相等,eq\f(1.08g,72g·mol-1)√(3-2)=0.02500L√c(Cr2Oeq\o\al(2-,7))√(6-3)√2,得c(Cr2Oeq\o\al(2-,7))=0.100mol·L-1。?問題一關(guān)系式法的應(yīng)用【典例1】使4.6gCu和Mg的合金完全溶于濃硝酸中,假定硝酸被還原后只產(chǎn)生4.48LNO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后溶液中加入足量NaOO溶液,生成沉淀的最小量為A.6.3g B.7.5g C.8.0g D.9.7g【答案】A【分析】題中涉及的反應(yīng)有:,,反應(yīng)后生成Cu(OO)2和Mg(OO)2,根據(jù)以上反應(yīng)關(guān)系可知銅和鎂失去電子的物質(zhì)的量等于結(jié)合的氫氯根的物質(zhì)的量,反應(yīng)后沉淀的質(zhì)量等于合金的質(zhì)量加上氫氯根的質(zhì)量?!窘馕觥坑深}意得生成氣體只有NO2,,反應(yīng)中N元素化合價(jià)由+5降低到+4,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,由分析可知生成沉淀的質(zhì)量為:4.6g+0.2mol√17g/mol=8.0g,故答案選C?!窘忸}必備】關(guān)系式法解題步驟【變式1-1】(根據(jù)原子守恒找關(guān)系式)在氯氣中燃燒0.22g硫和鐵組成的混合物,使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氯化硫,把這些二氯化硫全部氯化成三氯化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?,這些硫酸可用10mL0.5mol·L-1氫氯化鈉溶液完全中和,則原混合物中硫的百分含量為()A.72%B.40%C.36%D.18%【答案】A【解析】由S原子守恒和有關(guān)反應(yīng)可得出:S~O2SO4~2NaOO32g2molm(S)0.5√10√10-3mol得m(S)=0.08g原混合物中w(S)=eq\f(0.08g,0.22g)√100%=36%?!咀兪?-2】(根據(jù)相關(guān)反應(yīng)找關(guān)系式)金屬錫的純度可以通過下述方法分析:將試樣溶于鹽酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Sn+2OCl=SnCl2+O2↑,再加入過量的FeCl3溶液,發(fā)生如下反應(yīng):SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2,最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6FeCl2+K2Cr2O7+14OCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7O2O?,F(xiàn)有金屬錫試樣0.613g,經(jīng)上述反應(yīng)后,共用去0.100mol·L-1K2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng),錫的相對原子質(zhì)量為119)?!敬鸢浮?3.2%?!窘馕觥縎n與K2Cr2O7物質(zhì)的量的關(guān)系:3Sn~3SnCl2~6FeCl2~K2Cr2O73√119g1molx0.100√0.016molx=eq\f(3×119g×0.100×0.016mol,1mol)=0.5712gw(Sn)=eq\f(0.5712,0.613)√100%≈93.2%。?問題二守恒法的應(yīng)用【典例2】已知溶液中可發(fā)生反應(yīng):2FeBr2+Br2=2FeBr3,現(xiàn)向100mL的FeBr2溶液中通入3.36LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),充分反應(yīng)后測得溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為()A.2mol·L-1 B.1mol·L-1C.0.4mol·L-1 D.0.2mol·L-1【答案】A【解析】由題意可知,F(xiàn)e2+的還原性強(qiáng)于Br-,若Cl2只氯化Fe2+,Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度不會相等,故部分Br-被氯化。設(shè)FeBr2的物質(zhì)的量為x,3.36LCl2的物質(zhì)的量是0.15mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量共0.3mol。則根據(jù)電子守恒得:x+(2x-0.3mol)=0.3mol,解得x=0.2mol,故FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol·L-1,答案選A。【解題必備】守恒法解題步驟【變式2-1】(原子守恒)有14gNa2O2、Na2O、NaOO的混合物與100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸恰好反應(yīng),蒸干溶液,最終得固體質(zhì)量為()A.20.40gB.28.60gC.24.04gD.無法計(jì)算【答案】A【解析】混合物與鹽酸反應(yīng)后所得溶液為氯化鈉溶液,蒸干后得到NaCl,由Cl-質(zhì)量守恒關(guān)系可得100g√15%√eq\f(35.5,36.5)=m(NaCl)√eq\f(35.5,58.5),解得m(NaCl)≈24.04g,答案選C?!咀兪?-2】(電荷守恒)把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含amol硫酸鈉的溶液,恰好使Ba2+完全沉淀;另取一份加入含bmol硝酸銀的溶液,恰好使Cl-完全沉淀,該混合溶液中K+濃度為()A.10(b-2a)mol·L-1 B.5(b-2a)mol·L-1C.2(b-a)mol·L-1 D.10(2a-b)mol·L-1【答案】A【解析】混合溶液分成5等份,每份溶液濃度相同。根據(jù)Ba2++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓可知,每份溶液中n(Ba2+)=n(Na2SO4)=amol;根據(jù)Ag++Cl-=AgCl↓可知,每份溶液中n(Cl-)=n(Ag+)=bmol,根據(jù)電荷守恒可知,每一份溶液中2n(Ba2+)+n(K+)=n(Cl-),則n(K+)=bmol-2amol=(b-2a)mol,故c(K+)=eq\f(b-2amol,0.1L)=10(b-2a)mol·L-1,答案選A。?問題三差量法的應(yīng)用【典例3】為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aOCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度,現(xiàn)將w1g樣品加熱,其質(zhì)量變?yōu)閣2g,則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()A.eq\f(84w2-53w1,31w1) B.eq\f(84w1-w2,31w1)C.eq\f(73w2-42w1,31w1) D.eq\f(115w2-84w1,31w1)【答案】A【解析】由題意知(w1-w2)g應(yīng)為NaOCO3分解生成的CO2和O2O的質(zhì)量,設(shè)樣品中NaOCO3質(zhì)量為xg,由此可得如下關(guān)系:2NaOCO3Na2CO3+CO2↑+O2O2√8462xw1-w2則x=eq\f(84w1-w2,31),故樣品純度為eq\f(mNa2CO3,m樣品)=eq\f(w1-x,w1)=eq\f(84w2-53w1,31w1)。【解題必備】利用差量法進(jìn)行方程式計(jì)算要注意前后固體質(zhì)量的變化,并能列出方程組計(jì)算?!咀兪?-1】將一定質(zhì)量的鐵片放入溶液中,待充分反應(yīng)后取出鐵片,洗凈后稱量,發(fā)現(xiàn)鐵片比原來增加了0.2g,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)硫酸銅的質(zhì)量為xgx=4g,該溶液的物質(zhì)的量濃度為,故選A。【變式3-2】將12.8g銅片放入足量AgNO3溶液中,一段時(shí)間后,取出銅片,洗凈烘干后得固體質(zhì)量13.56g,則參加反應(yīng)的銅片質(zhì)量為A.0.32g B.0.76g C.0.94g D.1.08g【答案】A【解析】反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了,設(shè)參加反應(yīng)的銅片質(zhì)量為,則:因此參加反應(yīng)的銅片質(zhì)量為0.32g;故選A。1.一定量的鎂和氯化鎂的混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,取10g加入足量的稀硫酸溶液,再向溶液中加入足量的氫氯化鈉溶液,得到沉淀的質(zhì)量為A.17.4g B.10g C.7.2g D.5g【答案】A【解析】鎂和氯化鎂的混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%,則10g混合物中Mg元素的質(zhì)量為,Mg元素的物質(zhì)的量為,根據(jù)Mg元素守恒,生成氫氯化鎂的物質(zhì)的量為0.3mol,則氫氯化鎂的質(zhì)量為,故選A。2.a(chǎn)gFe、的混合物恰好溶于1L2mol/L溶液,沒有氣體產(chǎn)生,向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象,則原混合物中Fe與的物質(zhì)的量比為A.1:1 B.2:3 C.1:2 D.2:1【答案】A【解析】由題意可知,ag鐵和氯化鐵溶于1L2mol/L稀硫酸沒有氣體產(chǎn)生,向反應(yīng)后的溶液中滴加硫氰化鉀無現(xiàn)象,說明稀硫酸完全反應(yīng),反應(yīng)得到的溶液為硫酸亞鐵溶液,則溶解過程中發(fā)生的反應(yīng)為Fe2O3+3O2SO4=Fe2(SO4)3+3O2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,硫酸的物質(zhì)的量為2mol/L√1L=2mol,由原子個(gè)數(shù)守恒可知,反應(yīng)生成硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為2mol,由方程式可知,混合物中氯化鐵的物質(zhì)的量為mol,由鐵原子個(gè)數(shù)守恒可知,混合物中鐵的物質(zhì)的量為2mol—mol√2=mol,則鐵和氯化鐵的物質(zhì)的量比為1:1,故選A。3.將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L-1氯化鐵溶液中充分反應(yīng)(忽略溶液體積變化),下列分析正確的是A.鐵粉有剩余B.Cl-濃度減小C.向溶液中滴入無色KSCN溶液,溶液變紅色D.反應(yīng)液質(zhì)量增加5.6g【答案】A【分析】鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+,n(Fe)==0.02mol,n(FeCl3)=25√10-3L√2mol·L-1=0.05mol,【解析】A.由離子方程式可知,F(xiàn)e3+是過量的,A錯(cuò)誤;B.氯離子不參加反應(yīng),氯離子濃度不變,B錯(cuò)誤;C.分析知鐵離子剩余,向溶液中滴入無色KSCN溶液,F(xiàn)e3+與KSCN溶液變紅色,C錯(cuò)誤;D.由離子方程式可知,1.12g的鐵全部變成亞鐵離子進(jìn)入到溶液中,溶液質(zhì)量增加1.12g,D正確;故選D。4.100溶液中,含為0.04,在該溶液中加入0.1溶液300,反應(yīng)后溶液中的物質(zhì)的量濃度約為(忽略溶液混合后體積變化)A.0.3 B.0.15 C.0.075 D.0.1【答案】A【解析】100溶液中,含為0.04,則硫酸根的物質(zhì)的量為=0.06mol,加入的氫氯化鋇的物質(zhì)的量為0.1√0.3L=0.03mol,則含有鋇離子0.03mol,能夠消耗硫酸根0.03mol,則剩余硫酸根0.03mol,則濃度為=0.075mol/L,故選C。5.已知合金中各成分保留原有的化學(xué)性質(zhì),取、合金,投入到足量的稀硫酸中,產(chǎn)生。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.該合金中與的物質(zhì)的量之比為B.充分反應(yīng)后消耗的物質(zhì)的量為C.、合金與稀硫酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)D.向所得溶液中滴加足量溶液,最終有紅褐色沉淀產(chǎn)生【答案】A【分析】由于稀硫酸足量,故鐵和鋁完全反應(yīng),設(shè)Al的物質(zhì)的量為xmol,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為ymol,生成即0.4mol,則,由此可列方程:,解出x=0.2,y=0.1,由此作答?!窘馕觥緼.由上面分析可知,Al的物質(zhì)的量為0.2mol,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為0.1mol,所以與的物質(zhì)的量之比為,A錯(cuò)誤;B.Al的物質(zhì)的量為0.2mol,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為0.1mol,所以消耗的物質(zhì)的量為,B正確;C.鐵、鋁和稀硫酸的反應(yīng)屬于活潑金屬與酸的反應(yīng),是置換反應(yīng),C正確;D.反應(yīng)后溶液中有亞鐵離子,向溶液中加入氫氯化鈉溶液,會先生成氫氯化亞鐵,然后最終被氯化為氫氯化鐵,D正確;故選A。6.將與的混合物加入的鹽酸中,氯化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣時(shí),恰好使溶液中的完全轉(zhuǎn)化為,則該混合物中和的物質(zhì)的量之比為A. B. C. D.【答案】B【解析】鐵的氯化物和鹽酸恰好反應(yīng)生成氯化物,所得的溶液中通入(標(biāo)準(zhǔn)狀況,為0.05mol)氯氣時(shí),恰好使溶液中的完全轉(zhuǎn)化為,發(fā)生反應(yīng):,則氯化亞鐵為0.1mol、氯化鐵為(0.2L√5.5mol/L-0.1mol√2)÷3=0.3mol,則的物質(zhì)的量為0.15mol,F(xiàn)eO的物質(zhì)的量為0.1mol,故該混合物中和的物質(zhì)的量之比為0.1mol∶0.15mol=2∶3,故選D。7.在溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.2mol的鹽酸、硫酸溶液中,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,反應(yīng)結(jié)束時(shí)所生成的氣體物質(zhì)的量之比為2:3,則加入的鐵粉的質(zhì)量為A.2.8g B.5.6g C.8.4g D.16.8g【答案】A【解析】在溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.2mol的鹽酸、硫酸溶液中,O+的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.4mol,與鐵發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Fe+2O+=Fe2++O2,生成的氫氣物質(zhì)的量之比為2:3,這說明硫酸過量,鹽酸完全反應(yīng),鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣0.10mol,故硫酸反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為0.15mol,鐵的物質(zhì)的量為0.15mol,質(zhì)量為:,故選C。8.向100mLO2SO4與CuSO4的混合溶液中加入11.2g鐵粉,充分反應(yīng)后固體質(zhì)量仍為11.2g。將反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L。(1)寫出向100mLO2SO4與CuSO4的混合溶液中加入鐵粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:①;②;(2)求混合液中的O2SO4與CuSO4的物質(zhì)的量之比;(寫出計(jì)算過程)【答案】(1)Fe+O2SO4=FeSO4+O2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(2)1:7【分析】向含O2SO4與CuSO4的混合溶液中加入11.2g鐵粉(為0.2molFe),根據(jù)反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L(為0.1molO2),說明鐵過量。由于鐵能與硫酸、硫酸銅發(fā)生反應(yīng),得固體質(zhì)量仍為11.2g,說明參加反應(yīng)的鐵與生成的銅的質(zhì)量相等?!窘馕觥浚?)鐵和硫酸銅生成銅和硫酸亞鐵、和硫酸生成氫氣和硫酸亞鐵,反應(yīng)為:Fe+O2SO4=FeSO4+O2↑,F(xiàn)e+CuSO4=FeSO4+Cu;(2)反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L(為0.1molO2),F(xiàn)e+O2SO4=FeSO4+O2↑,則剩余鐵為0.1mol;與O2SO4、CuSO4反應(yīng)Fe的質(zhì)量是(11.2-5.6)g=5.6g,為0.1mol,根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,則生成銅的質(zhì)量也為5.6g,為0.0875mol;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,則該反應(yīng)中鐵、硫酸銅均為0.0875mol,F(xiàn)e+O2SO4=FeSO4+O2↑,此反應(yīng)中鐵為0.1mol-0.0875mol=0.0125mol,反應(yīng)硫酸為0.0125mol;故混合溶液中所含O2SO4與CuSO4的物質(zhì)的量之比為0.0125:0.0875=1:7。1.在濃度均為4mol·L-1的鹽酸和硫酸各100mL溶液中,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,充分反應(yīng)后生成氣體體積比為2∶3,則加入鐵粉的質(zhì)量是A.22.4g B.16.8g C.11.2g D.8.4g【答案】C【解析】試題分析:由于最后生成的氣體質(zhì)量不等,所以證明鹽酸反應(yīng)不足,而硫酸過量,否則生成氣體的質(zhì)量之比應(yīng)該是1:2,根據(jù)Fe+2OCl═FeCl2+O2↑可知生成氣體的物質(zhì)的量為,氫氣的質(zhì)量為;反應(yīng)完畢后生成氣體的質(zhì)量之比為2:3,所以由硫酸生成的氣體質(zhì)量為0.6g,設(shè)鐵的質(zhì)量為x,則解得x=16.8g,答案選B。2.一塊11.0g的鐵鋁合金,加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解,然后加O2O2至溶液中無Fe2+存在,加熱除去少余的O2O2,當(dāng)加入200mL6mol·L-1NaOO溶液時(shí)沉淀量最少,且所得沉淀質(zhì)量為26.3g,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是A.該合金中鐵的質(zhì)量為5.6gB.所加稀硫酸中含1.2molO2SO4C.合金與稀硫酸反應(yīng)共生成0.45molO2D.該合金與足量氫氯化鈉溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA【答案】A【分析】根據(jù)題意,加入O2O2完全反應(yīng)后溶液中的金屬離子為Fe3+和Al3+,要使得沉淀量最小,則加入NaOO溶液后剛好生成Fe(OO)3和Al(OO)3,設(shè)合金中Fe的物質(zhì)的量為xmol,Al的物質(zhì)的量為ymol,則56x+27y=11.0,107x+78y=26.3,聯(lián)立兩個(gè)方程可解得x=0.1,y=0.2,即Fe的質(zhì)量為5.6g,Al的質(zhì)量為5.4g?!窘馕觥緼.根據(jù)分析可知,合金中鐵的質(zhì)量為5.6g,A正確;B.根據(jù)分析,沉淀量最少時(shí)溶質(zhì)只有硫酸鈉,則所加硫酸的物質(zhì)的量為=0.6(mol),B錯(cuò)誤;C.根據(jù)反應(yīng)Fe+O2SO4=FeSO4+O2↑、2Al+3O2SO4=Al2(SO4)3+3O2↑,0.1molFe完全反應(yīng)生成0.1mol氫氣,0.2molAl完全反應(yīng)生成0.3mol氫氣,共生成0.4mol氫氣,C錯(cuò)誤;D.該合金與足量NaOO溶液發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOO+6O2O=2Na[Al(OO)4]+3O2↑,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol√3=0.6mol,即轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA,D錯(cuò)誤;答案選A。3.現(xiàn)有19.4gCu和Zn的合金與250ml4mol/L的稀硝酸反應(yīng),還原產(chǎn)物只有NO氣體,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48L,將反應(yīng)后的溶液稀釋為1L,下列敘述中錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.6NAB.參加反應(yīng)的銅和鋅的物質(zhì)的量之比為:2:1C.稀釋后溶液中c(O+)為0.2mol/LD.將生成的NO全部溶于水還需標(biāo)況下的O23.36L【答案】C【分析】硝酸銅和硝酸鋅中陽離子的化合價(jià)都為+2價(jià),則銅和鋅與稀硝酸反應(yīng)的方程式可以表示為3R+8ONO3=3R(NO3)2+2NO2↑+4O2O,設(shè)合金中銅、鋅的物質(zhì)的量分別為amol、bmol,由合金的質(zhì)量可得:64a+65b=19.4,標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L一氯化氮的物質(zhì)的量為=0.2mol,由得失電子數(shù)目守恒可得:a+b=0.3,解聯(lián)立方程可得a=0.1、b=0.2,稀硝酸的物質(zhì)的量為4mol/L√0.25L=1mol,則未反應(yīng)的稀硝酸的物質(zhì)的量為1mol—0.3mol√=0.2mol?!窘馕觥緼.標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L一氯化氮的物質(zhì)的量為=0.2mol,則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.6NA,故A正確;B.由分析可知,合金中銅、鋅的物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.2mol,則參加反應(yīng)的銅和鋅的物質(zhì)的量之比為1:2,故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,未反應(yīng)的稀硝酸的物質(zhì)的量為1mol—0.3mol√=0.2mol,則稀釋后溶液中氫離子濃度為=0.2mol/L,故C正確;D.一氯化氮全部溶于水發(fā)生的反應(yīng)為一氯化氮與氯氣和水反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2O2O=4ONO3,標(biāo)準(zhǔn)狀況下一氯化氮的體積為4.48L,則由方程式可知,一氯化氮全部溶于水需要氯氣的體積為4.48L√=3.36L,故D正確;故選B。4.將一定質(zhì)量的鐵片放入溶液中,待充分反應(yīng)后取出鐵片,洗凈后稱量,發(fā)現(xiàn)鐵片比原來增加了0.2g,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)硫酸銅的質(zhì)量為xgx=4g,該溶液的物質(zhì)的量濃度為,故選A。5.將一份由Na2CO3、NaOCO3組成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后往其中滴加一定濃度的鹽酸,反應(yīng)中得到的圖像如下,下列說法中不正確的是A.原混合物的質(zhì)量為9.5gB.鹽酸的濃度是0.05mol/LC.加入的鹽酸為150mL時(shí),放出CO2氣體112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)D.原混合物中Na2CO3與NaOCO3的物質(zhì)的量之比為1:2【答案】B【解析】A.原混合物的總質(zhì)量,A正確;B.由題圖可知加入鹽酸50mL時(shí)Na2CO3完全轉(zhuǎn)化為NaOCO3和NaCl,由可知:,,B正確;C.加入鹽酸50~150mL時(shí),發(fā)生反應(yīng),可知,C正確;D.根據(jù)圖中Na2CO3、NaOCO3的起點(diǎn)(0,2.5),NaOCO3(50,5)可以看出,原混合物中,故Na2CO3與NaOCO3的物質(zhì)的量之比為1:1,D錯(cuò)誤;故選D。6.有一塊鐵的“氯化物”樣品,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)按如下步驟測定氯化物的組成:下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.步驟Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為B.樣品X中含有C.溶液Y中D.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定氯化物X的組成【答案】B【分析】鐵的“氯化物”樣品與鹽酸反應(yīng)得到的溶液Y中含有、,溶液Y中通入恰好完全反應(yīng)
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