第02講以物質(zhì)的量為核心的有關(guān)計(jì)算（精講課件）-高考二輪精準(zhǔn)復(fù)習(xí)45講

高中化學(xué)二輪精準(zhǔn)復(fù)習(xí)45講第02講以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算2023高考化學(xué)計(jì)算的特點(diǎn)是主要考查學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的整體性和靈活應(yīng)用的能力，綜合性較強(qiáng)；試題整體的計(jì)算量不大，更多的是對(duì)化學(xué)基本概念、理論和性質(zhì)的理解，試題不會(huì)做數(shù)學(xué)游戲、審題繞圈子，會(huì)保留化學(xué)計(jì)算的本來(lái)面目；把實(shí)驗(yàn)操作、生產(chǎn)實(shí)踐和化學(xué)計(jì)算綜合起來(lái)，或者通過(guò)圖表、報(bào)刊文獻(xiàn)等背景呈現(xiàn)方式、力求題型出新，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科對(duì)計(jì)算的要求，更體現(xiàn)對(duì)計(jì)算綜合能力的考查；考試方式的變化決定了化學(xué)計(jì)算應(yīng)該降低難度?；瘜W(xué)計(jì)算題還常同時(shí)考查化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)思維，數(shù)學(xué)思維包括邏輯推理、數(shù)形變換等?；瘜W(xué)計(jì)算常要根據(jù)量的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，但建立教學(xué)模型的前提應(yīng)該是先建立正確的化學(xué)概念、弄清概念的含義，即找出計(jì)算依據(jù)。只有對(duì)化學(xué)基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)正確理解，建立起來(lái)的算式或數(shù)學(xué)表達(dá)關(guān)系才能正確，才能順利解答計(jì)算題?；瘜W(xué)計(jì)算在高考中的考查

[必備知識(shí)]1.明確一個(gè)中心:必須以“物質(zhì)的量”為中心——“見量化摩,遇問(wèn)設(shè)摩”以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算的解題思維路徑方法內(nèi)容(1)關(guān)系式法多步反應(yīng)計(jì)算的特征是多個(gè)反應(yīng)先后發(fā)生,起始物與目標(biāo)物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或關(guān)系式,依據(jù)化學(xué)方程式找出反應(yīng)過(guò)程中不同反應(yīng)步驟之間反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系,最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系,列出計(jì)算式求解,從而簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程(2)守恒法所謂“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(guò)程中某些物理量的總量保持“不變”。一切化學(xué)反應(yīng)都遵循守恒定律,在化學(xué)變化中有多種守恒關(guān)系,如元素質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒等(3)差量法差量法是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化,找出“理論差量”。這種差量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣態(tài)物質(zhì)的體積和壓強(qiáng)、反應(yīng)過(guò)程中的熱量等。用差量法解題的關(guān)鍵是把化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)的理論差量及實(shí)際差量與未知量列成比例式,然后求解(4)熱重分析法熱重分析是指在程序控制溫度下測(cè)量待測(cè)樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù),用來(lái)研究材料的熱穩(wěn)定性和組分。晶體加熱時(shí)失重一般是先失水,再失非金屬氧化物。晶體中金屬仍在殘余固體中,失重最后一般剩余金屬氧化物,根據(jù)剩余物質(zhì)的質(zhì)量可進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和分析2.掌握四種方法1．應(yīng)用原理關(guān)系式是表示兩種或多種物質(zhì)之間“量”的關(guān)系的一種簡(jiǎn)化式子。在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式，將該物質(zhì)作為“中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間“量”的關(guān)系。2．解題步驟類型一關(guān)系式法在滴定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用1.某FeC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質(zhì)為Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法測(cè)定該樣品的組成,實(shí)驗(yàn)步驟如下。Ⅰ.稱取dg樣品置于錐形瓶中,加入稀硫酸溶解,水浴加熱至75℃。用amol·L-1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色,消耗KMnO4溶液b1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3+完全還原為Fe2+,加入稀硫酸酸化后,在75℃繼續(xù)用KMnO4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色,又消耗KMnO4溶液b2mL。樣品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g·mol-1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為

。

下列關(guān)于樣品組成分析的說(shuō)法,正確的是

(填字母)。C.若步驟Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏低D.若所用KMnO4溶液實(shí)際濃度偏低,則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏高【解題思路】

2.準(zhǔn)確稱取0.2500g氯化亞銅樣品置于一定量的0.5mol·L-1FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加20mL水,用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點(diǎn),消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl-,Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+。計(jì)算上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

。

答案

97.91%類型二關(guān)系式法在工藝流程中的應(yīng)用3．銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：[注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃

和80℃]若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。方法指導(dǎo)考向2

守恒法的應(yīng)用1.(雙選)將mg銅粉和鋅粉的混合物分成兩等份,將其中一份加入200mL的稀硝酸中并加熱,固體和硝酸恰好完全反應(yīng),并產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體2.24L;將另一份在空氣中充分加熱,得到ng固體,將所得固體溶于上述稀硝酸,消耗硝酸的體積為VmL。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.V=150B.硝酸的濃度為2mol·L-1C.mg銅粉和鋅粉的物質(zhì)的量之和為0.15molD.n=m+2.4答案

CD

解析

其中一份與200

mL的稀硝酸恰好完全反應(yīng),溶液中溶質(zhì)為Cu(NO3)2和Zn(NO3)2,NO的物質(zhì)的量為2.24

L÷22.4

L·mol-1=0.1

mol,轉(zhuǎn)移電子為0.1

mol×(5-2)=0.3

mol。銅和鋅被氧后都表現(xiàn)+2價(jià),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(Cu)+n(Zn)=0.3

mol÷2=0.15

mol,故反應(yīng)后溶液中

的物質(zhì)的量為0.15

mol×2=0.3

mol,由N原子守恒可知200

mL溶液中HNO3的物質(zhì)的量為0.1

mol+0.3

mol=0.4

mol,故HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.4

mol÷0.2

L=2

mol·L-1。銅和鋅在空氣中充分加熱會(huì)生成相應(yīng)的氧化物和硝酸,反應(yīng)后生成Cu(NO3)2、Zn(NO3)2消耗HNO3的物質(zhì)的量為0.15

mol×2=0.3

mol,故消耗硝酸的體積為0.3

mol÷2

mol·L-1=0.15

L,即150

mL,故A正確;由分析可知,HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.4

mol÷0.2

L=2

mol·L-1,故B正確;每一份金屬混合物中n(Cu)+n(Zn)=0.15

mol,則m

g銅粉和鋅粉的物質(zhì)的量之和為0.15

mol×2=0.3

mol,故C不正確;每一份金屬混合物總質(zhì)量為0.5m

g,得到n

g固體為CuO、ZnO的混合物,n(O)=n(Cu)+n(Zn)=0.15

mol,則n

g=0.5m

g+0.15

mol×16

g·mol-1=(0.5

m+2.4)g,故D不正確。4.將一定質(zhì)量的銅粉加入到100mL某濃度的稀硝酸中,充分反應(yīng)后,容器中剩有m1g銅粉,此時(shí)共收集到NO氣體448mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反應(yīng)為止,容器中剩有銅粉m2g,則m1-m2的值為(

)A.5.76 B.2.88 D.0答案

A

解析

銅粉加入到100

mL某濃度的稀硝酸中,充分反應(yīng)后,容器中剩有m1

g銅粉,反應(yīng)生成Cu(NO3)2和NO氣體,NO的物質(zhì)的量為n(NO)=0.448

L÷22.4

L·mol-1=0.02

mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知,參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.02

mol×(5-2)÷2=0.03

mol,根據(jù)銅元素守恒可知,溶液中n[Cu(NO3)2]=0.03

mol,考向3

差量法的應(yīng)用5.工業(yè)純堿中常含有NaCl、Na2SO4等雜質(zhì)。某研究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)純堿與酸反應(yīng)生成的CO2來(lái)測(cè)定質(zhì)量為mg的工業(yè)純堿的純度,下列敘述正確的是(

)A.通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量,獲取CO2的質(zhì)量B.通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置C的質(zhì)量,獲取CO2的質(zhì)量C.通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置C和D的質(zhì)量,獲取CO2的質(zhì)量D.通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置D的質(zhì)量,獲取CO2的質(zhì)量答案

B

解析

根據(jù)題意分析,裝置B的目的是干燥二氧化碳,不能通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量獲取反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;裝置C的目的是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置C的質(zhì)量可以獲取反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量,故B正確;裝置D中的堿石灰可以防止外界空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置C,不能通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置D的質(zhì)量獲取反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;裝置D中的堿石灰可以防止外界空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置C,不能通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置D的質(zhì)量獲取反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。6.碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉?，F(xiàn)加熱5.00g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,使碳酸氫鈉完全分解,混合物質(zhì)量減少了0.31g,則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為(

)A.3.38g B.4.58g C.4.16g D.4.41g

解析

碳酸鈉較穩(wěn)定,加熱一般不分解,只有碳酸氫鈉受熱分解。設(shè)混合物中含有NaHCO3的質(zhì)量為x,則2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

Δm2×84

62x

0.31

g(2×84)∶62=x∶0.31

g,解得x=0.84

g,所以m(Na2CO3)=5

g-m(NaHCO3)=5

g-0.84

g=4.16

g,選項(xiàng)C正確。答案

C考向4

利用“熱重分析法”確定物質(zhì)組成(2)析圖。分析圖中為什么會(huì)出現(xiàn)這些特殊點(diǎn)，曲線為什么有這樣的變化趨勢(shì)和走向，分析曲線變化的因果關(guān)系；通過(guò)聯(lián)想，把課本內(nèi)的有關(guān)化學(xué)概念、原理、規(guī)律等與圖中的曲線和相關(guān)點(diǎn)建立聯(lián)系。(3)用圖。將相關(guān)的化學(xué)知識(shí)與圖中曲線緊密結(jié)合，在頭腦中構(gòu)建新的曲線——知識(shí)體系，然后運(yùn)用新的曲線——知識(shí)體系揭示問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，解決實(shí)際問(wèn)題。方法指導(dǎo)7.ZnSO4·7H2O在不同的溫度下分解產(chǎn)物不同,取28.70gZnSO4·7H2O加熱至不同溫度,剩余固體的質(zhì)量變化如圖所示。分析數(shù)據(jù),680℃時(shí)所得固體的化學(xué)式為(

)A.ZnO B.Zn3O(SO4)2C.ZnSO4

D.ZnSO4·H2O答案

B

解析

28.70

g

ZnSO4·7H2O的物質(zhì)的量為0.1

mol,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4·H2O或ZnSO4或ZnO時(shí),物質(zhì)的量均為0.1

mol。若得ZnSO4·H2O的質(zhì)量為17.90

g(100

℃);若得ZnSO4的質(zhì)量為16.10

g(250

℃);若得ZnO的質(zhì)量為8.10

g(930

℃);據(jù)此可確定680

℃時(shí)所得固體的化學(xué)式為Zn3O(SO4)2。8.煅燒NH4VO3可制得V2O5,煅燒過(guò)程中固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到200℃時(shí),得到的固體物質(zhì)化學(xué)式為

,300~350℃放出氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)式為

。

答案

HVO3

H2O解析

煅燒NH4VO3時(shí),固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如題圖所示。加熱到200

℃時(shí),質(zhì)量減少0.17

g,所以0.01

mol

NH4VO3受熱分解生成氣體為0.01

mol

NH3,發(fā)生NH4VO3NH3↑+HVO3;加熱到350

℃時(shí)固體質(zhì)量減少0.09

g,失去0.005

mol

H2O,發(fā)生的反應(yīng)為2HVO3H2O+V2O5,則放出