（浙江專用）2020版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題二第2課時(shí)化學(xué)計(jì)算微專題講義（含解析）.docx

第2課時(shí)化學(xué)計(jì)算微專題命題調(diào)研(20162019四年大數(shù)據(jù))20162019四年考向分布核心素養(yǎng)與考情預(yù)測核心素養(yǎng)：證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化與守恒思想考情解碼：化學(xué)計(jì)算是學(xué)生基本能力，歷年均為重點(diǎn)，守恒法，差量法，關(guān)系式法和討論分析法等解題方法均有涉及，在數(shù)據(jù)處理上還強(qiáng)調(diào)數(shù)字的有效性，誤差分析處理等細(xì)節(jié)，預(yù)測在2020年選考中該仍是必考范圍，要求考生熟悉常規(guī)解題模型，熟練分析和處理數(shù)據(jù)、運(yùn)用推理確定物質(zhì)組成。真題重現(xiàn)1.(2019浙江4月選考，29)由C、H、O三種元素組成的鏈狀有機(jī)化合物X，只含有羥基和羧基兩種官能團(tuán)，且羥基數(shù)目大于羧基數(shù)目。稱取2.04 g純凈的X，與足量金屬鈉充分反應(yīng)，生成672 mL氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。請確定摩爾質(zhì)量最小的X分子中羥基、羧基數(shù)目及該X的相對分子質(zhì)量(要求寫出簡要推理過程)。解析假設(shè)有機(jī)物X的摩爾質(zhì)量為M，含有羧基和羥基的總數(shù)為m(m2)，根據(jù)生成氫氣的物質(zhì)的量為0.03 mol，結(jié)合有機(jī)物X的質(zhì)量為2.04 g列出等式：n(X)m0.032 mol，n(X)，解得M34m gmol1，對m進(jìn)行討論，若m3，M102 gmol1，由于羥基的數(shù)目大于羧基，故含有2個(gè)OH和1個(gè)COOH，除去OH和COOH，剩余基團(tuán)的摩爾質(zhì)量為23 gmol1，只能為1個(gè)C和11個(gè)H，不存在這樣的有機(jī)物，應(yīng)舍去；若m4，M136 gmol1，由于羥基的數(shù)目大于羧基，故含有3個(gè)OH和1個(gè)COOH，除去OH和COOH，剩余基團(tuán)的摩爾質(zhì)量為40 gmol1，可能為3個(gè)C和4個(gè)H，有機(jī)物的一種結(jié)構(gòu)可能是，符合條件。答案n(H2)0.03 mol，設(shè)X中羥基和羧基的總數(shù)為m(m2)則n(X)(0.032)/m mol0.06/m mol，M(X)2.04m/0.06 gmol134m gmol1m4，M(X)136 gmol1，含有3個(gè)羥基和1個(gè)羧基，相對分子質(zhì)量為136。2.(2018浙江11月選考)某紅色固體粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，為探究其組成，稱取m g該固體粉末樣品，用足量的稀H2SO4充分反應(yīng)后，稱得固體質(zhì)量為a g。已知：Cu2O2H=CuCu2H2O(1)若a_(用含m的最簡式表示)，則紅色固體粉末為純凈物。(2)若a，則紅色固體粉末中Fe2O3的物質(zhì)的量為_ mol(用含m的最簡式表示)。解析(1)若紅色固體粉末只是Fe2O3，則和稀H2SO4充分反應(yīng)后，無固體剩余，所以紅色固體若為純凈物，只能是Cu2O，根據(jù)Cu2O2H=CuCu2H2O mol mol所以a64m。(2)設(shè)Fe2O3、Cu2O的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol。Fe2O36H=2Fe33H2O x 2xCu2O2H=Cu2CuH2O y y y2Fe3Cu=2Fe2Cu2 2x x根據(jù)題意所以x。答案(1)(2)3.(2018浙江4月選考)稱取4.00 g氧化銅和氧化鐵固體混合物，加入50.0 mL 2.00 molL1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60 g鐵粉，充分反應(yīng)后，得固體的質(zhì)量為3.04 g。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)固體混合物中氧化銅的質(zhì)量_。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0.100 mol。而加入溶液體系中的鐵原子(氧化鐵、鐵粉)總物質(zhì)的量大于0.100 mol，故可以判斷加入的鐵粉有剩余，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(H2SO4)0.100 mol。(2)設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為x，CuO的物質(zhì)的量為y，根據(jù)質(zhì)量守恒，160 gmol1x80 gmol1y4.00 g，根據(jù)整個(gè)體系中金屬元素守恒：56 gmol12x64 gmol1y5.60 g0.10056 g3.04 g，解方程得x0.01 mol，y0.03 mol，故CuO的質(zhì)量為2.40 g。答案(1)0.100 mol(2)2.40 g4.2018全國卷，27(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 molL1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_，該樣品中Na2S2O5 的殘留量為_gL1(以SO2計(jì))。解析I2作氧化劑，將S2O氧化成SO。計(jì)算樣品中Na2S2O5的殘留量時(shí)以SO2計(jì)，則n(I2)n(SO2)0.010 00 molL10.01 L0.000 1 mol，m(SO2)0.006 4 g，則該樣品中Na2S2O5的殘留量為0.128 gL1。答案S2O2I23H2O=2SO4I6H0.1285.(2014江蘇化學(xué)，18)堿式碳酸鋁鎂MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O常用作塑料阻燃劑。(1)堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用，是由于其受熱分解需吸收大量熱量和_。(2)MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式為_。(3)為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 準(zhǔn)確稱取3.390 g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO2 0.560 L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(100%)隨溫度的變化如下圖所示(樣品在270 時(shí)已完全失去結(jié)晶水，600 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH)n(CO)(寫出計(jì)算過程)。解析(1)堿式碳酸鋁鎂之所以具有阻燃作用，除了受熱分解需要吸收大量的熱外，還因?yàn)樯傻母呷埸c(diǎn)的MgO、Al2O3和釋放出的大量CO2也有阻燃作用。(2)根據(jù)電荷守恒有：n(Mg2)2n(Al3)3n(OH)n(CO)2，則2a3bc2d。答案(1)生成的產(chǎn)物具有阻燃作用(2)2a3bc2d(3)n(CO2)2.50102 molm(CO2)2.50102 mol44 gmol11.10 g在270600 之間，失去結(jié)晶水后的樣品進(jìn)一步受熱分解放出CO2和H2Om(CO2)m(H2O)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 gm(H2O)1.235 g1.10 g0.135 gn(H2O)7.50103 moln(OH)7.50103 mol21.50102 moln(OH)n(CO)(1.50102 mol)(2.50102 mol)35。考向一計(jì)算中的守恒法1.(2019衢州五校聯(lián)考)向200 mL FeCl3和HCl的混合溶液中，分別加入一定量成分均勻的Fe、Cu混合固體，充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量及放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得)如下表所示。(不考慮鹽類的水解)加入固體質(zhì)量/g9.0018.027.0剩余固體質(zhì)量/g3.209.6015.8放出氣體體積/L01.122.24試計(jì)算：(1)混合固體中m(Fe)m(Cu)_。(2)原混合溶液中c(Cl)_。解析(1)從第二組投料分析：投進(jìn)的18.0 g Fe、Cu混合固體，剩余的9.60 g為Cu，因?yàn)镕e與混合液中的HCl反應(yīng)已產(chǎn)生了1.12 L的H2，之前已把Fe3反應(yīng)完，加入的Cu不與Fe3及H反應(yīng)，全部剩余，即18 g固體中含Cu：9.6 g，則含F(xiàn)e：8.4 g，即混合固體中，mFemCu78；(2)由第三組數(shù)據(jù)分析：加入27.0 g固體，剩余15.8 g，減少的質(zhì)量為11.2 g，全部是溶解的Fe，而Fe參與了兩個(gè)反應(yīng)：Fe2H=Fe2H25.6 g 2.24 L0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol11.25.65.6(g)Fe2Fe3=3Fe20.1 mol 0.3 mol即最終溶液中的溶質(zhì)全部為FeCl2：0.10.30.4(mol)故原混合溶液中c(Cl)4.00(mol/L)答案(1)78(2)4.00 molL1備考策略1.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”。一切化學(xué)反應(yīng)都遵循守恒定律，在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒，如質(zhì)量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。2.解題步驟考向二計(jì)算中的差量法2.某物質(zhì)的分子式為CxHyOz，取該物質(zhì)A g在足量的O2中充分燃燒，將產(chǎn)物全部通入過量的Na2O2中，若Na2O2固體的質(zhì)量增加了B g，則下列說法正確的是()A.若yxz，則ABB.若xyz，則ABC.若xzy，則ABD.若xzy，則AB解析有機(jī)物在足量的O2中充分燃燒后生成CO2和H2O，通入過量的Na2O2中，發(fā)生反應(yīng)2CO22Na2O2=2Na2CO3O2，2H2O2Na2O2=4NaOHO2，由方程式可知，過氧化鈉增加的質(zhì)量等于與CO2等物質(zhì)的量的CO的質(zhì)量和與H2O等物質(zhì)的量的H2的質(zhì)量之和，即增加的質(zhì)量可表示為mCOnH2，所以，若AB，只需xz，y為任意值，C正確。答案C備考策略1.應(yīng)用原理差量法是指根據(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。如： 2C(s)O2(g)2CO(g)固體的質(zhì)量差量 24 gm24 g物質(zhì)的量差量 2 mol 1 mol 2 moln1 mol氣體的體積差量 1 2V12.解題步驟考點(diǎn)三計(jì)算中的關(guān)系式法3.(2019嘉善一中月考)Ba2是一種重金屬離子，有一環(huán)境監(jiān)測小組欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等試劑測定某工廠廢水中Ba2的物質(zhì)的量濃度。請回答下列問題：(1)現(xiàn)需配制250 mL 0.100 molL1的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液，所需要的玻璃儀器除量筒、250 mL容量瓶、玻璃棒外，還需要_。(2)需準(zhǔn)確稱取Na2S2O3固體的質(zhì)量為_ g。(3)另取廢水50.00 mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫?，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀經(jīng)洗滌、過濾后，用適量的稀鹽酸溶解，此時(shí)CrO全部轉(zhuǎn)化為Cr2O；再加入過量KI溶液進(jìn)行反應(yīng)，然后在反應(yīng)液中滴加上述標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液，反應(yīng)完全時(shí)，消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cr2O6I14H=2Cr33I27H2O；2S2OI2=2IS4O。則該工廠廢水中Ba2的物質(zhì)的量濃度為_。解析(1)要抓住“玻璃儀器”的字眼，因此還需要用來溶解固體的燒杯及用來定容的膠頭滴管。(2)Na2S2O3固體的質(zhì)量為0.100 molL10.25 L158 gmol13.95 g，但實(shí)驗(yàn)室所用的托盤天平只能準(zhǔn)確稱量到0.1 g，故需準(zhǔn)確稱取Na2S2O3固體的質(zhì)量為4.0 g。(3)設(shè)Ba2的物質(zhì)的量為x，則根據(jù)相關(guān)反應(yīng)可得以下關(guān)系式：Ba2BaCrO4Cr2OI23S2O1 3X 0.036 L0.100 molL1解得x1.2103 mol，則c(Ba2)0.024 molL1。答案(1)膠頭滴管、燒杯(2)4.0(3)0.024 molL1備考策略1.在多步連續(xù)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)中關(guān)系式法在進(jìn)行多步反應(yīng)的計(jì)算時(shí)，一般的解題步驟為根據(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)量或物質(zhì)的量或相同條件下氣體的體積)的關(guān)系2.在涉及反應(yīng)較多的化工流程或反應(yīng)過程中特定關(guān)系式法在化工流程題中，計(jì)算某種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或在多步復(fù)雜的反應(yīng)過程中進(jìn)行某個(gè)特定量的計(jì)算，可以考慮利用某種微粒(或原子)的守恒關(guān)系或物質(zhì)的特定組成關(guān)系建立關(guān)系式解題?？枷蛩挠?jì)算中的討論法4.(2019浙江暨陽聯(lián)合)在K2CO3樣品中含Na2CO3、KNO3、Ba(NO3)2中的一種或兩種雜質(zhì)。將a g該樣品溶于足量水中得到澄清溶液，再加入過量CaCl2溶液得b g沉淀。(1)當(dāng)a39b/25時(shí)，該樣品中雜質(zhì)肯定不存在_，可能存在_。(2)當(dāng)a39b/25時(shí)，求雜質(zhì)中肯定存在的物質(zhì)的質(zhì)量取值范圍_。解析(1)得到澄清溶液，故一定不存在Ba(NO3)2、由于b g沉淀僅需要69b/50 g K2CO3，提供的樣品質(zhì)量a39b/25大于69b/50，而單位質(zhì)量Na2CO3產(chǎn)生沉淀的能力強(qiáng)于K2CO3，故一定存在KNO3，可能存在Na2CO3。(2)用極端假設(shè)法，若全部為K2CO3，可得KNO3為0.18b，若全部為Na2CO3，可得KNO3為0.5b，K2CO3肯定存在，Na2CO3可能存在，故答案為：0.18bm0.5b答案(1)Ba(NO3)2Na2CO3(2)0.18bmCu2，求：(1)原溶液中SO離子的物質(zhì)的量濃度為_。(2)原混合溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度為_。解析本題考查化學(xué)計(jì)算。加入的鐵粉是0.15 mol，因?yàn)檠趸裕篎e3Cu2，所以先發(fā)生反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2，后發(fā)生FeCu2=CuFe2，生成的銅為0.05 mol，可得與Cu2反應(yīng)的鐵為0.05 mol，所以與Fe3反應(yīng)的鐵為0.1 mol。所以Fe3為0.2 mol，與Fe3結(jié)合的SO是0.3 mol?；旌衔镏械腟O物質(zhì)的量等于Ba2為20.250.5(mol)，所以與Cu2結(jié)合的SO是0.2 mol。故混合物中的c(SO)0.5/0.252(mol/L)，c(CuSO4)0.2/0.250.8(mol/L)。答案(1)2 mol/L(2)0.8 mol/L4.重量法測定產(chǎn)品BaCl22H2O的純度步驟為：準(zhǔn)確稱取m g BaCl22H2O試樣，加入100 mL水，用3 mL 2 molL1的HCl溶液加熱溶解。邊攪拌邊逐滴加0.1 molL1 H2SO4溶液。待BaSO4完全沉降后，過濾，用0.01 molL1的稀H2SO4洗滌沉淀34次，直至洗滌液中不含Cl為止。將沉淀置于坩堝中經(jīng)烘干灼燒至恒重，稱量為n g。則BaCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。解析經(jīng)過重量法得到的沉淀即為n g BaSO4，根據(jù)鋇元素守恒，n(Ba) mol，n(BaCl22H2O) mol，m(BaCl22H2O) g，則BaCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。答案100%5.(2019學(xué)軍中學(xué)高三)Fe2O3在高爐高溫下可以發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2O3CO2FeOCO2，形成的固體混和物(Fe2O3、FeO)中，元素鐵和氧質(zhì)量比用mFemO表示 21a。(1)若mFemO218，計(jì)算 Fe2O3被 CO 還原的百分率_；(2)Fe2O3和CO的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：Fe2O3Fe3O4FeO，當(dāng) 6a8，若m g Fe2O3參與反應(yīng)，計(jì)算消耗CO的質(zhì)量_。答案(1)33.3%或1/3(2) g g6.為研究一水草酸鈣(CaC2O4H2O)的熱分解性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取36.50 g樣品加熱，樣品的固體殘留率(100%)隨溫度的變化如下圖所示。(1)300 時(shí)殘留固體的成分為_，900 時(shí)殘留固體的成分為_。(2)通過計(jì)算求出500 時(shí)固體的成分及質(zhì)量(寫出計(jì)算過程)。解析(1)n(CaC2O4H2O)0.25 mol，含有m(H2O)0.25 mol18 gmol14.50 g，在300 時(shí)，100%87.67%，m(剩余)36.50 g87.67%32 g，減少的質(zhì)量為36.50 g32 g4.50 g，故此時(shí)失去全部的結(jié)晶水，殘留固體為CaC2O4；在900 時(shí)，100%38.36%，m(剩余)36.50 g38.36%14 g，其中Ca的質(zhì)量沒有損失，含m(Ca)0.25 mol40 gmol110 g，另外還含有m(O)14 g10 g4 g，n(O)0.25 mol，則n(Ca)n(O)11，化學(xué)式為CaO。答案(1)CaC2O4CaO(2)在600 時(shí)，100%68.49%，m(剩余)36.50 g68.49%25 g，從300 至600 時(shí)，失去的總質(zhì)量為32 g25 g7 g，失去物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為7 g0.25 mol28 gmol1，500 時(shí)殘留固體的成分為CaC2O4和CaCO3的混合物，樣品中CaC2O4H2O的物質(zhì)的量n(CaC2O4H2O)0.25 mol，設(shè)混合物中CaC2O4和CaCO3的物質(zhì)的量分別為x mol和y mol，根據(jù)500 時(shí)固體總質(zhì)量可得128x100y36.50 g76.16%，根據(jù)鈣元素守恒可得xy0.25，解得x0.10，y0.15，m(CaC2O4)0.10 mol128 gmol112.80 g，m(CaCO3)0.15 mol100 gmol115.0 g，500 時(shí)固體的成分為12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。7.(2019金麗衢十二校模擬)孔雀石等自然界存在的碳酸鹽類銅礦的化學(xué)組成為xCuCO3yCu(OH)2(x、y為正整數(shù)，且x3，y2)。(1)現(xiàn)有兩份等量的某碳酸鹽類制礦樣品，一份加足量鹽酸，產(chǎn)生3.36 L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體，另一份加熱完全反應(yīng)得到20 g CuO，則該碳鹽類銅礦的化學(xué)組成中xy_。(2)設(shè)某碳酸鹽類銅礦樣品質(zhì)量為a g，含銅質(zhì)量為b g，加酸完全分解得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體V L，則a、b、V的代數(shù)關(guān)系式是_。解析(1)n(CO2)3.36 L22.4 L/mol0.15 mol，則n(CuCO3)n(CO2)0.15 mol，n(CuO)20 g80 g/mol0.25 mol，根據(jù)Cu元素守恒，可得nCu(OH)20.25 mol0.15 mol0.10 mol，所以n(CuCO3)nCu(OH)20.150.1032，所以碳酸鹽類銅礦的化學(xué)組成為xCuCO3yCu(OH)2中x3，y2，鹽可以表示為3CuCO32Cu(OH)2；(2)根據(jù)C元素守恒可得n(CuCO3)n(CO2)mol，根據(jù)Cu元素可得n(CuCO3)nCu(OH)2n(Cu) mol，則nCu(OH)2() mol，所以a98()；n(CuCO3)n(CO2) mol，m(CuCO3) mol124 g/mol