2020高考化学一轮复习 专题61 化学综合计算学案（无答案）苏教版

化学综合计算一、知识串联：1.相对原子质量、相对分子质量与分子式的计算2.物质的量的计算 3.溶液混合后pH的计算 4.有关化学反应方程式的计算 二、重点探究： （一）讨论型的综合计算题 1关于过量计算的讨论 往往由于两种物质反应时，因为存在过量计算而引出的讨论型综合计算。这类题往往是字母型，或告诉总量，求其组成。其典型反应有： 2过程讨论 通常是由于所给反应物由于随某一物质的量的多少变化发生了不同的反应，而引起反应过程的讨论，往往需抓住关键的“两点，三区间进行相对过量计算即可，其典型反应有： 3.不定方程讨论 往往适用于有机物的组成确定，即设出两个未知数建立不定方程，在题给条件下的有关范围内，进行取值讨论。【例1】(2020桂林市一模)将总物质的量为4 mol的 Na2O2和A12(SO4)3混合物投入足量水中，充分反应后生成ymol沉淀(yo)，若以x表示原混合物中Na2O2的物质的量，试建立y=f(x)的函数关系式，将x的取值和y=f(x)关系式填写在表内(可填满，也可不填满或补充)并作图。【解析】数学思维与化学知识有机结合一直是高考命题的一个趋势，本题化学知识与数学知识均不难，但关键是能够找到二者的有机切入点，对知识的综合运用能力的考 查要求较高。 讨论：当x=0时，y=0。 当Na202与水反应产生的NaOH与A12(SO4)3。反 应恰好产生沉淀最大值时符合如下总方程式： 6Na202+2A12(SO4)3+6H2O=4A1(OH)3+6Na2SO4十3O2 此时n(Na2O2)：nA12(S04)3=3：1； 即n(Na2O2)=3 mol，nAl(OH)3=2 mol； 即x=3，y=2。 当Na202与水反应产生的NaOH与A12(SO4)3反 应先产生沉淀而后沉淀恰好完全消失时符合如下总方程式： 4Na2O2+A12(SO4)3=2NaAlO2+3Na2SO4+2O2此时n(Na2O2)：nA12(S04)3=4：1，即n( Na2O2)=32mol，nAl(OH)3= 0mol。即x=32，y=0。 因此当ox3时，y=2/3x 当3x32时，y=3210x。 图像为 （二）利用化学方程式、关系式的综合计算此类计算可能涉及到许多方程式，存在很多变化 关系，关键是抓住始态和终态，以及反应过程中某一种元素的存在形式，结合二元代数方程，守恒法， 可列出关系解题。【例2】 取一定量的Na2CO3、NaHC03和Na2S04的混合物与250mL 100mol/L过量盐酸反应，生成2016L CO2(标准状况)，然后加入500mL 0100 mol/LBa(OH)2溶液，得到沉淀的质量为233g，溶液中过量的碱用100mL 1OOmol/L盐酸恰好完全中和.计算混合物中各物质的质量。 (2020年江苏高考题)【解析】混合物中Na2SO4的质量=2.33g/233g.L-1142g.mol-l=1.42g设混合物中Na2SO3和NaHCO3的物质的量分别（三）利用实验数据(表格、图象)的综合计算这是一类高考新题型： 高考对学生的知识应用能力与创造能力的思维要求，实质上是时代提出的创新教育的客观要求，即在化学科的教育中，应加强学科素质及包含科学方法的素质教育。自然科学方法包括观察、实验、科学抽象、假说、模型、数学方法、系统方法、逻辑思维方法(比较、分类、类比、归纳、演绎、分析、综合等)等。通过对图、表、数据的分析、处理以达到解决问题的目的，是高层次的素质教育的体现也是学科能力的体现。【例3】 (2020苏、锡、常、镇四市教学调查)某碱金属的两种碳酸盐组成的混合物614 g，加水溶解后，取所得溶液的十分之一，向其中缓慢滴加一定浓度的盐酸，并同时记录放出 CO2的体积(标准状况)和消耗盐酸的体积，得到下图所示的曲线。试计算： (1)混合物中碳元素的质量分数。 (2)所滴加盐酸的物质的量浓度。 (3)确定这两种碱金属碳酸盐的化学式。【考查目的】本题既是一个图像题，同时又是需根据图像等确定化学式和有关混合物的计算题。要求学生清晰地认识到图像中几个特殊点的含义，结合有关信息进行综合计算分析，有较高的难度。【例题详解】(1)根据图像可知V(CO2)=112 mI，又碳元素守恒，因此n(c)=n(CO2)=0.112L/22.4mol/L=0.005mol（c）=(0005 mol12g/mol)/(6.14g0.1) =9.77% (2)由图像分析当加入盐酸至12 mL时开始出现气体，说明该过程为C032-；与H+结为生成HC03-的过程， 设所取溶液中C032- xmol，HCO3- y mol。 根据碳元素守恒得x+y=0005 mol 根据图像= 联立求得x=0003 mol，y=0002 mol n(H+)=n(C032-)=0003 mol c(HCl)=0.003mol/1210-3L=0.25mo1/L(3) 平均摩尔质量是 614 g0.1/0.005mol=122.8g/mol 则平均相对分子质量为1228。 1228-(12+163)=628 讨论符合条件的只能是KHCO3与K2C03组成的混合物。 【答案】(1)977(2)0.25 mol/L (3)KHCO3、K2CO3 【启迪迁移】(2020南通市模拟卷) 由A、B两种物质，组成的混合气体，其平均相对分子质量随A的物质的量分数变化关系如右图所示。 (1)A的相对分子质量为 _ 。 (2)若测得混合气体中仅含两种元素，A、B都是无机物时，化学式分别为_、_，A、B都是有机物时，化学式分别为_、_。 (3)某混合气由A、B等体积混合而成，将其与适量氧气混合，引燃后反应物均无剩余，将产物依次通过足量浓 H2SO4。(减少的体积恰好等于消耗氧气的体积)、足量碱石灰(体积减半)，若先通过浓 H2SO4。再通过碱石灰所减少的气体体积之比为5：2。气体体积均是在105和101105 Pa条件下测定的，据此确定混合气体的组成。 解析：(1)据图像可得 M(A)25+M(B)75=335 M(A)75+M(B)25=405 联立解得： M(A)=44，M(B)=30(2)根据已知推断：无机物时A为N2O，B为NO；有机物时A为C3H8，B为C2H6。(3) 平均摩尔质量:440.5+300.5=37设平均分子式为CxHyOz，根据已知写出方程式 CxHyOz十0.5O20.5xCO2+0.5xCO+0.5yH2O（四）复杂矿物、化工原料化学式的推断与计算实际上这是基本技能、技巧的运用，需仔细分析发展的化学反应，找出各量之间的关系，最后综合分析得出结论。【例4】 将等物质的量的两种氧化物溶于100mL硫酸，而后逐滴加入100mol/L的NaOH溶液。当加入的体积Vl=50mL时，开始有沉淀析出，且沉淀量随NaOH加入量而逐渐增加。当Na0H的体积V2=650mL时，沉淀量达最大值，继续滴加NaOH时，沉淀量逐渐减小。当V3=750mL时，沉淀量不再改变。 (1)最初加入的50mL NaOH溶液的作用是什么? (2)计算所用硫酸的浓度。 (3)试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量。 (2001年广东、河南高考题)以原氧化物中有一种是则另一种氧化物也为.，沉淀过程中共消耗.，因此也应该为三价金属氧化物即三高考回眸：1(2002全国理综)在25时，101 kPa条件下，将15 LO2通入10 LCO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。 (1)若剩余气体的体积是15 L，则原CO和H2的混合气体中V(CO)：，V(H2)=_。 (2)若剩余气体的体积为aL，则原CO和H2的混合气中v(CO)：V(H2)=_。 (3)若剩余气体的体积为aL，则a的取值范围是=_。 【考查目的】混合物反应计算题涉及化学知识多，较为复杂，因此必须先了解混合物中各组分的数量关系。各组分的性质，特别注意某些隐含条件的发掘。而范围判断需准确找出计算依据，确定计算关系，得出题目答案。本题综合能力要求较高。【答案】(1)5 5 (2)(a-10)/(20-a) (3)10LA20L2 (2020年江苏高考题) 取一定量的Na2CO3、NaHC03和Na2S04的混合物与250mL 100mol/L过量盐酸反应，生成2016L CO2(标准状况)，然后加入500mL 0100 mol/LBa(OH)2溶液，得到沉淀的质量为233g，溶液中过量的碱用100mL 1OOmol/L盐酸恰好完全中和.计算混合物中各物质的质量。【解析】 混合物中Na2SO4的质量=2.33g/233g.L-1142g.mol-l=1.42g设混合物中Na2SO3和NaHCO3的物质的量分别3(2020年上海高考题)超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：A1203+N2+3C2AlN+3C0。由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验： (1)称取1000g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，NaOH溶液反应生成NaAl02，并放出氨气336L(标准状况) 上述反应的化学方程式为 . 该样品中的A1N的质量分数为 。 (2)另取1000g样品置于反应器中，通入2016L(标准状况)02，在高温下充分反应后测得气体的密度为134g/L(已折算成标准状况，A1N不跟02反应)。该样品中含杂质炭 g。 4(2020年江苏高考题)（10分）水垢可以看作由多种物质组成的混合物，为研究含有Ca2+、Mg2+、HCO3的水所形成水垢的化学组成，取干燥的水垢6.32g，加热使其失去结晶水，得到5.78g剩余固体A；高温灼烧A至恒重，残余固体为CaO和MgO，放出的气体用过量的Ba(OH)2溶液吸收，得到11.82g沉淀。 通过计算确定A中是否含有碳酸镁； 5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g，通过计算确定A中各成分的物质的量，并计算出水垢中碳酸盐的质量分数。答案: 根据题意，n(CO2) = n(BaCO3) = 11.82g/ 197g/mol = 0.06mol若CO2全部来自CaCO3的分解，则m(CaCO3) =0.06mol 100g/mol = 6.00g5.78g不合题意，所以，A中一定含有MgCO3。 m(CO2) =0.06mol 44g/mol = 2.64g m(H2O) = 2.82g2.64g=0.18g nMg(OH)2= n(H2O)=0.18g/18g.mol =0.01mol mMg(OH)2= 0.01mol 58g/mol = 0.58g n(CaCO3)+ n(MgCO3)=0.06 n(CaCO3)100g/mol + n(MgCO3)84g/mol + 0.58g = 5.78g 解得：n(MgCO3)=0.05mol，n(CaCO3)=0.01mol 5. （2020年广东高考题） 化合物KxFe(C2O4)yH2O是一种重要的光化学试剂，其中铁为+3价。分别称取该样品0.49lg两份，其中一份在110干燥脱水，至质量恒定为0.437g。另一份置于锥形瓶中，加入足量的3 molL-1 H2SO4和适量的蒸馏水，加热至75，趁热加入0.0500molL-1KMnO4溶液24.0mL，恰好完全反应；再向溶液中加入适量的某种还原剂，将Fe3-完全转化为Fe2+，该溶液中Fe2+刚好与4.0 mL0.0500molL-1KMnO4溶液完全反应。通过计算，分别求：（1）0.49lg样品中结晶水的物质的量。（2）化合物中草酸根的质量分数。（3）化合物的化学式。己知：2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2+ 8H2O MnO4- +5Fe2+8H+Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案: (1) n(H2O) = (2) n(C2O42-) = 0.0500 molL-10.024 Lm(C2O42-) = 0.003 mol 88 gmol-1 = 0.264g(C2O42-) =100% = 53.8 %(3) 因为n(Fe3+) = n(Fe2+) = 0.0500 molL-10.004 L5 = 0.00100 mol1 ：y ：z = 0.00100 mol ：0.00300 mol ：0.00300 mol = 1 ：3 ：3 则 y = 3 ， z = 3 根据电荷平衡有：x + 3 = 2y，得x = 3 所以，化合物的化学式为：K3Fe(C2O4)33H2O6（2020年上海高考题）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取制的主要原料（1）取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS2含量为_ 800（2）已知2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣）产物Cu2S在1200高温下继续反应：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2假定各步反应都完全，完成下列计算：由6molCuFeS2生成6molCu，求消耗O2的物质的量6molCuFeS2和14.25molO2反应，理论上可得到多少摩尔铜6molCuFeS2和15.75molO2反应，理论上可得到多少摩尔铜。答案:（1）82.8%（2） CuFeS2Cu+FeO+2SO2n(O2)=(+2)6=15(mol)O2不足量Cu2S+O22Cu+SO2N(Cu)=62(1514.25)=4.5(mol)O2过量2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2n(Cu)=6(12)=3(mol)四专题训练一、选择题1.(2020桂林市一模)x、Y两种元素相对原子质量比为3：4，由x、Y组成的化合物中，两种元素质量比是3：8，则此化合物的化学式是( )。AXY2 BX2Y CXY DX2Y22.(2020南京市质量检测)在硫酸溶液中NaClO3和Na2SO3按物质的量之比2：1完全反应，生成棕黄色气体X。则X为( )。 AC12 BC12O CC102 DC12053.19世纪，化学家对氧化锆的分子式有争议，经测定，锆(Zr)的原子量约为91，其氯化物蒸气的密度是同温同压下H2密度的116117倍。试判断与氯化物价态相同的氧化锆的分子式为( )。 AZr0 BZr20 CZr203 DZrO24甲、乙两种化合物都只含x、Y两种元素，甲、乙中X元素的质量分数分别为304和259。若已知甲的分子式为XY2，则乙的分子式可能是( )。 AXY BX2Y CX2Y3 DX2Y55(2020宜昌质量检测)有KCl、KBr的混合物387 g，将混合物全部溶于水，并加入过量的硝酸银溶液，充分反应后产生663 g沉淀物。则原混合物中钾元素的质量分数为( )。 A241 B259 C403 D4876.(2020全国大联考)已知：2H2(g)+O2(g)=2H20(1)； H=-5716 kJmol-1 CH4(g)+202(g)=CO2(g)+2H20(1)； H=-8903 kJmol-1 现有CH4、H2和N2。组成的混合气体56L(标准状况)，经完全燃烧并冷却至室温时测得放出的总热量为58805 kJ，生成的气体通过足量澄清的石灰水中，得50 g白色沉淀，则原混合气体中N2的体积分数为( )。 A40 B50 C60 D807.已知相对原子质量：Li 69，Na 23，K 39，Rb 85。今有某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物108 g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16 g。据此可确定碱金属M是( )。 ALi BNa CK DRb8.Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，将燃烧产物溶解在60 mL 20 molL-1的盐酸中，用20 mL 05molL-1的NaOH溶液恰好中和多余的盐酸。然后在此溶液中加过量的碱，把氨全部蒸出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸增重 017 g。则Mg的质量为( )。 A12 g B24 g C36 g D48 g 9.(2020厦门质量检查)常 温下，向01 molL-1 的硫酸溶液中逐滴加 入物质的量浓度相同的氢氧化钡溶液，生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图所示，a、b、c、d分别表示实验时不同阶段的溶液，下列有关说法中不正确的是( )。 A溶液的pH：abcMgA1 CAlMgFe D无法确定【解析】(1)计算法：Al1.5H2m MgH2m FeH2m27 g 24 g 24 g 22 g 56 g 54 gx 24/27x y 22/24y z 54/56z 24/27x = 22/24y = 54/56z因为24/27 22/24 54/56所以xyz(2)逆向思维估算法 2/3A1H2m MgH2m FeH2m 18g 2g 16g 24g 2g 22 g 56g 2g 54g当分别反应放出H2等质量时，溶液增加质量按Al、 Mg、Fe增大，因此若要使溶液质量仍相等，投入的金属的质量应按A1、Mg、Fe依次减小。【答案】C16.某温度下，在体积一定的密闭容器中适量的NH3和Cl2 恰好完全反应，无剩余，则反应前后容器中压强比接近 于( )。 A5：7 B11：1 C介于5：71l：l之内 D无法判断【解析】 若NH3量较少时恰好反应的化学方程式为 3C12+2NH3=6HCl+N2 若NH3量较多时恰好反应的化学方程式为3C12+8NH3=6NH4C1+N2【答案】C17.测得某甘油和甲苯的混合物中，碳元素的质量分数不可 能是( )。 A21/23 B18/23 C15/23 D12/23【解析】甘油(C3H8O3)与甲苯(C7H8)的相对分子质量均为92，且含氢量相等，都为8/92=2/23则该混合物中碳、氧的质量分数之和等于1一2/23=21/23。因此含碳量应小于21/23。【答案】A18. Na2CO3、NaHCO3组成的混合物中Na2CO3的质量分数为20，加热一段时间后，测得Na2CO3的质量分数变为50，原混合物中NaHCO3分解的质量分数约为( )。A.25 B. 3 C. 50 D. 80 19.向FeCl3、CuCl2的混合液中加入过量铁粉，反应完毕后剩余的固体的质量恰好与加入铁粉质量相等。则原混合物中FeCl3和CuCl2的物质的量之比为( )。 A2：7 B7：2 C1：7 D7：120.非整比化合物Fe0.950具有NaCl型晶体