第47讲化学计算

1、第四十七讲 化学计算（建议2课时完成）考试目标 1掌握化学常见的计算方法2了解化学计算的常见题型、解题思路和解题技巧要点精析一、化学计算的常见题型1有关相对原子量、相对分子量及确定化学式的计算2有关物质的量的计算3有关气体摩尔体积的计算4有关混合物质量分数、体积分数的计算5有关溶液质量分数、物质的量浓度的计算6有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算7利用化学方程式的计算例题1今测得某硝酸铵化肥中含氮量为38.5%，则该化肥中可能混有（ ）NH4HCO3 (NH4)2SO4 NH4Cl CO(NH2)2 例题2N、O两种元素形成的化合物中N、O两种元素的质量比为7 ：12，试写出其化

2、学式。例题3稀硫酸和稀盐酸的混合液100mL加入0.3mol/L的氢氧化钡溶液100mL，充分反应后，经过滤得沉淀2.33g，又测得所得滤液中OH-浓度为0.1mol/L。则原混合液中稀硫酸和稀盐酸的物质的量浓度分别为_、_（设不考虑溶液体积的变化）。二、常见的计算方法和解题技巧1关系式法：关系式法是根据化学方程式计算的巧用，其解题的核心思想是化学反应中质量守恒，各反应物与生成物之间存在着最基本的比例（数量）关系。例题4某种H2和CO的混合气体，其密度为相同条件下氧气密度的1/2，将3.2g这种混合气体在足量的O2中充分燃烧后通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中，最后容器中固体质量增加了 (

3、)A3.2 g B4.4 g C5.6 g D6.4 g2守恒法化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。例题5FeS2与硝酸反应产物有Fe3+和H2SO4，若反应中FeS2和HNO3物质的量之比是18时，则HNO3的还原产物的化学式为_。例题6酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下：c(NH4+)=2.0×10-6mol/L、c

4、(Cl-)=6.0×10-6mol/Lc(Na+)=3.0×10-6mol/L、c(NO3-)=2.3×10-5mol/L、c(SO42-)=2.8×10-5mol/L。则此次雨水的pH大约为 ( )A3 B4 C5 D63差量法找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。例题7加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧化镁的质量分数为( )4平均值法平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题技能。它是根据MA<<MB

5、，只要求出（或已知）平均值，就可判断MA或MB的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。例题8现有某氯化物与氯化镁的混合物，取3.8g粉末完全溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应后得到12.4 g氯化银沉淀，则该混合物中的另一氯化物是 ( )ALiCl BKCl CCaCl2 DAlCl3三、进行化学计算的基本步骤解题没有一成不变的方法模式。但从解决化学问题的基本步骤看，考生应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式，它还反映了解题的基本能力要求，所以称之为解题的“能力公式”。 1认真审题，挖掘题示信息； 2灵活组合，运用基础知识；3充分思维，形成解题思路； 4选择

6、方法，正确将题解出。1.解析NH4NO3中氮元素的质量分数=35%，按照同样的方法计算各物质中氮元素的质量分数，只有尿素中氮元素的质量分数高于35%，所以选D。答案：D。2.解析设其化学式为NxOy，则：mN ：mO=14x ：16y=7 ：12所以，x ：y=2 ：3 化合物的化学式为：N2O33.解析设硫酸的物质的量为xH2SO4+Ba(OH)2=BaSO4+2H2O1mol 233g X 2.33g x=0.01mol滤液中nOH-=0.1mol/L×0.2L=0.02mol反应消耗的nOH-=0.3mol/L×2×0.1L-0.02mol=0.04mol0

7、.1mol硫酸消耗0.02molOH-，所以，盐酸消耗0.02molOH-，nHCl=0.02mol原混合液中CH2SO4= CHCl=4.解析此题应根据化学方程式中体现的计量关系用以下关系式巧解：固体增加的质量即为H2的质量。固体增加的质量即为CO的质量。所以，最后容器中国体质量增加了3.2g，应选A。解题关键是找出反应中量的关系。5.解析设反应中FeS2和HNO3物质的量分别是1mol和8mol，则未被还原（生成硝酸铁）的硝酸为3mol，被还原的硝酸为5mol。又设HNO3的还原产物中N元素的化合价为x，根据电子转移守恒可得：5·（+5-x）=1·+3-（+2）+2&#

8、183;6-（-1）解得x=+2，则还原产物为NO。6.【解析】根据电荷守恒（由于溶液呈酸性，故计算中可以略去氢氧根离子）c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)= c(Cl-)+c(NO3-)+2c(SO42-)，c(H+)= c(Cl-)+c(NO3-)+2c(SO42-)-c(NH4+)-c(Na+)=6.0×10-6mol/L+2.3×10-5mol/L +2×2.8×10-5mol/L -2.0×10-6mol/L -3.0×10-6mol/L =8.0×10-5mol/LpH=-lgH+=5-lg84 正确答案为

9、B。7.解析设MgCO3的质量为xMgCO3MM gO+CO2混合物质量减少 应选A。8.解析解法一：若3.8g纯MgCl2生成AgCl沉淀的质量为：分别计算3.8gLiCl、3.8gKCl、3.8gAlCl3、3.8gCaCl2分别生成AgCl沉淀的质量是否大于12.4g。3.8gLiCl生成AgCl沉淀质量为：3.8gKCl生成AgCl沉淀质量为：7.32g<12.4g3.8g CaCl2生成AgCl沉淀质量为：9.83g<12.4g3.8gAlCl3生成AgCl沉淀质量为：12.3g<12.4g 所以只有A选项符合题意。解法二：用“提供1molCl-所需氯化物的质量”求

10、解。Cl-的物质量12.4g/143.5g/mol=0.0864mol，混合物“提供1molCl-所需氯化物的平均质量”为3.8g/0.0864mol=43.98 g/molCl-，MgCl2、LiCl、KCl、CaCl2、AlCl3的“提供1molCl-所需氯化物的质量”分别为47.5g/molCl-、42.5g/molCl-、74.5g/molCl-、55.5g/molCl-、44.5g/molCl-，只有42.5(LiCl)<43.98<47.5(MgCl2)故氯化镁中一定含有氯化锂。 所以只有A选项符合题意。过关训练一、单项选择题1靛青的各元素的质量分数如下：C73.3，H

11、3.8，N10.7，O12.2。由此可知靛青的最简式为 ( )AC8H5NO BC2H2NO CC6H4NO DC7H4NO20.25molCa(OH)2跟0.3molH3PO4在一定条件下充分反应，得到CaHPO4和Ca(H2PO4)2，则这两种产物的物质的量之比为 ( )A11 B21 C12 D413有Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g，溶于水后加入足量的CaCl2溶液，反应后得到CaCO3沉淀2.00 g，混合物中Na2CO3和K2CO3物质的量之比是 ( )A11 B12 C13 D144把50mL70HNO3（密度为1.40g/cm3）加水稀释配成7mol/L稀HNO3（密

12、度为1.26g/cm3）。则所加水的体积为 ( )A50mL B50mL C50 mL D无法确定51L标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应，生成的二氧化碳和水蒸气换算成标准状况下的体积为bL，冷却到标准状况下则气体体积变为aL。则用a、b表示该烃分子中碳、氢的原子个数比为 ( )Aab Ba（a-h） Ca（b-2a） Da2（b-a）6在水溶液中，YO3n-和S2-发生如下反应：YO3n- + 3S2- +6H+ = Y- + 3S+ 3H2O，则YO3n-中Y元素的化合价和原子最外层电子数分别为 A、+4、6 B、+7、7 C、+5、7 D、+5、57把一定量的过氧化钠加入90g

13、水中，最后过氧化钠完全反应时有0.5mol电子发生转移，则所得氢氧化钠溶液的质量分数为 ( )A16.53 B19.70 C31.01 D33.08将100 g浓度为18mol/L，密度为g/cm3的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成9mol/L的硫酸，则水的体积为 ( )A小于100mL B等于100mL C大于100mL D无法确定928g铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应，放出的气体与2.24 L的O2（标准状况）混合，通入水中，恰好完全吸收，则合金中Cu与Ag的物质的量之比为 ( )A11 B12 C21 D无法计算10含8.0g NaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称

14、得无水物7.9g，则该无水物中一定含有的物质是（ ）ANa2S BNaHS CNa2S和NaHS DNaOH和NaHS11标准状况下，11.2 L由甲烷、甲醛、乙烷组成的混合气体完全燃烧后，生成相同状况下CO215.68L，混合气体中乙烷所占体积分数为 ( )A80 B60 C40 D2012一定量某物质的溶液，其溶质的质量分数为0.2a，当加入等体积的水稀释后，其质量分数小于0.1a，则原溶液的密度 ( )A大于水的密度 B等于水的密度 C小于水的密度 D无法确定13某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的浓度之

15、比为13，则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原子的物质的量之比为 ( )A215 B113 C31 D411419世纪，化学家对氧化锆的化学式有争议。经测定，锆（Zr）的相对原子质量约为91，其氯化物的密度是同温同压下H2密度的116倍117倍，若锆在氧化物中的价态与氯化物中相同，则氧化锆的化学式是（ ）AZrO B C D15一定的条件下，将等体积NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )A1/4 B3/4 C1/8 D3/816某含氧酸的化学式为HnXO2n-1，该含氧酸受热分解生成氧化物的化学式可能是( )AXO BXO2 CX

16、2O3 DXO317工业废气中氮的氧化物是重要的污染源，有一种治理污染的方法是通入适量的NH3将其还原为无毒的N2和H2O，现有含氮的氧化物NO和NO2的混合气体3L，用相同条件下的NH33.5L恰好完全反应，则混合气体中NO和NO2的体积比是( )A14 B13 C12 D1118.由钠和氧组成的某种离子晶体中阴离子只有O2和O（过氧离子）。在此晶体中，氧元素和钠元素质量之比是4892，则其中O2和O的物质的量之比为( )A.21 B.11 C.12 D.1319.标准状况下，将V L A气体（摩尔质量为M g·mol1）溶于0.1 L水中，所得溶液密度为·L1。则此溶液

17、物质的量浓度为( )A.mol·L1 B. mol·L1C. mol·L1 D. mol·L120.将NaCl和NaBr的混合物a g溶于足量水中配成1 L溶液A，再向A中通入足量Cl2，充分反应后蒸发溶液至干得到（a2）g晶体。则A溶液中Na+、Cl、Br的物质的量之比肯定不正确的是( )A.314 B.321 C.312 D.43121.有一未知浓度的盐酸25 mL，在加入5 mol·L1 AgNO3溶液25 mL后，改加NaOH溶液，结果用去1.0 mol·L1 NaOH 25 mL，恰好完全中和，则盐酸的物质的量浓度为( )A

18、.0.5 mol·L1 B.1.0 mol·L1 C.1.5 mol·L1 D.2.0 mol·L122.某镁、铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁、铝合金中铝的质量分数为( )A 27% B 40% C 53% D 60%23如果用0.3mol/L的Na2SO3溶液16mL，刚好将3.2×10-3mol的强氧化剂RO(OH)2+溶液中的溶质还原到较低价态，则反应后R的最终价态是( )A 0 B +1 C +2 D +324往VmL FeBr2溶液中缓慢通入a m

19、ol Cl2，结果溶液中有一半Br-离子被氧化为溴单质，则原FeBr2溶液的物质的量浓度为( )A 2×103a/V (mol/L) B 103a/V (mol/L) C 3×103a/V (mol/L) D 500a/V (mol/L)25有一碱性溶液250mL，它可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种，若加入足量的盐酸，产生的气体用Ba(OH)2溶液吸收可得14.775g的白色沉淀，另取用同体积的该碱性溶液，恰能使浓度为0.625g/L的NaOH溶液100mL完全反应，该碱液的组成是( )A NaOH和Na2CO3 B NaHCO3和Na2CO3 C

20、仅含Na2CO3 D 仅含NaHCO326空气和二氧化碳按体积比5：1混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应。设空气中氮气和氧气的体积比为4：1，不计其他成分，且体积都在同温、同压下测定的，则反应后的气体中一氧化碳的体积分数是（）A29% B43% C50% D100%27将3.92g复盐溶于水配成250mL溶液，取出20mL，需用溶液25mL沉淀出全部，n值为（ ）A5 B6 C7 D1028.只给出下列甲中和乙中对应的量，不能组成一个求物质的量的公式的是( )甲物质粒子数标准状况下气体摩尔体积固体体积溶质的质量分数非标准状况下物质的质量乙阿伏加德罗常数标准状况下气体体积固体密度溶液的体积

21、物质的摩尔质量A. B. C. D.29质量分数分别为70与10的两种硫酸等体积混合后，所得硫酸溶液的质量分数为( )A40B大于40 C小于40 D无法确定30在反应X + 2Y = R + 2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22:9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则此反应中Y和M的质量之比为( ) A、16 ：9 B、23 ：9 C、32 ：9 D、46 ：9二、双项选择题31由KCl和KBr组成的混合物，取2.00g样品制成水溶液，加入足量的硝酸后，再加入过量的AgNO3溶液，沉淀完全后过滤，得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示，其中数据合理的是 ( )A3.06g B3.

22、36g C3.66g D3.96g32在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是 A、同质量、不同密度的N2和C2H4 B、同温度、同体积的O2和N2 C、同体积、同密度的CO和C2H4 D、同压强、同体积的O2和N233混合气体9mL，点燃后，再恢复到原来状态时，体积减少1mL，通过KOH溶液后又减少5mL。则关于原混合气体组成的分析，正确的是（ ）ACO必为5mL B必为3mL C可能是2mL DCO可能是2mL34在的溶液中加入100mL溶有的溶液，再加入100mL溶有的溶液，充分反应。下列说法中正确的是（ ）A最终得到白色沉淀和无色溶液B最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合

23、物C在最终得到的溶液中，Cl-的物质的量为0.01molD在最终得到的溶液中，的物质的量浓度为35下列各物质无论以何种比例混合，其碘元素的质量分数不变的是 A、NaIO、 NaI B、NaI、 KI C、NaIO、 KI D、NaIO4、KIO336165、1×105Pa下，两气态有机物以任意比例混合，1L该混合物与9LO2混合，充分燃烧后所得气体体积仍为10L，下列各组混合烃中不符合此条件的是 A、CH4、C2H4 B、CH4、C3H6 C、CH3OH、C3H4 D、CH4、C3H437将等体积的AlCl3溶液和NaOH溶液混合充分反应后，沉淀中所含的Al物质的量和溶液中所含Al物

24、质的量相等。则AlCl3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度之比为( ) A、2:3 B、2:5 C、 2:1 D、2:738在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100毫升2摩/升的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448毫升气体（标准状况），此时溶液中无Fe3+离子。则下列判断正确的是( )A、混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1：1：3B、反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl- 离子的物质的量之比为1：2 C、混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D、混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多39在标况下，将4.48L

25、SO2、CO2、H2的混合气体通入适量的饱和NaHCO3溶液中，充分反应后，若溶液中的溶质只有NaHSO3，并且逸出的4.6g气体中只有CO2和H2，则原混合气体中SO2、CO2、H2的体积比是( ) A、1：1：1 B、1：1：2 C、1：2：3 D、2：2：3400.8mol锌跟稀硝酸反应，消耗2molHNO3，则还原产物可能是( ) A、NO B、NO2 C、N2O D、NH4NO3三、非选择题41已知NH4+离子与HCHO在水溶液中发生如下反应：4NH4+ + 6HCHO (CH2)6N4 +4H+ + 6H2O现有某一铵盐，为测定其氮的质量分数，称取铵盐样品2.55g，溶于水后，再加

26、入足量HCHO溶液配成100mL溶液。充分反应后，从中取出5.00mL溶液，用0.100mol·L-1的NaOH溶液进行中和滴定，恰好用去19.5mL。试求该铵盐中氮元素的质量分数为_。（保留3位有效数字）42硝酸工业尾气中NO、NO2被NaOH溶液吸收的主要反应为：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O, NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。若用纯碱溶液处理尾气，反应类似，生成NaNO2、NaNO3，同时放出CO2。若有标准状况下氮氧化物的混合气体2.016L恰好与1mol·L-1的Na2CO3溶液50mL完全反应，且生成的NaNO2与NaNO3

27、的物质的量之比为41，则混合气体中N2O4与NO2的体积比为_。43实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量mCuO、mH2O时，Cu的相对原子质量的表达式 ;下列情况将使测定结果偏大的是 .(以下选择填空不限1个正确答案,均用字母编号填写)(a)CuO未全部还原为Cu (b)CuO受潮 (c)CuO中混有Cu(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有_。44.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2

28、，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）。实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:瓶I溶液增重ag,收集到的气体体积（标准状况）为bL,该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式） _。45常温下气态的化合物M是现代生物和人们日常生活中的一种重要物质，它可由Cl2和NO2气体在一定条件下化合而成。为了测定M的组成，进行以下实验：取Cl2和NO2混合气体5 L，测得当Cl2所占体积分数为0.2或0.6时，反应后的总体积均为4 L。（1）确定化合物M的化学式_,发生反应的化学方程式_。（2）在相同条件下，NO2和Cl2参加反应的体积比是

29、_,为保证NO2转化充分，可采用措施_（3）为保护环境，该反应体系的尾气可用_吸收。46把2.56克纯铜放入盛有一定量的浓硝酸的大试管中，立即发生化学反应。当铜完全反应后，共生成气体1.12升（标况），计算此反应中耗用硝酸的物质的量是_。47(选考内容)某液态卤代烷RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是a g·cm-3。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH（能跟水互溶）和HX。为了测定RX的分子量，拟定的实验步骤如下：准确量取该卤代烷b mL，放入锥形瓶中,在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反反应；反应完成后，冷却溶液，加稀NaOH溶液，塞上带

30、有长玻璃的塞子，加热，发生反应；过滤、洗涤、干燥后称重，得到固体c g。(1)该卤代烷中所含卤素的名称是_，该卤代烷的分子量是_（列出算式）。(2)如果在步聚中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤中测得的c值（填下列选项代码）_。48先将卤素互化化合物BrCln4.66g溶于水，再通入过量的SO2，发生如下反应：BrCln +(n+1)H2O + SO2 = HBr + nHCl + H2SO4，然后将所得溶液调至中性，再加入过量的Ba(NO3)2溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的AgNO3溶液处理，可得到15.46g沉淀，则卤素互化物BrCln的n=_。49将Na2CO3

31、83;10H2O和NaHCO3组成的混合物4.5g溶于水制成100mL溶液，其中Na+的浓度为0.4mol/L，若将等质量的该混合物加热至恒重，所得固体的质量为_。50某硝酸铵样品中，含N为37%，则样品中混有一种杂质为_，其百分含量为_。A 硫铵 B 磷酸二氢铵 C 尿素 D 氯化铵51由Fe2O3、CuO组成的混合物32g溶于200mL硫酸溶液中，然后加入4mol/L NaOH溶液，开始无沉淀生成，随着NaOH溶液的加入沉淀量增多，当加入300mLNaOH溶液时恰好沉淀完全，则硫酸溶液的物质的量浓度是_。52工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉

32、溶液（N2、O2不与I2反应）。（1）写出SO2和I2发生的反应的化学方程式_。（2）若碘溶液体积为VamL，浓度为cmol·L1，N2与O2的体积为VbmL（已折算为标准状况下的体积）。用c、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为： 。反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量 （选填：偏高，偏低，不受影响）。53用pH试纸测定溶液H+浓度的方法叫比色法。比色法也可用来测定溶液中Fe3+的浓度，其步骤是，配制标准比色液：分别向10mL不同浓度的FeCl3溶液中加入a mL b mol/L KSCN溶液，得到一系列标准比色液；配制待测比色液：向10mL待测液中加入a mL b mol/L KSCN溶液；比色：再将待测比色液与标准比色液比较，选取颜色一致（相近）的标准比色液的浓度作为待测液的浓度。某课外兴趣小组设计实验用比色法测定某品牌补铁剂中铁元素的质量分数。请回答下列问题。（1）样品处理：取一片补铁剂（质量为m g）用20mL 6mol/L HCl溶解后，过滤。若样品溶液有颜色，最好加入 进行脱色处理后，再过滤。（2）氧化：向滤液中加入足量的溶液A，将Fe2+全部转化为Fe3+。A最好选用 酸性KMnO4溶液 H2O2溶液 NaOH溶液 浓H2SO4（3）配制样品溶液：将（2