化 学 综 合计 算 部 分

高三化学总复习

化学综合计算部分例1：将Wg铁、氧化铁和氧化铜组成的混合物粉未放入100mL4.4mol/L盐酸中，反应完全后得氢气896mL（标况），生成的溶液中只有FeCl2、HCl和1.28g固体。把溶液稀释到320mL时，盐酸的浓度为0.25mol/L，求混合物中各物质是多少g？

分析：解答此题的关键，是审清题意，找出等量关系，选准突破口。

首先确定由生成溶液中的盐酸可知反应后的1.28g固体沉淀物为铜，因此可首先确定CuO的质量。

再根据各反应化学方程式中诸物质的量的关系和耗用盐酸的物质的量列方程求解，或寻求题中“隐含”的电子守恒和Cl－守恒条件，求得Fe和Fe2O3的质量。解法一：

Cu的物质的量mol

CuO的质量=0.02×80=1.6（g）

设混合物中Fe2O3的物质的量为x。

CuCl2+Fe=FeCl2+Cu0.02mol0.02mol

根据反应耗用盐酸的量列方程求解

Fe2O3的质量 Fe的质量（g）（g）解法二：

设混合物中含铁的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y根据氧化还原反应中的电子守恒

2H+——H2得电子的物质的量0.04×2（mol） CuO——Cu得电子的物质的量0.02×2（mol）根据Cl-守恒列方程

Fe的质量

Fe2O3的质量

例2：金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为：Sn＋2HCl=SnCl2＋H2再加入过量的FeCl溶液，发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3=SnCl4＋2FeCl2最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成Fe2+，反应的化学方程式为：

现有金属锡试样0.613g，经上述反应后，共用去0.100mol/LK2Cr2O7溶液16.0mL。求试样中锡的百分含量（假定杂质不参加反应）。

分析：该题是应用关系式法解多步反应的综合计算。根据题目所给出的三个化学反应，得出Sn与K2Cr2O7的物质量的关系。例3：以等物质的量混合的两种价态相同的无水金属氯化物29.6g，与水结合可得这两种氯化物的六水合物共51.2g。将这两种水合物的混合物强热灼烧变成氧化物的混合物（金属的价态不变）13.1g；如果将原混合物溶于水，加过量的氢氧化钠溶液，把得到的沉淀物滤出，洗净，高温灼烧后称量为8g，试推导出这两种氯化物各是什么物质。

分析：设这两种金属氯化物的化学式分别为两元素的原子量分别为。

（1）由两种氯化物的结晶水的含量可求出氯化物的物质的量。 氯化物的物质的量

各为0.1mol（2）由两种氯化物强热灼烧转变为氧化物所减少的质量，可求出氯化物中金属元素的化合价n。

（3）求两种金属的原子量：

原混合物加过量的NaOH溶液后，得到沉淀高温灼烧，剩余物质的质量比混合物强热后灼烧所得氧化物混合物的质量小，说明所剩余物只是一种氧化物为A2O3。

根据：例4：将5.000gNaCl、NaBr、CaCl2的混合物溶于水，通入氯气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧，得残留物4.914g。灼烧后的残留物再溶于水，并加足量的Na2CO3溶液，所得沉淀经干燥后质量为0.270g。求混合物中各化合物的质量百分组成。

分析：根据题意可列出下图示，帮助审清题意，找出思路和解法。根据图示可分析： （1）CaCO3的质量为0.270g，由它可求出CaCl2的质量。

（2）混合物中通入Cl2（3）NaCl的质量

（4）各组分的百分含量例5：向含0.02molAl3+的明矾溶液中，逐滴加入0.1mol/L的Ba(OH)2溶液时，产生沉淀的质量y（g）与Ba(OH)2溶液的体积x（mL）的关系如图所示。求图中： V1=

V2=

m1=

m2=

分析：本题要从分析图中所体现的产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2体积的函数关系求出V1、V2和m1、m2的值。 从图中可以看出，当加入V1mL的Ba(OH)2时，可得沉淀m1g，沉淀为BaSO4和Al(OH)3，当加入V2mLBa(OH)2时，Al(OH)3溶解，沉淀仅为BaSO4。 （1）含有0.02molAl3+的明矾溶液中含有0.04mol的SO42－。 当加入V1mLBa(OH)2时，

（2）当加入V2mLBa(OH)2溶液时，例6：现有氧化铜和碳粉的混合物共Amol，将它在隔绝空气条件下加热，反应完全后，冷却，得到残留固体。 （1）写出可能发生反应的化学方程式 （2）若氧化铜在混合物中的量的比值为

问：x为何值时，残留固体为何种物质？写出残留固体的物质的量与x值之间的关系。将结果填入下表。

残留固体x值分子式物质的量分析：（1）首先写出有关的化学反应方程式，根据化学方程式中有关物质间的物质的量的关系，分析当CuO恰好完全反应时，x值是多少？按①式反应，x值为

时，反应物恰好反应；按②式反应，x值为时，反应物也恰好完全反应。

（2）当时，CuO过量，按C的量计算。剩余CuO的物质的量

（3）当不足量，按CuO的量计算，生成铜的量为Ax。

（4）当时，C过量，按②式中的CuO的量计算，生成铜为Ax，剩余C的物质的量为：x值残留固体分子式物质的量CuCuO2A（1－x）A（3x－2）Cu2/3A）CuAxCuA/2）CuCAxA（1－2x）Ax（或Ax（或例7：80℃，101.3千帕下，用下图装置进行如下实验。A、C两筒内分别装有无色气体。它们可能是NH3、O2、N2、H2S、NO、CO2等气体，B管内装有固体。推动A的活塞使A筒中的气体缓缓地全部通过B进入C筒，C中的气体由无色变成红棕色，但其体积换算成同温同压下却并未变化。

（1）C中发生的反应，其化学方程式是 .已知原C中的气体为单一气体，它是

。（若有多种可能答案，需一一列出。）将反应后C筒中的气体，用水吸收后，气体体积，减小一半，则与水反应前C中的气体是

。（若有多种答案需一一列出。）（2）若实验开始前A、C中的气体体积（换算成标况）分别为1.40L和2.24L，且A中的气体经过B管后，B管增重1.40g，通过计算和推理可判定A中的气体是

，其质量是

g。（1）由C筒中发生的化学现象气体由无色变为红综色，可判断C中发生的化学反应为：2NO＋O2=2NO2；又根据C筒中的气体反应后并无体积变化，可知C中为NO，由B管进入C中气体为纯O2，反应后O2并未过量。与水反应后，气体体积减半，已知与水反应前C筒中的气体为NO2和NO的混合气。（2）设与水反应前C筒中NO2的体积为VNO2,NO为VNO，根据题意列方程组：

由B管进入C筒中的

若0.84LO2全部由A筒中来，则A中除O2外，另一种气体的体积为1.40－0.84=0.56L，根据B管增重1.40g，该气体的mol质量为：

对照试题所给出的已知气体中没有一种气体的mol质量等于或大于56g/mol，因此该气体不是其中的一种，也不可能是其中两种或多种的混合气。由此可以确定C筒的O2可能全部或部分是由A中的某气体跟B管中的固体反应而得。已知气体能跟固体反应生成O2的只有CO2：

讨论：（1）若A中的气体全部是CO2（即进入C的O2全部由CO2和Na2O2反应而得。）根据反应方程式1.40LCO2与Na2O2反应生成O2的体积为1.40/2=0.70（L）这与进入C筒中O2的体积不符。（0.84L）

（2）若A中的气体是CO2和O2的混合气。设A中CO2和O2的体积分别为VCO2、VO2该结果与题设条件相符，所以A中的气体是CO2和O2的混合气体。 A中的气体的质量

[例题1]在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H2S气体并充分反应，然后，小心蒸发，得到不含结晶水的白色固体。若通入H2S的物质的量为x

mol，生成的白色固体的质量为y

g，试通过讨论写出x和y的关系式？

2NaOH+H2S==Na2S+H2O…①Na2S+H2S=2NaHS(联系CO2与NaOH的反应，写出该反应的化学方程式)…②

最后得到的白色固体可能是①NaOH、Na2S②Na2S③Na2S、NaHS④NaHS

将①和②相加，得到：NaOH+H2S==NaHS+H2O

2NaOH+H2S==Na2S+H2O…①NaOH+H2S==NaHS+H2O…③

当n(NaOH):n(H2S)=2:1,白色固体为Na2S当n(NaOH):n(H2S)=1:1,白色固体为NaHS当n(NaOH):n(H2S)>2:1,氢氧化钠过量，白色固体为Na2S、NaOH混合物当n(NaOH):n(H2S)<1:1,白色固体为NaHS当1:1<n(NaOH):n(H2S)<2:1,白色固体为Na2S、NaHS

2NaOH+H2S==Na2S+H2O…①NaOH+H2S==NaHS+H2O…③

n(NaOH)=4.0mol/L*0.050L=0.20mol

（1）n(H2S)<0.10mol，按反应式①进行，所得白色固体为硫化钠和氢氧化钠的混合物，以不足的硫化氢的物质的量x作基准，可生成xmol硫化钠，耗去2xmol氢氧化钠，剩余（0.20-2x）mol氢氧化钠，则y=78x+40(0.20-2x)。

（2）n(H2S)=0.10mol,按反应①进行，两反应物恰好完全反应，得到0.10mol硫化钠。（3）0.10<n(H2S)<0.20mol,按反应式①和③进行，得到白色固体为Na2S和NaHS的混合物，计算Na2S时，应以不足量的NaOH计算；计算NaHS时，应以剩余的H2S来计算：2NaOH+H2S==Na2S+2H2O0.20mol(0.10mol)(0.10mol)Na2S+H2S==2NaHS(x-0.10)mol(x-0.10)mol2(x-0.10)moly=78[0.10-(x-0.100)]+56*2(x-0.10)(4)n(H2S)=0.20mol,按反应式③进行，白色固体全部为NaHS,NaOH完全反应，y=0.20*56。

x<0.10y=8-2xx=0.10y=7.8x0.10<x<0.20y=4.4+34x

x0.20y=11.2（1）正确写出两种反应物以不同物质的量混合时，发生反应的化学方程式。这是思考、分析此类计算题的基础。（2）依据写出的生成不同产物的化学方程式，确定过量反应物的取值范围，理解取值范围与发生的化学反应及所得产物的关系，这是解决此类计算题的关键。（3）在各取值范围内，以不足量的反应物为基准计算所得生成物的量，即可完成取值范围讨论型综合计算。[例题2]把amolNH3、O2组成的混合气导入密闭反应器中，在催化剂存在下发生化学反应。若混合气体中O2为xmol.

反应生成的HNO3为ymol.试确定O2的物质的量x取不同范围时，HNO3的物质的量y的计算式，并画出相应的函数

图象。4NH3+5O24NO+6H2O…①

当氧气过量时

2NO+O2==2NO…②4NO2+O2+2H2O==4HNO3…③

将①②③三个化学方程式合并得到：NH3+2O2==HNO3+H2O…④

(1)当O2不足量时，即x

a,按反应式①进行，此时没有硝酸生成；

(2)当O2过量时，即xa,按反应式④进行，混合气中氨气全部转化为硝酸；

(3)当O2的物质的量在a到amol之间时，即a<x<a，按反应①和④进行，混合物中的NH3分为两部分，一部分变为NO,另一部分则转化为硝酸。4NH3+5O2==4NO+6H2O…(1)NH3+2O2==HNO3+H2O…(2)当xa时，y=0(2)当a<x<a时，设按（2）式反应的NH3为y

mol,按（1）式反应的NH3为（a-x-y）mol,则耗O2为（a-x-y）+2y=x,求得y=3x-a(3)当xa时，y=a-x[例题3]已知氨与氯气可迅速发生一下反应：2NH3+3Cl2==N2+6HCl。现有AL氨气、氯气的混合气，其中氨气的体积分数为x,充分反应后气体体积为yL。

(1)讨论氨气的体积分数x取不同值时，反应后气体体积y的关系式。

(2)当混合气体的体积（AL）为55L时，计算反应后气体体积y的最大值、最小值及y=A时的氨气的体积分数x的值。

(3)画出反应后气体体积y随氨气的体积分数x变化的图象。

分析：NH3体积为AxL；Cl2体积为A(1-x)L。

当氨气不足量时，仅发生原题中所述反应，产物为氮气和氯化氢；如果氨气足量，他会与产物氯化氢再反应生成氯化铵。2NH3+3Cl2==N2+6HCl…①NH3+HCl==NH4Cl…②8NH3+3Cl2==N2+6NH4Cl…③

0<x,按反应①进行，反应后的混合气是N2、HCl和剩余Cl2；

<x<,反应先按①进行，在按②进行，反应后气体是N2及剩余HCl;

<x<1,反应按③进行，反应后的气体为N2及剩余的NH3。

当丙炔的含量为y时，氢气的含量

0<x<1-y

x=0.15<,不管发生什么反应，H2都是不足量，气体体积为反应前的C4H6和C3H4体积之和，为5L0.85=4.25L。

n(OH-)=0.09L4mol/L=0.36mol

OH-对于两种离子生成沉淀是过量的，肯定可以使Al(OH)3溶解一些或全部，那么剩余OH-能使0.06molAl(OH)3溶解？

当x=