高考化学一轮复习讲义 大单元一　第一章　难点突破1　化学计算常用方法

化学计算常用方法一、差量法及应用1.差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积或压强、反应过程中的热效应等。2.差量法解题的关键是找准“理论差量”，把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：2C(s)+O2(g)===2CO(g)Δm(固)/Δn(气)/ΔV(气)2mol1mol2mol24g/1mol/22.4L(标准状况)1.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品充分加热，其质量变为w2g，请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。答案样品加热发生的反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Δm16810662m(NaHCO3)(w1-w2)g样品中m(NaHCO3)=168(w1则样品中m(Na2CO3)=w1g-168(w1其质量分数为m(Na2CO3)m(2.[2024·江苏，14(3)②]回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。将8.84mgNd(OH)CO3(摩尔质量为221g·mol-1)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(CO32-)的比值(答案n[Nd(OH)CO3]=8.84×10-3g221g·mol-1=4×10-5mol，n(Nd3+)=4×10-5mol，550~600℃时，产物为NdaOb(CO3)c，固体质量减少1.24mg，其中m(H2O)=4×10-5mol×12×18×103mg·mol-1=0.36mg，则m(CO2)=1.24mg-0.36mg=0.88mg，则生成CO2的物质的量为n(CO2)=0.88×10-3g44g·mol-1=2×10-5mol，依据C元素守恒可知：分解后剩余的CO32-的物质的量为4×10解析8.84mgNd(OH)CO3的物质的量为8.84×10-3g221g·mol-1=4×10-5mol，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此，n(Nd3+)=4×10-5mol；550~600℃时剩余固体的质量为7.60mg，固体减少的质量为1.24mg，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和H2O，碳酸盐分解得到氧化物和CO2，因此，可以推测固体变为NdaOb(CO3)c时失去的质量是生成的H2O和CO2的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成H2O的质量为4×10-5mol×12×18×103mg·mol-1=0.36mg，则生成CO2的质量为1.24mg-0.36mg=0.88mg，则生成CO2的物质的量为0.88×10-3g44g·mol-1=2×10-5mol，由C元素守恒可知，分解后剩余的CO32-的物质的量为4×10-5mol-2×10二、关系式法及应用1.关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。2.关系式计算作用：把多步计算简化成一步计算。3.建立关系式的方法有(1)利用化学方程式中化学计量数间的关系；(2)利用原子守恒关系；(3)利用得失电子守恒关系；(4)利用化学方程式的加和等。关系式法在滴定计算中的应用3.(2025·徐州模拟)以酸泥(主要含无定形Se、HgSe和少量Ag2Se)为原料制备灰硒(Se6)的流程如下：通过如下步骤测定灰硒产品中Se的质量分数：步骤1：准确称取0.1600g灰硒产品，加入足量硝酸充分反应后生成H2SeO3溶液，配成100.00mL溶液；步骤2：取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入过量的硫酸酸化的KI溶液，充分反应；步骤3：以淀粉作指示剂，用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗20.00mLNa2S2O3溶液。已知：H2SeO3+4I-+4H+Se↓+2I2+3H2O；I2+2S2O32-2I-+S4计算灰硒产品中Se的质量分数为。

答案98.75%解析n(S2O32-)=0.1000mol·L-1×0.02000L=2×10-3根据H2SeO3+4I-+4H+Se↓+2I2+3H2O；I2+2S2O32-2I-+S4O62-，得关系式：H2SeO3~2I2~4S2O32-，25.00mL溶液中，n(Se)=14n(S2O32-)=14×2×10-3mol=5×10-44.(2024·如皋适应性测试)将钛铁矿与焦炭高温共热后可得到含TiO2、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、FeO和Fe的炉渣。为测定其中金属Fe的含量，现进行如下实验：步骤1.称取2.80g粉碎后的炉渣，加入足量含Na2SO3和邻菲罗啉(抑制Fe2+的水解)的浸取液，同时调节溶液的pH=4.5，充分反应(此时除金属Fe外，其余含铁化合物不反应)后过滤并洗涤滤渣；步骤2.将步骤1所得滤液和洗涤液合并，向其中加入稀硫酸和过量的H2O2溶液，充分反应后将溶液煮沸约10min，后冷却至室温，加水至100mL；步骤3.取25mL步骤2所得溶液于锥形瓶中，向其中滴加2滴磺基水杨酸指示剂(溶于水呈无色，酸性条件下遇Fe3+显紫红色)，用浓度为0.10mol·L-1维生素C(C6H8O6)标准溶液滴定，到达终点时消耗维生素C标准溶液的体积为12.50mL。实验过程中发生的反应如下：6H++2SO32-+2Fe===S2O32-+2Fe2++3H2O、C6H8O6+2Fe3+===C6H6O6+2Fe(1)步骤3滴定终点时的实验现象是

。

(2)下列情况会导致金属Fe测定含量偏高的有(填字母)。

A.步骤1中，调节pH小于2B.步骤2中，只取步骤1所得滤液进行实验，未将滤液和洗涤液合并C.步骤2中，充分反应后未将溶液煮沸D.步骤3中，滴定开始时仰视滴定管进行读数，滴定结束时俯视滴定管进行读数(3)计算炉渣中金属Fe的质量分数(写出计算过程)。答案(1)滴入最后半滴维生素C溶液，溶液紫红色褪去，且30s内不恢复(2)AC(3)n(C6H8O6)=0.10mol·L-1×12.50×10-3L=0.00125mol根据反应可得关系式：2Fe~C6H8O6，25mL溶液中，n(Fe)=2n(C6H8O6)=2×0.00125mol=0.0025mol，2.80g样品中，m(Fe)=0.0025mol×56g·mol-1×100mL25mL=0.56g，Fe的质量分数=0.56g2.80g×解析(2)步骤1中，调节pH小于2，会使Fe2O3、FeO溶解，金属Fe测定含量偏高，A正确；未将滤液和洗涤液合并，金属Fe测定含量偏低，B错误；步骤2中，充分反应后未将溶液煮沸，溶液中有过量的H2O2溶液，消耗维生素C标准溶液体积偏大，金属Fe测定含量偏高，C正确；滴定开始仰视读数，滴定结束时俯视读数，消耗维生素C标准溶液体积偏小，金属Fe测定含量偏低，D错误。三、守恒法计算及应用1.守恒法是一种整合的思维方法，就是物质在发生“变化”或物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”，分析时淡化中间过程，关注最终组成，利用守恒关系进行整体分析。2.守恒法解题的关键是找准研究对象的始态和终态或相互间的关系，列出对应守恒表达式，常见守恒关系有元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。5.某强氧化剂XO(OH)2+可被Na2SO3还原。如果还原1.2×10-3molXO(OH)2+需用30mL0.1mol·L-1的Na2SO3溶液，那么XA.XO B.X2O3C.X2O D.X答案D解析强氧化剂XO(OH)2+中X的化合价为+5，Na2SO3中S的化合价为+4，且Na2SO3的氧化产物Na2SO4中S的化合价为+6。根据得失电子守恒可知：X元素化合价降低的总量(或X元素得到的电子总数)=S元素化合价升高的总量(或S元素失去的电子总数)。每个X原子降低的化合价×1.2×10-3mol=2×0.1mol·L-1×(30×10-3)L，解得每个X原子降低5价，因此XO(OH)2+在氧化还原反应中由+5价降到06.(2025·南通海安开学考)FePO4可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。测定LiFePO4纯度准确称取18.000g产品，用稀硫酸溶解，将所得溶液定容至250mL，然后取出25.00mL溶液放入锥形瓶中，滴加3滴二胺磺酸钠指示剂，用0.1000mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液由浅绿变为蓝紫稳定半分钟，平行滴定3次，平均消耗标准液K2Cr2O7溶液18.00mL(Cr2O72-Cr3+)。计算产品的纯度(写出计算过程答案n(K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1×0.01800L=1.8×10-3mol。Cr2O72-Cr3+、Fe2+Fe3+，则n(Cr2O72-)×6=n(Fe2+)×1，n(Fe2+)=1.8×10-3mol×6=1.08×10-2mol，则250mL溶液中n(Fe2+)=0.108mol，因此m(LiFePO4)=0.108mol×158g·mol-1=17.064g，所以LiFePO4纯度为17.064g18.000g7.(2025·江宁中学、镇江一中12月联考)铼被誉为21世纪的超级金属，被广泛应用于航空航天领域，一种由铼钼废渣(主要含ReS2、MoS2、FeS2和SiO2)为原料提取铼的工艺流程图如图：硫酸铼(Ⅳ)铵[(NH4)aReb(SO4)c·mH2O]是制备高纯铼的基础产品，为测定其组成进行如下实验：①称取3.300g样品配成100mL溶液M。②取10.00mL溶液M，用0.05mol·L-1的BaCl2标准溶液滴定，恰好完全沉淀，进行三次平行实验，平均消耗40.00mLBaCl2标准溶液。③另取10.00mL溶液M，加足量浓NaOH溶液并加热，生成标准状况下气体44.80mL。通过计算确定硫酸铼铵的化学式为。

(铼的相对原子质量为186)答案(NH4)4Re(SO4)4·H2O解析由②可知10.00mL溶液M中含SO42-的物质的量为0.05mol·L-1×0.04L=0.002mol，由③可知10.00mL溶液M中含铵根离子的物质的量等于生成氨气的物质的量，n(NH4+)=0.0448L(NH4)aReb(