1、第一部分 专题复习篇 专题3 常考化学计算题型物质组成、含量计算、化学式计算、滴定法、热重曲线、守恒法、关系式法。高考 关键词 高考题型1 化学计算常用方法 高考题型2 物质组成的计算 栏目索引 高考题型3 有关电化学的定量计算 高考题型1 化学计算常用方法 真题调研 1.(2014大纲全国卷，13)已知：将 Cl2 通入适量 KOH 溶液，产物中可能有 KCl、KClO、KClO3，且cClcClO的值与温度高低有关。当 n(KOH)a mol 时，下列有关说法错误的是()A.若某温度下，反应后cClcClO11，则溶液中cClOcClO3 12B.参加反应的氯气的物质的量等于12a mol
2、C.改变温度，反应中转移电子的物质的量 ne 的范围：12a molne56a molD.改变温度，产物中 KClO3 的最大理论产量为17a mol解析 2.2015天津理综，10(2)FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2)2.0102 molL1，c(Fe3)1.0103molL1，c(Cl)5.3102 molL1，则该溶液的pH约为_。解析 酸性溶液中c(OH)忽略不计，根据电荷守恒，c(Fe3)3c(Fe2)2c(
3、H)c(Cl)，溶液中氢离子的浓度是c(H)c(Cl)c(Fe2)2c(Fe3)35.3102 molL12.0102 molL121.0103 molL131.0102 molL1，所以pH2。2解析答案 3.2015全国卷，36(6)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系。在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a molL1的K2
4、Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O被还原为Cr3。样品中CuCl的质量 2759.7abm%分数为_。解析 答案 核心透析 1.电荷守恒涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如 Al2(SO4)3、NH4NO3 混合溶液的电荷守恒为 3c(Al3)c(NH4)c(H)2c(SO24)c(NO3)c(OH)。注意 一般情况下，列电荷守恒等式时不能忽略H、OH，但在计算时，酸性溶液中常可忽略OH，碱性溶液中常可忽略H。如第2题，求溶液的pH，即是求溶液中c(H)，
5、利用电荷守恒即可顺利作答。2.原子(质量)守恒 金属与氧化性酸反应的相关计算以及水溶液中离子浓度大小判断常用到原子守恒法，找出要关注的原子(或原子团)，利用反应前后原子数目、种类不变列出等式。如第1题B项，计算“参加反应的氯气的物质的量”，由于反应后Cl原子存在于KCl、KClO、KClO3中，故应联想到Cl原子守恒。解此类题的一般步骤：第一步，分析题干中元素的变化情况；第二步，找出需要用到的原子；第三步，根据题中反应前后的原子的物质的量，列出关系式进行计算。3.电子守恒 氧化还原反应中存在电子得失，氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，即为得失电子守恒。用得失电子守恒法解题的一般步骤
6、：第一步，找出氧化剂、还原剂。如第3题中，氧化剂为K2Cr2O7，还原剂可看作CuCl；第二步，确定氧化剂、还原剂中一个原子得到或失去的电子数，如本题中一个Cr原子得3个电子，一个Cu原子失1个电子；第三步，根据氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数，列出等式：n(还原剂)升价原子个数化合价升高值n(氧化剂)降价原子个数化合价降低值。4.关系式法 多个反应连续发生时，起始物与目标产物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，找出连续反应的过程中，不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列式求解，从而简化运算过程。
7、如第3题中，CuCl质量分数测定反应过程是FeCl3将CuCl氧化为Cu2，Fe3被还原为Fe2，然后K2Cr2O7又将Fe2氧化为Fe3，相当于K2Cr2O7氧化CuCl，得出关系式：6CuClK2Cr2O7，淡化中间过程后，计算很简捷。解析 对点模拟 1.在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al3的物质的量浓度为 0.2 molL1，SO24 为 0.4 molL1，溶液中 Na的物质的量浓度为()A.0.1 molL1B.0.2 molL1C.0.3 molL1D.0.4 molL1解析 在任何一个溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，则有 3c(Al3)c(Na)2c(S
8、O24)，解得 c(Na)0.2 molL1。123452.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物，消耗1 molL1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是()A.35 gB.30 gC.20 gD.15 g 解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜，消耗1 molL1盐酸500 mL，HCl的物质的量为0.5 mol，则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据Cu元素守恒可知，原混合物中含有Cu元素的物质的量为0.25 mol，灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的物质的量为0.25 m
9、ol，则氧化铜的质量为m(CuO)0.25 mol80 gmol120 g。解析 123453.向200 mL稀硝酸溶液中加入11.2 g铁粉，充分反应后，铁粉全部溶解并放出NO气体，溶液质量增加7.0 g，则所得溶液中Fe3的物质的量浓度约为()A.0.1 molL1B.0.2 molL1 C.0.3 molL1D.0.4 molL1 解析 123454.一定质量的镁、铝合金与硝酸恰好完全反应，得到硝酸盐溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与标准状况下3.36 L O2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸盐溶液中加入2 molL1 NaOH溶液至沉淀最
10、多时停止加入，将沉淀滤出，向滤液中加水稀释至500 mL，此时所得溶液的物质的量浓度为()A.0.5 molL1B.1 molL1 C.1.2 molL1D.2 molL1 解析 123455.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是_。(2)K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是_。答案 3MnO26KOHKCl
11、O3=高温3K2MnO4KCl3H2O 3MnO24 4H=MnO22MnO4 2H2O12345(3)KMnO4能与经硫酸酸化的热Na2C2O4反应生成Mn2和CO2，该反应的化学方程式是_。2KMnO4 5Na2C2O4 8H2SO4=K2SO4 2MnSO4 5Na2SO4 10CO28H2O 答案 12345(4)若用16.3 g软锰矿(含MnO2 80%)进行上述实验最终生成的KMnO4与Na2C2O4反应，则消耗Na2C2O4的物质的量为_。解析 根据题意写出化学方程式即可，本题主要考查氧化还原反应的配平、离子反应方程式的书写以及相关的计算。根据得出的三个反应方程式，找出关系式：3
12、MnO23K2MnO42KMnO45Na2C2O4 所以 3MnO2 5Na2C2O43516.3 g80%87 gmol1n(Na2C2O4)n(Na2C2O4)5316.3 g80%87 gmol1 0.25 mol。0.25 mol返回 12345解析答案 1.2015浙江理综，27(1)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。甲的化学式_。高考题型2 物质组成的计算 真题调研 解析 由4.80 g甲加热至完全分
13、解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2，可推断金属钠和H2反应生成的甲为NaH，NaH与水反应生成NaOH和H2，NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4。甲的化学式为NaH。NaH解析答案 2.2015山东理综，29(2)节选在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2的体积为1.344 L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为_。解析 n(CO2)1.344 L22.4 Lmol10.06 mol，根据 CoC2O4 的组成可知 Co 物质的量为 0.03 mol，其质量为 m(Co)0.03 mol59 gmol11.77 g，设
14、钴氧化物的化学式为 CoxOy，根据元素的质量比可得 59x16y1.77 g(2.41 g1.77 g)，解得 xy34，所以钴氧化物的化学式为 Co3O4。Co3O4解析答案 3.2015全国卷，28(3)用下图装置可以测定混合气体中ClO2的含量：.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；.用 0.100 0 molL1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I22S2O23=2IS4O26)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL
15、 硫代硫酸钠溶液。在此过程中：锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_。解析 ClO2 与 KI 溶液反应时，C l4O2C l1，2II2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。2ClO210I8H=2Cl5I24H2O 解析答案 测得混合气中ClO2的质量为_g。解析 由反应 2ClO210I8H=2Cl5I24H2O、I22S2O23=2IS4O26 可得关系式：2ClO25I210S2O23，n(S2O23)0.100 0 molL120.00 mL103 LmL12103 mol，则 n(ClO2)2103mol 2104104 mol，m(ClO2)4104 mol67
16、.5 gmol10.027 00 g。0.027 00 解析答案 4.2014新课标全国卷，27(4)PbO2 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的 a 点样品失重 4.0%(即样品起始质量a点固体质量样品起始质量100%)的残留固体。若 a 点固体组成表示为 PbOx 或 mPbO2nPbO，列式计算 x 值和 mn 值_。解析 答案 化学计算的类型及解题方法总结 核心透析 类型 解题方法 物质含量计算 根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，得出混合物中某一成分的量。由中求出量，除以样品的总量，即可得出其含量 确定物质化学式的计算 根据题给信息，计算出可求粒子的物质的量
17、。根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量。根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量。各粒子的物质的量之比，即为物质化学式的下标比 热重曲线计算 设晶体为1 mol。失重一般是先失水、再失非金属氧化物。计算每步的m余，固体残留率。晶体中金属质量不减少，仍在m余中。失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属n(O)，即可求出失重后物质的化学式 m余m1 mol晶体质量多步滴定计算 复杂的滴定可分为两类：连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量 返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定
18、计算出过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求质的物质的量 1.某盐A由三种元素组成，其相关的转化关系如图(所有的产物均已标在框图上)，其中C为红棕色液体，其化学性质与其组成元素的单质相似。解析 12345对点模拟 A的化学式为_，B的阴离子对应元素在元素周期表中的位置是_。KICl2第三周期A族答案 2.取4.00 g软锰矿(主要成分MnO2，杂质不与H2C2O4、KMnO4等反应)，用下述方法测定其中锰元素的含量。首先向制取的MnO2中加入过量酸化的0.50 molL1 H2C2O4 50.00 mL，MnO2 完 全 溶 解，并 产 生 A 气 体，写 出
19、该 反 应 的 离 子 方 程 式：_。然后用0.10 molL1 KMnO4溶液滴定过量的H2C2O4溶液(产物与上述反应一致)，滴定终点时消耗KMnO4溶液30.00 mL，则软锰矿中的锰元素质量分数是_(保留1位小数)。解析 答案 MnO2H2C2O42H=Mn22CO22H2O24.1%123453.0.80 g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。请回答下列问题：(1)试确定200 时固体物质的化学式(要求写出推断过程)。解析 答案 12345(2)若在0.1 molL1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2完全沉淀为CuS，此时溶液中
20、的H浓度为_ molL1。解析 Cu2H2S=CuS2H，所以c(H)2c(Cu2)20.1molL10.2 molL1。0.212345解析答案 4.草 酸 钴 是 制 备 钴 氧 化 物 的 重 要 原 料。下 图 为 二 水 合 草 酸 钴(CoC2O42H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 及以上所得固体均为钴氧化物。12345(1)通过计算确定C点剩余固体的成分为_(填化学式)。试写出B点对 应 的 物 质 与 O2 在 225 300 条 件 下 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式：_。解析 18.3 g 二水合草酸钴的物质的量为 0.1 mol，由于在 300 时
21、生成的是Co 的氧化物，故在 8.03 g 氧化物中，含 Co 的质量为 0.1 mol59 gmol15.9 g，m(O)8.03 g5.9 g2.13 g，故 n(Co)n(O)34，C 点剩余固体的化学式为 Co3O4。当晶体恰好将结晶水失去时得到 CoC2O4 14.70 g，在 B 点时与 O2 反应后生成 Co3O4 的化学方程式为 3CoC2O42O2=225300 Co3O46CO2。Co3O43CoC2O42O2=225300 Co3O46CO212345解析答案(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为2、3价)，用480 mL 5 molL1盐酸恰
22、好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。解析 答案 123455.过氧乙酸(CH3COOOH)用作纺织品漂白剂，可通过下列方法制备：向烧瓶中依次加入乙酸、42.5%过氧化氢溶液、浓硫酸。控制反应温度为25，搅拌4小时，静置15小时，得过氧乙酸溶液。(1)制备20 g 38%过氧乙酸溶液至少需要42.5%过氧化氢溶液质量：_。解析 答案 8 g12345(2)过氧乙酸含量测定。准确称取0.500 0 g过氧乙酸样液，定容于100 mL容量瓶中，取5.00 mL上述溶液于100 mL锥形瓶中，再加入5.0 mL 2 molL
23、1H2SO4溶液，用0.01 molL1 KMnO4溶液滴定至溶液出现浅红色(已除去过氧乙酸试样中剩余H2O2)，随即加入过量KI溶液，摇匀，用0.010 00 molL1Na2S2O3标准液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。已知：CH3COOOH2I2H=I2CH3COOHH2O2S2O23 I2=2IS4O2612345加入过量KI溶液前，需除去H2O2的原因是(用离子方程式表示)：_。计算过氧乙酸样液中过氧乙酸的质量分数(请给出计算过程)。用该法测定过氧乙酸含量比实际含量偏高的原因是(不考虑实验操作产生的误差)_。解析 答案 返回 12345高考题型3 有关电化学的定量
24、计算 真题调研 2014重庆理综，11(4)一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。导线中电子移动方向为_。(用A、D表示)生成目标产物的电极反应式为_。该储氢装置的电流效率_。(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数100%，计算结果保留小数点后1位)解析 答案 ADC6H66H6e=C6H1264.3%核心透析 有关电化学计算的三大方法(1)根据电子守恒计算 用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3
25、)根据关系式计算 根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)1231.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，通过一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A.原混合溶液中c(K)为2 molL1 B.上述电解过程中共转移6 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H)为2 molL1 3 解析 对点模拟 解
26、析 2.一定温度下，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中共转移的电子数为()A.0.4 molB.0.5 mol C.0.6 molD.0.8 mol 1233.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到科学家的不断关注，下列为制取Cu2O的三种方法：方法 用碳粉在高温条件下还原CuO 方法 电解法，原理为2CuH2O Cu2OH2 方法 用肼(N2H4)还原新制的Cu(OH)2=电解231(1)工业上常用方法和方法制取Cu2O而很少用方法，其原因
27、是_。解析 用炭粉在高温条件下还原CuO容易生成Cu，反应不易控制。反应不易控制，Cu2O可能被C继续还原为Cu23解析答案 1(2)方法利用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极反应式为_；电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解，通过离子交换膜的阴离子的物质的量为_ mol。(离子交换膜只允许OH通过)解析 答案 2Cu2e2OH=Cu2OH2O0.01231(3)方法为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制的Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2。生成1 mol N2时，生成Cu2O的物质的量为_。2 mol 解析 根据题目信息可得反应的化学方程式为 4Cu(OH)2N2H4=2Cu2ON26H2O，生成 1 mol N2 的同时生成 2 mol Cu2O。返回 23解析答案 1