高中化学必修一 课时2.4 拓展：高中化学计算方法20202021学年精品讲义）

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课时2.4  高中化学计算中常用的解题方法一、守恒法(化学计算的核心方法)——化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒1、原子守恒(质量守恒)(1)宏观特征：反应前后质量守恒(2)微观特征：反应前后某原子(或原子团)个数(或物质的量)守恒(3)应用：以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关连的某些物质的数量(如质量或物质的量)【即学即练1】1、有一固体苛性钠样品4g，经空气中放置数日后，部分发生了潮解和变质。今将该变质后的样品全部与足量的盐酸反应后，把溶液蒸干，得到固体的质量为多少克？      2、有一空气暴露过的NaOH固体，经分析知其含H2O 7.65%、含Na2CO3 4.32%,其余是NaOH。若将1g该样品放入含有HCl为3.65g盐酸中使其充分反应后，残酸再用2%的NaOH溶液恰好中和，蒸干溶液后所得固体质量为多少克？       3、有一空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含H2O 7.62%，K2CO3 2.83%，KOH 90%，若将此样品1g加到10%的盐酸溶液50ml里，过量的盐酸再用10%的KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？（盐酸密度为1.1g/ml）      4、一定量Na2O、Na2O2、NaOH的混合物与200g质量分数为3.65%的盐酸恰好完全反应，蒸干溶液，最终得固体的质量为(    )   A．8g  　　     B．15.5g   　       C．11.7g   　　        D．无法计算    5、NaHCO3和Na2CO3的混合物10g，溶于水制成200mL溶液，其中c(Na+)=0.50mol/L。若将10g的这种混合物，加热到质量不变为止，减少的质量为(    )   A.5.3g      B.4.7g       C.5.0g            D.4.0g  6、把7.4gNa2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na＋)＝0.6mol/L，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为(　　)   A．3.18 g        B．2.12 g            C．5.28 g               D．4.22 g   2、得失电子守恒：在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数在氧化还原反应中，转移的电子数===n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)                              ===n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)【即学即练2】1、一定浓度的Na2SO3溶液，恰好与某浓度的K2Cr2O7溶液完全反应，SO32-氧化成SO42-，且SO32-与Cr2O72—个数比为3:1，则元素Cr在被还原的产物中的化合价为(    )A．+6          B．+3                C．+2                  D．0     2、在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O和Pb2＋，则与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为(　　)A.3.0 mol            B.1.5 mol            C．1.0 mol           D.0.75 mol      3、已知硫化亚铜与一定浓度的硝酸共热，所得溶液中只有硝酸铜和硫酸铜，放出一氧化氮和二氧化氮两种气体，且两种气体的物质的量之比为3∶7，则参加反应的硫化亚铜和作氧化剂的硝酸的物质的量之比为(    )A．4∶25         B．2∶17            C．1∶7                 D．3∶8       3、电荷守恒①电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。【即学即练3】1、由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合液，其c(H+)=0.1 mol/L，c(Al3+)=0.4mol/L，c(SO42—)=0.8mol/L，则c(K+)为(    )A．0.15mol/L     B．0.2mol/L      C．0.3mol/L       D．0.4mol/L  2、硫酸镁和硫酸铝的混合溶液中，Al3+离子浓度为0.2mol/L，SO42－离子浓度为0.4mol/L，则混合溶液中Mg2+离子物质的量浓度为(mol/L)(    )   A．0.4              B.0.3　　            C．0.2          D．0.1  3、某些化学试剂用作净水，水处理中使用的一种无机高分子凝聚剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm·YH2O]x，式中m等于(    )  A．3-n           B．6-n              C．6+n                 D．3+n    二、差量法：利用反应物终态和始态的某些量的变化，以差量和物质间反应的化学计量数列对应比例解题的一种方法为差量法。它特别适合于解有剩余物质反应的题目，可以抵消掉未参加反应的那部分质量。差量法包括质量差、气体体积差、物质的量差、热量差等根据数学原理数学原理：，可变化为 。从而运用化学方程式作关系式、差量作关系量进行计算。对固体、液体而言，其差量可以是质量差、物质的量之差；对气体，其差量可以是质量差、物质的量之差、同温同压下的体积差。【即学即练4】1、将一定量的H2和10克CuO共热，CuO部分被还原，得到固体粉末质量为8.4 g，有多少克Cu生成？参加反应的H2为多少克？       2、加热10 g Na2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化，剩余的固体质量为8.4 5g，求混合物中Na2CO3的质量分数为多少？      3、将CO2气体通过78克Na2O2固体，一段时间后测得固体质量增加至92克，求生成氧气的质量。          4、将5.6 L CO2气体缓缓通过一定量的Na2O2固体后，得到3.36 L气体(气体体积在标准状况测定)，所得气体质量为多少克？       5、将44g二氧化碳气体通入装有过氧化钠的硬质玻璃管中，发现导出的气体质量变为38.4g，则有多少过氧化钠参加了反应?    6、某容器中通入VL CO2，再加入少量Na2O2后，气体缩小到WL，则被吸收的CO2的体积(气体体积均为相同条件下测定)是(    )  A.(V-W)L        B.2(V-W)L        C.(2V-W)L        D. 2W L    7、将10gCO2和CO的混合气体，通过装有足量过氧化钠的干燥管，反应后干燥管的总质量增加了5.6g，则原混合气体中CO2的质量分数为(    )  A．32％       B．44％      C．56％  　D．88％    8、标准状况下，将20L CO2和CO的混合气通过足量的Na2O2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16L，则原混合气体中CO的体积为(    )   A．4L     B．8L       C．12L        D．16L    三、平均值法混合物中某一量的平均值，必大于各组分中相应量的最小值而必小于相应量中的最大值，这一原理称为平均值原理。平均值法的特点是“抓中间，定两边”，适用于求有关混合物的组成的分析判断。一般思路是先求出混合物的有关平均值，然后根据平均值规律判断混合物的可能组成。   【即学即练5】1、有两种金属组成的混合物粉末10g与足量的稀盐酸反应，生成11．2L（标况）H2，则该混合物的组成不可能是(    )A．Fe、Zn            B．Al、Cu            C．Al、Mg            D．Al、Fe 2、(多选)两种金属粉末的混合物15克，投入足量的稀盐酸中，得到5.6升氢气（标准状态），这种混合物可能是(    )                   A．镁和铁             B．镁和铝            C．铁和锌             D．镁和铜 3、有碳酸盐组成的混合物9克，加足量稀盐酸，产生4.4克CO2 气体，问下列哪种情况合理(    )A．CaCO3和Na2CO3                          B．Na2CO3和K2CO3   C．NaHCO3和Na2CO3                         D．K2CO3和KHCO3  4、下列各组混合物质量均为8.2 g，加足量的盐酸可能放出4.4 g的CO2的是(    )A．NaHCO3和MgCO3                                      B．CaCO3和Na2CO3     C．Na2CO3和NaHCO3                                      D．MgCO3和Ca(HCO3)2 5、(多选)10 g CaCO3样品内含有一种杂质，与足量的盐酸反应得到4.3 g的CO2，则CaCO3中可能含有(    )A．MgCO3             B．Na2CO3             C．NaHCO3             D．K2CO3 6、将Mg、Al、Zn组成的混合物与足量的盐酸作用，放出氢气的体积在标准状况下为2.8L，则三种金属的物质的量之和可能为(    )A．0.250 mol       B．0.125 mol         C．0.100 mol           D．0.080 mol四、极值法(极限讨论法)：极值法事一种特殊的思维方法，是把研究的对象和问题，从原有的范围缩小到较小范围或个别情形来考查的一种思维方法。极值法的特点是“抓两端，定中间”，其基本思路是将混合物成分的含量以两种极端情况来考虑，由此推算判断反应的结果，从而缩小范围，简化计算过程。【即学即练6】1、4.6克的金属钠在一定条件下被氧气氧化后，得到7.0克的固体。求：   (1)反应后固体的成分是什么？   (2)各成分的质量各为多少？               五、讨论法CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3当n(OH－)∶n(CO2)的值不同时产物如下：【即学即练7】1、向含8gNaOH溶质的溶液中通入CO2气体，，低温蒸干得固体为9.3g，判断固体的成分及各成分的质量和通     入CO2的质量。若为13.7g呢？若为16.8g，则通入的气体应为多少？             2、向NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在低温下蒸发溶液，得到白色固体。(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成。(2)若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到9.5g的白色固体。通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？              3、今有120 mL 1mol/L 的Na2CO3溶液和80 mL 2.5 mol/L的盐酸。(1) 若将Na2CO3溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的CO2气体体积为____________(2)若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中，则反应的离子方程式是________________________________，当反应完全时，测得CO2在水中的浓度为0.04 mol/L，假设溶液体积不变，则收集到的CO2在标况下的体积为________      4、向100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH>7。(1)此时溶液的溶质如果是单一成分，可能是________________；如果是多种成分，可能是______________(2)在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1 mol·L－1的盐酸，所得气体(不考虑溶解于水)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：   ①加入盐酸200 mL之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子方程式_____________________________   ②产生的CO2在标准状况下的体积为__________mL   ③B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是__________mol·L－1(溶液体积的变化忽略不计)。5、将a L（标准状况）CO2通入100mL 3mol·L-1 NaOH溶液中，下列各项为通入CO2过程中溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是(　　)   A．a =3.36时，CO2+2OH- = CO32－+H2O   B．a =4.48时，2CO2+3OH- =CO32－+HCO3－+H2O   C．a =6.72时，CO2+OH- =HCO3－   D．a =8.96时，3CO2+4OH- = CO32－+2HCO3－+H2O6、取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10 mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示，下列叙述正确的是(　　)A.原NaOH溶液的物质的量浓度为0. 5mol/L  B. A线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是Na2CO3,NaHCO3  C .B线当耗盐酸0<v(HCl)<25mL时发生的离子反应为：OH-+H+=H2O 、H++CO32-=HCO3-  D .B曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为112mL 六、化学式变形法【即学即练8】1、有一种Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物，经测定其中含有S的质量分数为25.6%，则此混合物中含氧的质量分数为(    )  A．36.8%    B．37.6%    C．51.2%     D．无法计算2、在由NaOH、Na2O2组成的化合物中钠元素的质量分数为58％，则混合物中氢元素的质量分数为(    )A. 62%        B. 2%       C. 30%      D. 无法确定3、由乙炔(C2H2)和乙醛(C2H4O)组成的混合气体中，经测定碳元素的质量分数为72%，测混合气体中氧元素的质量分数为(    )A．22%     B．72%     C．19.6%      D．2%              【高中化学计算中常用的解题方法】答案【即学即练1】1、5.85 g   2、5.85 g   3、8.195 g   4、C   5、B   6、A【即学即练2】1、B       2、B       3、A【即学即练3】1、C2、D3、B【即学即练4】1、Cu 6.4 g；H2 0.2 g2、58%3、8 g4、5.4 g5、15.6 g6、B7、D8、C【即学即练5】1、A2、CD3、C4、D5、BD6、C【即学即练6】1、(1)反应后的固体成分是Na2O和Na2O2的混合物  (2)Na2O的质量为3.1g，Na2O2的质量为3.9g【即学即练7】1、(1)若质量为9.3 g，固体的成分为NaOH和Na2CO3的混合物，NaOH的质量为4g，Na2CO3的质量为5.3 g，通入CO2的质量为2.2 g(2)若质量为13.7 g，固体的成分为Na2CO3和NaHCO3的混合物，Na2CO3的质量为5.3g，NaHCO3的质量为8.4g，通入CO2的质量为6.6g(3)若质量为16.8 g，固体的成分为NaHCO3，通入CO2的质量为8.8g2、(1)①NaOH和Na2CO3；②Na2CO3；③Na2CO3和NaHCO3；④NaHCO3(2)Na2CO3的质量为5.3g，NaHCO3的质量为4.2g3、(1)2.24 L(2)CO＋H＋===HCO   HCO＋H＋===CO2↑＋H2O  1.6128 L4、(1)Na2CO3或NaHCO3；NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3(2) ①OH—＋H＋===H2O      CO＋H＋===HCO   ②2240    ③0.75 mol/L5、D6、D【即学即练8】1、B2、B3、C