高考化学常用计算方法

方法二 关系式法 1.应用原理 关系式法是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子。在多步 反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“量”的关系表示出 来，把多步计算简化成一步计算。正确书写关系式是用关系式法解化学计算 题的前提。 2.解题步骤
对点集训
7.在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫， 把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1 氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为
化学计算的常用方法
方法一 守恒法 1.应用原理 所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程 中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中的各种各样的守恒，如质 量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。 2.解题步骤
对点集训
题组一 原子守恒
1.密胺是重要的工业原料，结构简式如图所示。工业上以液氨和二氧化碳为
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
“氧化”中欲使3 mol的VO2＋变为 VO＋ 2，则需要氧化剂KClO3至少为__0_.5__ mol。
解析 “氧化”中使 3 mol 的 VO2＋变为 VO＋ 2 ，转移电子的物质的量为 3 mol× (5－4)＝3 mol；氧化剂 KClO3 被还原为 KCl，Cl 元素的化合价由＋5 价降低到 －1 价，根据电子守恒可知，需要 KClO3 的物质的量至少为3 m6 ol＝0.5 mol。
2×84
62
x 则 x＝84w311－w2，
w1－w2
故样品纯度为mmN样a2C品O3＝w1w－1 x＝84w321－w513w1。
11.将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L(气体体
积均在同温同压下测定)，该b L 气体中NH3的体积分数是
2a－b A. a
b－a B. b
所得Fe2O3固体的质量为：0.25 mol×160 g·mol－1＝40 g。
题组二 电荷守恒 3.将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH＝1的硫酸溶液中，然后向 其中加入NaOH溶液，使Fe3＋ 、Al3＋刚好沉淀完全，用去NaOH溶液100 mL， 则NaOH溶液的浓度为_0_._2_m__o_l·_L_－__1_。
2a－b
√C. b
b－a D. a
解析 设有x L NH3分解，则 2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g) ΔV
2
1
3
2
x 2x＝b－2aL
(b－a)L
x＝b－a w(NH3)＝a－bb－a＝2ab－b
原料，以硅胶为催化剂，在一定条件下通过系列反应生成密胺。若原料完全
反应生成密胺，则NH3和CO2的质量之比应为
A.17∶44
B.22∶17
√C.17∶22
D.2∶1
解析 根据密胺的结构简式和元素守恒可知，一个密胺分子中有三个碳原子和 六个氮原子，所以合成1 mol 密胺需要3 mol CO2和6 mol NH3，NH3和CO2的质 量之比应为(6×17)∶(3×44)＝17∶22。
n(Br2)＝3av1×10－3mol，溴分别与苯酚和 KI 反应，先计算由 KI 消耗的溴的量， 设为 n1(Br2)，根据 I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 可知 I2～2Na2S2O3，又 Br2＋ 2I－===I2＋2Br－可知 Br2～I2，可得 Br2～2Na2S2O3，n(Na2S2O3)＝bv3×10－3mol，
0.02 0.1
mLol＝0.2
mol·L－1。
4.若测得雨水所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子
K＋
Na＋
NH＋ 4
SO24－ NO－ 3
Cl－
浓度/mol·L－1 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5
根据表中数据判断试样的pH＝_4__。
已知：①I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 ②Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
③
946av1－bv3 计算废水中苯酚的含量为______6_v_2______g·L－1(苯酚摩尔质量：94 g·mol－1)。
解析 n(BrO－ 3 )＝av1×10－3mol，根据反应 BrO－ 3 ＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O 可知
2.28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤 渣加强热，最终得到的固体质量为
A.36 g C.80 g
√B.40 g
D.160 g
解析 28 g铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液，然后加入足量的Na2O2固体， 由于Na2O2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气，本身也具有强氧化性，所以充 分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为Fe2O3， 根据铁原子守恒， n(Fe2O3)＝21n(Fe)＝12×56 g2·8mgol－1＝0.25 mol
√ A.72% B.40% C.36% D.18%
解析 由S原子守恒和有关反应可得出：
S～H2SO4～2NaOH
32 g
2 mol
m(S)
0.5×10×10－3 mol
得m(S)＝0.08 g
原混合物中 w(S)＝00..0282 gg×100%≈36%。
8.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FeCl3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 的 Fe2 ＋ ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 6FeCl2 ＋ K2Cr2O7 ＋ 14HCl===6FeCl3 ＋ 2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 g，经上述反应后，共用 去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液16.0 mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不 参加反应，锡的相对原子质量为119)。
n1(BrFra Baidu bibliotek)＝21bv3×10－3mol，再计算由苯酚消耗的溴的量，设为 n2(Br2)＝n(Br2)－
n1(Br2)＝(3av1－12bv3)×10－3mol，苯酚与溴水反应的计量数关系为 3Br2～C6H5OH，
n(C6H5OH)
＝
1 3
n2(Br2)
＝
(av1
－
1 6
bv3)×10
－
3mol
解析 当 Fe3＋ 、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中溶质只有硫酸钠，而 Na＋全部来源
于 NaOH，且变化过程中 Na＋的量不变。根据电荷守恒可知：nnSNOa24＋－＝12，所以，
n(NaOH)＝n(Na＋)＝2n(SO24－)＝n(H＋)＝0.1 mol·L－1×0.2 L＝0.02 mol，c(NaOH)＝
，
废
水
中
苯
酚
的
含
量
＝
av1－16bv3mol×94 v2L
g·mol－1＝946a6vv1－2 bv3g·L－1。
方法三 差量法 1.应用原理 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”。 这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的 热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量 列成比例，然后求解。 2.解题步骤
对点集训
10.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，
其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是
84w2－53w1
√A. 31w1
84w1－w2 B. 31w1
73w2－42w1 C. 31w1
115w2－84w1 D. 31w1
解析 由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品 中NaHCO3质量为x g，由此可得如下关系： 2NaHCO3==△===Na2CO3＋CO2↑＋H2O
解析 根据表格提供的离子可知，NH＋ 4 水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守 恒可知，c(K＋)＋c(NH4＋ )＋c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO24－)＋c(Cl－)＋c(NO－ 3 )，将表格 中的数据代入得 H＋浓度为 10－4 mol·L－1，则 pH 为 4。
易错警示 列式时不要忘了离子浓度前乘上离子所带电荷数。
6.[2016·全国卷Ⅲ，28(2)]以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸 的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。 废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3
质量分数/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 60～65 1～2 <1
题组三 电子守恒 5.某强氧化剂 XO(OH)＋ 2 可被Na2SO3还原。如果还原1.2×10－3 mol XO(OH)＋ 2 需用30 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的物质可能是
√ A.XO B.X2O3 C.X2O D.X
解析 由题意知，S元素由＋4价→＋6价，假设反应后X的化合价为＋x价，根据 氧化还原反应中得失电子数目相等可得，1.2×10－3 mol×(5－x)＝0.03 L×0.1 mol·L－1 ×(6－4)，解得x＝0，所以X元素被还原后的物质是X，D项正确。
答案 Sn与K2Cr2O7物质的量的关系：
3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7
3×119 g
1 mol
x
0.100×0.016 mol
x＝3×119
g×0.100×0.016 1 mol
mol＝0.571
2
g
w(Sn)＝00.5.671132gg×100%≈93.2%。
9.(2019·北京，26改编)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量 (废水中不含干扰测定的物质)。 Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液。 Ⅱ.取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色。 Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水。 Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。 Ⅴ.用b mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液， 继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。