专题讲座一 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
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 C．17∶22 答案 C
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。
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 B．40 g C．80 g D．160 g 答案 B
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， 1128 g
n(Fe2O3)＝n(Fe)＝×＝0.25 mol
2256 g·mol－1
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________________。
＋
＋
B．22∶17 D．2∶1
答案 0.2 mol·L1
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，2且变化过程中Na＋的量不变。根据电荷守恒可知：＝，所以，n(NaOH)＝n(Na＋)＝2－1n?SO4?0.02 mol2－)＝n(H＋)＝0.1 mol·2n(SO4L－1×0.2 L＝0.02 mol，c(NaOH)＝＝0.2 mol·L－1。
0.1 L4．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 浓度/mol·L1
根据表中数据判断试样的pH＝________。 答案 4
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(NH＋ 4
2－)＋c(Cl－)＋c(NO－)，将表格中的数据代入得H＋浓)＋c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO43
－－
n?Na＋?
K 4×106 －＋Na 6×106 －＋NH4 2×105 －＋SO24 4×105 －－NO3 3×105 －－Cl 2×105 －－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。 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1.2×103 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 答案 D
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。
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 质量分数/%
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
V2O5 2.2～2.9 V2O4 2.8～3.1 K2SO4 22～28 SiO2 60～65 Fe2O3 1～2 Al2O3 <1
“氧化”中欲使3 mol的VO2变为VO2，则需要氧化剂KClO3至少为________ mol。 答案 0.5
＋，转移电子的物质的量为3 mol×(5－4)＝3 解析 “氧化”中使3 mol 的VO2＋变为VO2
＋
＋
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3 mol
知，需要KClO3的物质的量至少为＝0.5 mol。
6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
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中和，则原混合物中硫的百分含量为( ) A．72% B．40% C．36% D．18% 答案 C
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
0.08 g原混合物中w(S)＝×100%≈36%。
0.22 g
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·L1 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)。
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
－
＋
－1
氢氧化钠溶液完全
2024高考化学人教版(豫晋赣皖甘青黑吉宁新蒙陕)新素养备考大一轮讲义：第一章 专题讲座一 化学计算的常用
