2013届高考化学三十个复习专题专题23.解决化学小综合计算问题

专题23.解决化学小综合计算问题考试说明中：在理解所学各部分化学知识和技能的本质区别与内在联系的基础上，能运用所掌握的知识和技能进行必要的分析、类比、推理或计算，能解释、论证并解决一些具体化学问题。高考试卷中：为什么称为化学小综合计算，是因为近几年江苏高考试卷中化学计算不是单独计算题，而是与化学原理或与化学实验结合在一起，注重化学计算的实用性，即化学与社会生活问题联系起来，综合性还是比较强的。答题过程中：首先清晰审题：包含题目关键词、单位、条件、量的变化等等，然后根据题型确定解题思路，再次以“物质的量”为中心有序演算准确解题。一。能力展示1.Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋K2SO4＋2H2O回答下列问题：（1）到（2）省略(3)准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag和O2，得到224.0mLO2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。过程分析：1.(3)n(O2)＝224mL/22.4L·mL－1·1000mL·L－1＝1.000×10－2mol设样品中Ag2O2的物质的量为x,Ag2O的物质的量量为y，根据题意得：248g·mol－1×x＋232g·mol－1×y＝2.588g------①x＋1/2y＝1.000×10－2mol-------②解①②得：x＝9.500×10－3moly＝1.000×10－3molw(Ag2O2)＝＝0.91。答案：样品中Ag2O2的质量分数为0.91。精要点评：1.化学计算题在近几年高考中是考生在化学学习中比较头痛的题目也是考生在考试中最难得分的一类题目。化学计算过程，主要是一个化学问题的数学处理过程，即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识为基础，以物质的量为中心，以化学式、化学方程式及溶液组成知识为定量工具，理解和运用化学概念、化学原理，进行对比、判断、推理。2.化学计算解题的基本思维方式化学计算题千变万化，千差万别，解法不一．解题虽然没有一成不变的方式方法，却应建立解题的基本思维方式：题示信息＋基础知识＋逻辑思维＋心理素质。二。能力培养1.正极材料为2LiCoO的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）到（2）①省略（2）②2()CoOH在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为。（填化学式）；在350~400℃范围内，剩余固体的成分为。（填化学式）分析：根据题意，在变化过程中，Co的质量没有变，通过题给数据来分析，在10000C是Co(OH)2完全分解，则产物CoO；在350-4000C时，固体的质量在89.25%-86.38%之间，可以通过极点进行分析，在2920C，n(Cr)/n(O)=100/93：（89.25-100*59/93)/16=2:3，其化学式为Co2O3；在5000Cn(Cr)/n(O)=100/93：（86.38-100*59/93)/16=3:4，其化学式为Co3O4，所以可以确定在350-4000C时的化学式为Co2O3和Co3O4。答案：CoO23CoO、34CoO方法指导：1.我们可以建立化学计算解题的基本思维方式：题目信息+相关知识+逻辑思维+心理素质。即按以下四个步骤进行：一是通读题目，挖掘题示信息；二是灵活组合，运用相关知识；三是充分思维，形成解题思路；四是回顾检查，树立信心。2.化学计算解题的一个中心：以物质的量为中心；二个基本点：一是守恒，守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂的数据中寻找恒量对象及其关系。二是化学方程式中的比例关系。。用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：①利用微粒守恒关系建立关系式；②利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式；③利用方程式的加合建立关系式。三。能力测评1.联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。（1）到（2）省略（3）17℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c（NO2）=0.0300mol·L-1、c（N2O4）=0.0120mol·L-1。计算反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数K。（4）现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得1.00L已达到平衡的N2H4和NO2的混合气体（17℃、1.01×105Pa），理论上至少需消耗Cu多少克？解题分析：（3）根据题意知平衡时：1420120.0)(LmolONc；120300.0)(LmolNOcK=2422()0.012013.3()0.03000.0300cNOcNO（4）由（3）可知，在17℃、1.01×105Pa达到平衡时，1.00L混合气体中：12424()()0.01201.000.0120nNOcNOVmolLLmol122()()0.03001.000.0300nNOcNOVmolLLmol则2224()()2()0.0540nNOnNOnNOmol总由34CuHNO===Cu(NO3)2+2NO2+2H2O可得10.0540()641.732molmCugmolg答案：（3）平衡常数为13.3。（4）理论上至少需消耗Cu1.73g.防错机制：1.现行高考计算题的难度不大，摒弃了传统命题的繁、难、偏、旧，贯彻落实了新课程理念，注重对我们过程与方法的考查，更加重视对思维逻辑性、敏捷性、发散性和创造性以及相关知识的运用能力的考查，所以我们不必对化学计算为难、恐惧心理，要对自己充满必胜信心。2.平时复习中要注意培训自己会看图表，会分析流程图、关系曲线，能快速阅读、快速提取信息、快速决策判断的能力，形成良好的信息素养。注重计算方法和技巧的训练以及计算能力的培养，注重计算过程的思维方法与思维转变。四。能力提升1.测定铵明矾组成的方法是：a.称取0.906g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3残留固体0.1020g；b.称取0.4530g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO40.4659g；c.称取0.4530g样品，加入足量的NaOH溶液，加热，产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0170g。则铵明矾的化学式为。2.铝和镁的碱式碳酸盐是一种中和胃酸过多的常用药物，某化学兴趣小组通过以下实验探究该药物主要成分的化学式：甲同学取该碱式盐9.03g充分灼烧至恒重，测得剩余固体质量为5.13g；乙同学取相同质量的碱式盐使其溶于足量的盐酸中，收集到气体体积为336mL（已换算为标准状况）；继续向溶液中加入足量的NaOH溶液得到5.22g白色沉淀。试通过计算确定该碱式碳酸盐的化学式。3.粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣，其中含莫来石（Al6Si2O13）的质量分数为42.6％，还有含量较多的SiO2（其他成分不含Al和Si）。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4（霞石）、Na2SiO3和NaAlO2，有关化学方程式为：Al6Si2O13+3Na2CO3→2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑①Al6Si2O13+5Na2CO3→2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑②SiO2+Na2CO3→Na2SiO3+CO2↑③（1）粉煤灰中铝的质量分数为%，根据SiO2与纯碱反应的化学方程式，书写氧化铝与纯碱反应的化学方程式______________________________。（2）用1molAl6Si2O13和4molSiO2制得5molNaAlO2、1molNaAlSiO4，还应制得Na2SiO3____________mol，共消耗Na2CO3mol（得到的固体中无SiO2）。（3）若粉煤灰中Al6Si2O13与SiO2的物质的量之比为1:2，则1kg粉煤灰与6molNa2CO3反应（反应物全部都参与反应），可制得NaAlO2_________________mol。4.黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为8∶7；将mgX粉末全部溶于200mL的浓HNO3，反应后的溶液加水稀释至2．12L时测得其pH为0；将稀释后的溶液分为两等份，向其中一份溶液中滴加6．05mol/L的NaOH溶液，向另一份溶液中滴加0．600mol/LBa(NO3)2溶液，两溶液中均生成沉淀，且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示：⑴请通过计算确定m的值；⑵X的摩尔质量为368g/mol，请确定X的化学式。5.工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾(FeSO4·7H2O)。（1）若用98%1.84g/cm3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液，则浓硫酸与水的体积比约为1：。（2）为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率，某同学设计如下实验：取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中，然后加入5.00g铁粉充分反应，收集到224mL（标准状况）气体，剩余固体质量为3.88g，测得反应后的溶液中Fe2+的物质的量为0.14mol（不含Fe3+）。则该样品中Fe2+离子的氧化率为。（3）硫酸亚铁铵［(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.4gCu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL0.150mol/LKMnO4溶液处理，发生反应如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O6MnO4－＋5CuS＋28H＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的KMnO4恰好与VmL0.2mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。已知：MnO4－＋Fe2＋＋H＋——Mn2＋＋Fe3+＋H2O（未配平）①V的取值范围为；②若V=35，试计算混合物中CuS的质量分数。6．二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。⑴一定条件下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，向2L密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2molSO3(g)，2min后反应达到平衡时，测得SO2的转化率为50％，则该可逆反应的平衡常数K＝；恒温下，若往容器中再加入2molSO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率50％（选填“＞”、“＜”或“＝”）。⑵用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染。现有1LNO2、NO混合气体NOx，将其还原成N2，需同温同压下CH4的体积0.4L，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为。⑶新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe2Ox与SO2可生成0.75molS，x＝。求可分解⑵中混合气体体积V（标准状况下）。习题答案1.NH4Al（SO4）2·12H2O2.Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O3.(1)16.2%，Al2O3+Na2CO3==2NaAlO2+CO2↑；（2)5，8；(3)5mol4.⑴m的值为11．04（2）X的化学式为Cu2Fe2S45.（1）4.6（2）16.7%（1/6）（3）①25＜V＜50，②60%6.⑴5.76＜⑵3∶2⑶3.25，21ZnFe2O4ZnFe2OxH2300～500℃常温分解NO、NO2、SO2等