1、专题一PART 01物质的量在化学方程式计算中的应用题型分类突破专题强化训练专题一P A R T 0 1 物质的量在化学方程式计算中的应用题型分考情剖析专题一 物质的量在化学方程式计算中的应用化学常用计量是化学计算的基础，贯穿于高中化学始终，是每年高考的必考内容。高考主要考查物质的量、物质的量浓度、阿伏伽德罗定律、气体摩尔体积等概念的理解或利用物质的量在元素化合物、化学理论方面计算中的应用，其计算技巧经常是要求考生巧妙利用化学方程式蕴含的学科特有守恒思想、差量思想进行有关计算。如2016年全国卷第36题、全国卷第26题、全国卷第28题和2015年全国卷第9题、第36题。考情剖析专题一 物质的量
2、在化学方程式计算中的应用化学常题型一利用关系式法计算对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为关系式法。利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算的麻烦，简化解题步骤，减少计算量，且计算结果不易出错，准确率高。【解题策略】在化工流程题中，计算某种物质的质量分数或在多步复杂的反应过程中进行某个特定量的计算，可以考虑利用某种微粒(或原子)的守恒关系或物质的特定组成关系建立关系式解题。建立关系式进行计算的方法有：题型分类突破题型一利用关系式法计算题型分类突破1叠加法(利用化学方程式的加合建立关系式，如利用木炭、水蒸气
3、制取氨气)由木炭、水蒸气制取NH3的关系式为3C4NH3。题型分类突破1 叠加法(利用化学方程式的加合建立关系式，如利用木炭、水蒸2元素守恒法利用微粒(原子)守恒建立关系式或利用化学方程式之间的化学计量数间的关系建立关系式经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3HNO3。题型分类突破2 元素守恒法 利用微粒(原子)守恒建立关系式或利用化学方程3电子转移守恒法由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH32O2。题型分类突破3 电子转移守恒法题型分类突破题型分类突破例1 2016全国卷节选 高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 0 g样品，溶解后定容于100
4、 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.200 0 molL1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL。该样品的纯度为_(列出计算式即可，已知2MnO4-5H2C2O4-6H=2Mn210CO28H2O)。答案 解析 根据关系式2MnO4-5H2C2O4，以及滴定0.200 0 mol/L H2C2O4标准溶液20.00 mL平均消耗KMnO4溶液24.48 mL，可求出c(KMnO4)mol/L，则样品中m(KMnO4)mol/L0.1 L158 g/mol，其纯度为 100%。题型分类突破例1 2 0 1 6 全国卷节
5、选 高锰酸钾题型分类突破变式题 2016全国卷节选 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以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：题型分类突破变式题 2 0 1 6 全国卷节选 从废钒题型分类突破“氧化”中欲使3 mol的VO2变为VO2，则需要氧化剂KClO3至少为_mol。题型分类突破题型分类突破答案 0.5解析 根据VO2 VO2，KClO3 Cl，由得失电子守恒，则n(VO2)6n(KClO3)，故n(KClO3)n(VO2)3 mol0.5 mol。题型分类突破 答案 0.5 解析 根据V O 2 题型分类突破题型二利用差量法计算“差量法”就是
6、利用化学反应前后物质间所出现的差量关系解决化学问题的方法。即依据化学反应前后的某些“差量”与反应物或生成物的变化量成正比而建立的解题方法。差量法只与反应前后相应的差量有关，不必追究各成分在反应前后具体的量，能更深刻地抓住本质，可使化学计算独辟蹊径，化繁为简，变难为易，大大简化运算量，提高运算准确度。中学常见的差量问题有反应前后固体(或溶液或气体)质量差法、反应前后气体体积差(或气体物质的量差或恒容容器内气体的压强差)法、热量差法。题型分类突破题型二利用差量法计算题型分类突破【解题策略】1如果题中给出某个反应过程中物质始态质量与终态质量，则可采用反应前后的质量差来解题。(1)解题关键：根据变化前
7、后化学方程式中某种量发生的变化，找出“理论差量”，即一个过程中某物质始态量与终态量的差值，该差量的大小与参加反应的物质有关量成正比。(2)解题保障：根据题目提供的“实际差量”，列比例式，解出答案。题型分类突破【解题策略】题型分类突破2当有气体参加化学反应且反应前后气体体积(相同条件下)(或物质的量或恒容容器的压强)有变化时，则可根据气体分子反应前后的分子总数(或物质的量或压强)之差，利用气体体积(或物质的量或压强)的差量，列比例式来解题。(1)解题关键：根据变化前后化学方程式中气体物质的量(或体积或压强)发生的变化，找出“理论差量”，再根据题意找出“实际差量”。(2)利用化学方程式中反应前后气
8、态反应物和气态生成物之间的气体体积(或物质的量或压强)之差列式计算。如：题型分类突破2 当有气体参加化学反应且反应前后气体体积(相同题型分类突破3使用差量法的注意事项(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。(2)有关物质的物理量及其单位要求：上下一致，左右相当。题型分类突破3 使用差量法的注意事项题型分类突破例2 2014新课标全国卷节选 PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图Z12所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即 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_。答案 根据PbO2 PbOx O2，有 32239
9、4.0%，x2 1.4根据mPbO2nPbO，解析 根据题意PbO2在加热过程中发生反应PbO2 PbOx O2，减少的质量是氧气的质量，再利用质量关系计算。题型分类突破例2 2 0 1 4 新课标全国卷节选 P题型分类突破变式题 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Z13所示。请回答下列问题：试确定200 时固体物质的化学式_(要求写出推断过程)。答案 CuSO45H2O CuSO4(5n)H2OnH2O250 18n0.80 g 0.80 g0.57 g0.23 gn4200 时该固体物质的化学式为CuSO4H2O题型分类突破变式题 0
10、.8 0 g C u S O 4 5 H 2 O1把氯气通入浓氨水中，会立即发生下列反应：3Cl28NH3H2O=6NH4ClN28H2O。在标准状况下，把1.12 L Cl2、N2的混合气体(90%Cl2和10%N2，均为体积分数，下同)通入浓氨水中，实验测得逸出气体的体积为0.672 L(其中50%Cl2和50%N2)，此反应中被氧化的NH3的质量为()A3.4 g B0.34 g C1.36 g D4.48 g专题强化训练答案 B解析 本题可利用体积差量法来求解，再利用关系式法，找出差量与被氧化的NH3的质量之间的关系，即可求解。由题中反应式可得出每3 mol Cl2(反应物)参加反应生
11、成1 mol N2(生成物)时，气体的物质的量减少了2 mol，即体积减少了44.8 L，这一差量即为“理论差量”，而这一差量所对应的被氧化的NH3的物质的量为2 mol(质量为34 g)，再从题中所给的数据可以求出“实际差量”为(1.120.672)L0.448 L。即3Cl22NH3N2V2 mol17 gmol144.8 Lm(被氧化的NH3)(1.120.672)Lm(被氧化的NH3)0.34 g。1 把氯气通入浓氨水中，会立即发生下列反应：专题强化训练 答专题强化训练答案 B2一定体积的KMnO4溶液恰好能氧化一定质量的KHC2O4H2C2O42H2O。若用0.100 0 mol/L
12、的NaOH溶液中和相同质量的KHC2O4H2C2O42H2O，所需NaOH溶液的体积恰好为KMnO4溶液的3倍，则KMnO4溶液的浓度(mol/L)为()(提示：H2C2O4是二元弱酸；10KHC2O4H2C2O48KMnO417H2SO4=8MnSO49K2SO440CO232H2O)A0.008 889 B0.080 0C0.120 0 D0.240 0解析 根据题目方程式得出关系式：10KHC2O4H2C2O48KMnO4，还有关系式：KHC2O4H2C2O43NaOH，设KMnO4溶液的物质的量浓度为x，则列式：，解得x0.080 0 molL1。专题强化训练 答案 B 2 一定体积的
13、K Mn O 4 溶液恰好能氧专题强化训练32015四川卷节选 为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3的主要反应为FeS27Fe2(SO4)38H2O=15FeSO48H2SO4，不考虑其他反应。假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第步应加入FeCO3_kg。专题强化训练3 2 0 1 5 四川
14、卷节选 为了保护环境，充分答案 0.011 8ab0.646 c或解析 设加入FeCO3的质量为x kg，加入FeCO3的目的是中和剩余H2SO4和生成的H2SO4，根据化学方程式Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O和FeS27Fe2(SO4)38H2O=15FeSO48H2SO4知1 mol Fe2O3生成FeSO4实际消耗137 mol H2SO4，根据化学方程式FeCO3H2SO4=FeSO4H2OCO2知1 mol FeCO3生成FeSO4消耗1 mol H2SO4，根据两个反应消耗的硫酸之和为a kgb%可计算加入FeCO3的量，即：a kgb%c kg50%96%98
15、 kgkmol1160 kgkmol1x kg98 kgk mol1116 kgkmol1，解得x 0.011 8ab0.646c。专题强化训练 答案 0.0 1 1 8 a b 0.6 4 6 c 或 解析 设加专题强化训练4取KI溶液25 mL，向其中滴加0.4 mol/L的FeCl3溶液135 mL，I完全反应生成I2：2I2Fe3=I22Fe2。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025 mol时，Fe2恰好完全反应。则KI溶液的物质的量浓度为_。答案 2 mol/L 解析 2I2Fe2e3=I22Fe22Fe2C2el2=2Fe32Cl本题可用关系式法
16、求解。由上述两个反应及电子转移守恒理论，得I与Cl2之间的关系式：2ICl2。设KI的物质的量是x。2ICl221x0.025 molx0.05 mol。c(KI)2 mol/L专题强化训练4 取K I 溶液2 5 m L，向其中滴加0.4 m o专题强化训练5取一定量的CuO粉末与0.5 L稀硫酸充分反应后，将一根56 g铁棒插入上述溶液中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重0.24 g，并收集到224 mL气体(标准状况)。则此CuO粉末的质量为_。答案 8 g解析 由题意可知，CuO粉末与稀硫酸充分反应后，硫酸过量。引起铁棒质量变化时涉及下列两个反应：FeH2SO4=FeSO4H2m1FeC
17、uSO4=FeSO4Cum2其中反应使铁棒质量减少，反应使铁棒质量增加，两者的代数和为0.24 g。FeH2SO4=FeSO4H2 m11 mol56 g224 mL 0.56 gm2m10.24 g，m2m10.24 g0.56 g0.24 g0.8 g。设CuO的物质的量为x，则CuSO4的物质的量也为x，FeCuSO4=FeSO4Cum21 mol8 gx 0.8 g求得x0.1 mol，m(CuO)0.1 mol80 g/mol8 g。专题强化训练5 取一定量的C u O 粉末与0.5 L 稀硫酸充分反专题强化训练62015江苏卷节选 软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、
18、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4H2O，反应的化学方程式为MnO2SO2=MnSO4。(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化_L(标准状况)SO2。(2)准确称取0.171 0 g MnSO4H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2全部氧化成Mn3，用c(Fe2)0.050 0 molL1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3被还原为Mn2)，消耗Fe2溶液20.00 mL。计算MnSO4H2O样品的纯度(请给出计算过程)。专题强化训练6 2 0 1 5 江苏卷节选 软锰矿(主要成分M内部文件，请勿外传内部文件，请勿外传答案(1)
19、4.48(2)n(Fe2)0.050 0 molL1 1.00103 moln(Mn2)n(Fe2)1.00103 molm(MnSO4H2O)1.00103 mol 169 gmol10.169 gMnSO4H2O样品的纯度：100%98.8%解析 (1)n(MnO2)0.2 mol，由方程式知，可以氧化0.2 mol SO2，标准状况下为0.2 mol22.4 Lmol14.48 L。(2)Mn2先转化成Mn3，Mn元素的量没有改变，依据反应Mn3Fe2=Mn2Fe3知，消耗的Fe2的物质的量等于Mn3的物质的量，所以n(MnSO4H2O)n(Mn2)n(Mn3)n(Fe2)0.05 mol/L0.02 L0.001 mol，MnSO4H2O的纯度为 100%98.8%。专题强化训练 答案 (1)4.4 8 解析 (1)n(Mn O 2)
