2019-2020年高考化學二輪復習 考前三個月 21題逐題特訓 第18題 物質組成的測定與化學綜合計算.doc

2019-2020年高考化學二輪復習 考前三個月 21題逐題特訓 第18題 物質組成的測定與化學綜合計算解題指導巧用守恒思想破解化學綜合計算1.質量守恒適用條件(1)在一個具體的化學反應中，涉及到反應前后物質的總質量有關問題時，可考慮質量。(2)在某一具體的化學反應或過程中，某一元素(或原子或原子團)的質量或數目不變，常用元素守恒法或物料守恒法。(3)在某些復雜多步反應中，某些元素的質量或原子團沒有發(fā)生變化，可考慮元素守恒。2.電荷守恒的適用條件在電解質溶液或離子化合物中，已知陽離子(陰離子)的量計算陰離子(陽離子)的量或計算陽離子和陰離子量的關系時，常用電荷守恒。3.電子守恒在涉及氧化還原反應、電化學計算時常用電子守恒。典例剖析硫酸鎳銨(NH4)xNiy(SO4)mnH2O可用于電鍍、印刷等領域。某同學為測定硫酸鎳銨的組成，進行如下實驗：準確稱取2.335 0 g樣品，配制成100.00 mL溶液A；準確量取25.00 mL溶液A，用0.040 00 molL1的EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Ni2(離子方程式為Ni2H2Y2=NiY22H)，消耗EDTA標準溶液31.25 mL；另取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加熱，生成NH3 56.00 mL(標準狀況)。(1)若滴定管在使用前未用EDTA標準溶液潤洗，測得的Ni2含量將_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(2)氨氣常用_檢驗，現(xiàn)象是_。(3)通過計算確定硫酸鎳銨的化學式(寫出計算過程)。信息提取可按以下思路解答本題：解析(1)若滴定管使用前沒有用EDTA標準溶液潤洗，會造成EDTA溶液濃度減小，使EDTA溶液體積偏大，則Ni2含量偏高。(2)氨氣是中學化學中唯一的堿性氣體，常用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙由紅色變藍色。答案(1)偏高(2)濕潤的紅色石蕊試紙試紙顏色由紅變藍(3)n(Ni2)0.040 00 molL131.25 mL103 LmL11.250103 moln(NH)2.500103 moln(SO)2.500103 molm(Ni2)59 gmol11.250103 mol0.073 75 gm(NH)18 gmol12.500103 mol0.045 00 gm(SO)96 gmol12.500103 mol0.240 0 gn(H2O)1.250102 molxymnn(NH)n(Ni2)n(SO)n(H2O)21210硫酸鎳銨的化學式為(NH4)2Ni(SO4)210H2O。挑戰(zhàn)滿分(限時25分鐘)1.已知黃鈉鐵礬NaxFey(SO4)m(OH)n具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點。某研究小組先將某廢水中Fe2氧化為Fe3，再加入Na2SO4使其生成黃鈉鐵礬而除去。該小組為測定黃鈉鐵礬的組成，進行了如下實驗：稱取4.850 g樣品，加鹽酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A。量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.250 0 molL1 Na2S2O3溶液進行滴定(反應為I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6)，消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至終點。另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl2溶液充分反應后，過濾、洗滌、干燥后得沉淀1.165 g。(1)該小組不采用生成Fe(OH)3沉淀的方法除去鐵元素，是因為生成的Fe(OH)3_。(2)用Na2S2O3溶液進行滴定時，使用的指示劑為_，滴定到終點的顏色變化為_。(3)通過計算確定黃鈉鐵礬的化學式(寫出計算過程)。2.通過血液中的鈣離子的檢測能夠幫助判斷多種疾病。某研究小組為測定血液樣品中Ca2的含量(100 mL血液中含Ca2的質量)，實驗步驟如下：準確量取5.00 mL血液樣品，處理后配制成50.00 mL溶液；準確量取溶液10.00 mL，加入過量(NH4)2C2O4溶液，使Ca2完全轉化成CaC2O4沉淀；過濾并洗凈所得CaC2O4沉淀，用過量稀硫酸溶解，生成H2C2O4和CaSO4稀溶液；加入12.00 mL 0.001 0 molL1的KMnO4溶液，使H2C2O4完全被氧化，離子方程式為2MnO5H2C2O46H=10CO22Mn28H2O；用0.002 0 molL1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定過量的KMnO4溶液，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00 mL。(1)已知室溫下CaC2O4的Ksp2.0109，欲使步驟中c(Ca2)1.0105 molL1，應保持溶液中c(C2O)_ molL1。(2)步驟中有Mn2生成，發(fā)生反應的離子方程式為_。(3)若步驟滴定管在使用前未用標準(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗滌，測得血液中Ca2的含量將_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(4)計算血樣中Ca2的含量(寫出計算過程)。3.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種高效多功能水處理劑。工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產，反應原理為在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，過濾得到粗產品，再用NaOH溶液溶解，重結晶，用有機溶劑脫堿，低溫烘干得到固體樣品。反應方程式為3NaClO2Fe(NO3)310NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O (1)上述制備過程中，用NaOH溶液溶解粗產品而不用水的原因是_。(2)高鐵酸鈉電池是一種新型可充電電池，電解質為NaOH溶液，放電時負極材料為Zn，正極產生紅褐色沉淀，寫出該電池反應方程式_。(3)生產Na2FeO4的原料之一Fe(NO3)3用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)與稀硝酸反應制備。準確稱取該黑色粉末13.12 g，加入200 mL 4 molL1 HNO3攪拌，固體完全溶解，共收集到標準狀況下2 688 mL的氣體，經分析其中只含有NO，并測得此時溶液中c(H)0.4 molL1(設反應前后溶液體積不變)。通過以上數據，計算該黑色粉末中Fe的質量分數。(寫出計算過程，結果保留兩位小數)4.(xx通、揚、泰、淮四市三模)Mn(OH)2常用作油漆催干劑。向MnSO4溶液加入NaOH溶液，待沉淀完全后，過濾，洗滌，烘干即可制得Mn(OH)2。(1)已知：常溫下Mn(OH)2的Ksp1.01015。如果要使溶液中Mn2沉淀完全，則應該保持溶液中c(OH)_molL1當c(Mn2)105molL1時，即可認為溶液中Mn2沉淀完全。(2)Mn(OH)2還可以通過MnO2與SO2氣體充分接觸，再與石灰乳反應制得，寫出該反應的總的化學方程式：_。(3)一種含Mn2的結晶水合物組成為AxMnyBzmH2O(A表示一種陽離子，B表示一種陰離子)?，F(xiàn)稱取39.10 g 晶體配成100 mL溶液X，取20 mL溶液X，向其中加入足量的氫氧化鈉溶液，加熱，得到896 mL氣體(標準狀況)；另取20 mL溶液X，向其中加入鹽酸，無沉淀產生，再加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，過濾，洗滌，烘干，得到固體9.32 g。A、B的離子符號分別為_、_。通過計算確定該結晶水合物的化學式(寫出計算過程)。答案精析第18題物質組成的測定與化學綜合計算挑戰(zhàn)滿分1.(1)沉淀顆粒小、沉淀速率慢、不容易過濾等(合理答案均可) (2)淀粉溶液溶液藍色恰好褪去，且半分鐘內不再恢復(3)n(Fe3)2n(I2)n(Na2S2O3)0.250 0 molL130.00 mL103 LmL17.50103 moln(SO)1.165 g 233 gmol15.00103 mol100 mL溶液中含有n(Fe3)0.03 mol，n(SO)0.02 moln(Na)0.01 mol，n(OH)0.06 molxymnn(Na)n(Fe3)n(SO)n(OH)1326 化學式為NaFe3(SO4)2(OH)6。2.(1)2.0104(2)MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O(3)偏低(4)KMnO4的總物質的量為0.001 0121031.2105 mol(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定消耗的過量的KMnO4的物質的量為0.002 020.001038.0106 mol與H2C2O4反應的KMnO4的量為1.2105 mol8.0106 mol4.0106 moln(H2C2O4)4.0106 mol1.0105 mol故n(CaC2O4)1.0105 mol100 mL血樣中Ca2的含量為1.0105 mol40 gmol10.04 g。3.(1)Na2FeO4 在水溶液中易水解后溶液呈堿性，NaOH溶液呈堿性會抑制其水解，有利于減少產品損失(2)3Zn2Na2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34NaOH(3)n(NO)0.12 mol溶液中還有H，說明硝酸未反應完，所以溶液中只含F(xiàn)e3溶液中有n(NO)0.12 mol0.68 mol根據電荷守恒n(NO)1n(H)1n(Fe3)3 n(Fe3)0.2 mol樣品中所有鐵元素物質的量為0.2 mol設樣品中Fe的物質的量為x，F(xiàn)e3O4的物質的量為y56 gmol1x232 gmol1y13.12 gx3y0.2 molx0.11 moly0.03 mol單質鐵的質量分數為56 gmol10.11 mol/13.12 g0.47。4.(1)1 105(2)MnO2SO2Ca(OH)2=Mn(OH)2CaSO4(3)NHSO39.10 g樣品中：n(NH )n(NH3)50.896 L22.4 Lmol150.2 moln(SO)n(BaSO4)59.32 g233 gmol150.2 mol根據電荷守恒：n(NH)2n(Mn2)2n(SO)n(Mn2)(20.2 mol0.2 mol)20.1 moln(H2O)(39.1 g0.2 mol18 gmol10.1 mol55 gmol10.2 mol96 gmol1)18 gmol10.6 moln(NH)n(Mn2)n(SO)n(H2O)2126故該結晶水合物的化學式為(NH4)2Mn(SO4)2 6H2O解析(1)KspMn(OH)2c(Mn2)c2(OH)，c2(OH)1.01015/1051010，c(OH)105 molL1。(2)MnO2將SO2氧化生成SO，與Ca(OH)2反應生成CaSO4，根據Mn、S元素得失電子守恒配平反應。(3)與堿反應生成氣體的只能是NH，生成NH3；先與HCl無反應，再與BaCl2生成沉淀的，只能是BaSO4，原物質中一定含有SO。根據給出的量，可計算出NH和SO的物質的量，再根據電荷守恒：n(NH)2n(Mn2)2n(SO)，可得出Mn2的物質的量，最后根據質量守恒，計算出H2O的物質的量，將各粒子的物質的量相比，即可得出化學式中粒子的下標。