2024年新教材高考化学一轮复习第1章物质的量专题讲座一化学计算中的数学思想学案.doc

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专题讲座一化学计算中的数学思想

思想一守恒法

所谓“守恒”就是物质在发生“改变”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”。在化学改变中存在各种各样的守恒，如原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。其解题步骤如下：

突破一原子守恒

1．有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测得其含水2.8%、含K2CO337.3%，取1g该样品投入25mL2mol·L－1的盐酸中后，多余的盐酸用1.0mol·L－1KOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体()

A．1g B．3.725g

C．0.797g D．2.836g

解析：选B。最终溶液中的溶质为KCl，n(KCl)＝n(HCl)＝0.025L×2mol·L－1＝0.05mol，其质量为m(KCl)＝0.05mol×74.5g·mol－1＝3.725g。

2．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，在肯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：选C。依据密胺的结构简式和原子守恒可知，一个密胺分子中有3个碳原子和6个氮原子，所以合成1mol密胺须要3molCO2和6molNH3，NH3和CO2的质量之比应为(6×17)∶(3×44)＝17∶22。

3.某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为________。

解析：由Cr原子守恒可得关系式Cr2O3～K2Cr2O7，则理论产生K2Cr2O7的质量为(eq\f(m1×1000×40%,152)×294)g，而实际产量为1000m2g，则产率＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%＝eq\f(190m2,147m1)×100%。

答案：eq\f(190m2,147m1)×100%

突破二电荷守恒

4．将agFe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mLpH＝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100mL，则NaOH溶液的浓度为________________。

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，且改变过程中Na＋的物质的量不变。依据电荷守恒可知，eq\f(n（Na＋）,n（SOeq\o\al(2－,4)）)＝eq\f(2,1)，所以，n(NaOH)＝n(Na＋)＝2n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(H＋)＝0.1mol·L－1×0.2L＝0.02mol，c(NaOH)＝eq\f(0.02mol,0.1L)＝0.2mol·L－1。

答案：0.2mol·L－1

5．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＋

NHeq\o\al(＋,4)

SOeq\o\al(2－,4)

NOeq\o\al(－,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

依据表中数据推断试样的pH＝________。

解析：依据表格供应的离子可知，NHeq\o\al(＋,4)水解导致试样溶液呈酸性，再依据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(Cl－)＋c(NOeq\o\al(－,3))，将表格中的数据代入得c(H＋)＝10－4mol·L－1，则pH＝4。

答案：4

突破三电子守恒

6．某强氧化剂XO(OH)eq\o\al(＋,2)可被Na2SO3还原。假如还原1.2×10－3molXO(OH)eq\o\al(＋,2)需用30mL0.1mol·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：选D。由题意知，S元素由＋4价→＋6价，假设反应后X元素的化合价为＋x，依据氧化还原反应中得失电子数目相等可得，1.2×10－3mol×(5－x)＝0.03L×0.1mol·L－1×(6－4)，解得x＝0，所以X元素被还原后的物质可能是X，D项正确。

7．4.6g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化