2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 21題逐題特訓(xùn) 第18題 物質(zhì)組成的測(cè)定與化學(xué)綜合計(jì)算解題指導(dǎo)巧用守恒思想破解化學(xué)綜合計(jì)算1.質(zhì)量守恒適用條件(1)在一個(gè)具體的化學(xué)反應(yīng)中，涉及到反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量有關(guān)問(wèn)題時(shí)，可考慮質(zhì)量。(2)在某一具體的化學(xué)反應(yīng)或過(guò)程中，某一元素(或原子或原子團(tuán))的質(zhì)量或數(shù)目不變，常用元素守恒法或物料守恒法。(3)在某些復(fù)雜多步反應(yīng)中，某些元素的質(zhì)量或原子團(tuán)沒(méi)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(zhì)溶液或離子化合物中，已知陽(yáng)離子(陰離子)的量計(jì)算陰離子(陽(yáng)離子)的量或計(jì)算陽(yáng)離子和陰離子量的關(guān)系時(shí)，常用電荷守恒。3.電子守恒在涉及氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)計(jì)算時(shí)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(lǐng)域。某同學(xué)為測(cè)定硫酸鎳銨的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取2.335 0 g樣品，配制成100.00 mL溶液A；準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A，用0.040 00 molL1的EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Ni2(離子方程式為Ni2H2Y2=NiY22H)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀況)。(1)若滴定管在使用前未用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，測(cè)得的Ni2含量將_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(2)氨氣常用_檢驗(yàn)，現(xiàn)象是_。(3)通過(guò)計(jì)算確定硫酸鎳銨的化學(xué)式(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)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(méi)有用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，會(huì)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(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體，常用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙由紅色變藍(lán)色。答案(1)偏高(2)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)嚰堫伾杉t變藍(lán)(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(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)210H2O。挑戰(zhàn)滿(mǎn)分(限時(shí)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(guò)濾等特點(diǎn)。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(cè)定黃鈉鐵礬的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：稱(chēng)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(jìn)行滴定(反應(yīng)為I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6)，消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至終點(diǎn)。另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后，過(guò)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?yàn)樯傻腇e(OH)3_。(2)用Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定時(shí)，使用的指示劑為_(kāi)，滴定到終點(diǎn)的顏色變化為_(kāi)。(3)通過(guò)計(jì)算確定黃鈉鐵礬的化學(xué)式(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。2.通過(guò)血液中的鈣離子的檢測(cè)能夠幫助判斷多種疾病。某研究小組為測(cè)定血液樣品中Ca2的含量(100 mL血液中含Ca2的質(zhì)量)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確量取5.00 mL血液樣品，處理后配制成50.00 mL溶液；準(zhǔn)確量取溶液10.00 mL，加入過(guò)量(NH4)2C2O4溶液，使Ca2完全轉(zhuǎn)化成CaC2O4沉淀；過(guò)濾并洗凈所得CaC2O4沉淀，用過(guò)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(guò)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(yīng)保持溶液中c(C2O)_ molL1。(2)步驟中有Mn2生成，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)若步驟滴定管在使用前未用標(biāo)準(zhǔn)(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗滌，測(cè)得血液中Ca2的含量將_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(4)計(jì)算血樣中Ca2的含量(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)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(chǎn)，反應(yīng)原理為在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，過(guò)濾得到粗產(chǎn)品，再用NaOH溶液溶解，重結(jié)晶，用有機(jī)溶劑脫堿，低溫烘干得到固體樣品。反應(yīng)方程式為3NaClO2Fe(NO3)310NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O (1)上述制備過(guò)程中，用NaOH溶液溶解粗產(chǎn)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(zhì)為NaOH溶液，放電時(shí)負(fù)極材料為Zn，正極產(chǎn)生紅褐色沉淀，寫(xiě)出該電池反應(yīng)方程式_。(3)生產(chǎn)Na2FeO4的原料之一Fe(NO3)3用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)與稀硝酸反應(yīng)制備。準(zhǔn)確稱(chēng)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(biāo)準(zhǔn)狀況下2 688 mL的氣體，經(jīng)分析其中只含有NO，并測(cè)得此時(shí)溶液中c(H)0.4 molL1(設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變)。通過(guò)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算該黑色粉末中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位小數(shù))4.(xx通、揚(yáng)、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(guò)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(yīng)該保持溶液中c(OH)_molL1當(dāng)c(Mn2)105molL1時(shí)，即可認(rèn)為溶液中Mn2沉淀完全。(2)Mn(OH)2還可以通過(guò)MnO2與SO2氣體充分接觸，再與石灰乳反應(yīng)制得，寫(xiě)出該反應(yīng)的總的化學(xué)方程式：_。(3)一種含Mn2的結(jié)晶水合物組成為AxMnyBzmH2O(A表示一種陽(yáng)離子，B表示一種陰離子)?，F(xiàn)稱(chēng)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(biāo)準(zhǔn)狀況)；另取20 mL溶液X，向其中加入鹽酸，無(wú)沉淀產(chǎn)生，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，洗滌，烘干，得到固體9.32 g。A、B的離子符號(hào)分別為_(kāi)、_。通過(guò)計(jì)算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。答案精析第18題物質(zhì)組成的測(cè)定與化學(xué)綜合計(jì)算挑戰(zhàn)滿(mǎn)分1.(1)沉淀顆粒小、沉淀速率慢、不容易過(guò)濾等(合理答案均可) (2)淀粉溶液溶液藍(lán)色恰好褪去，且半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)(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(xué)式為NaFe3(SO4)2(OH)6。2.(1)2.0104(2)MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O(3)偏低(4)KMnO4的總物質(zhì)的量為0.001 0121031.2105 mol(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定消耗的過(guò)量的KMnO4的物質(zhì)的量為0.002 020.001038.0106 mol與H2C2O4反應(yīng)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(huì)抑制其水解，有利于減少產(chǎn)品損失(2)3Zn2Na2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34NaOH(3)n(NO)0.12 mol溶液中還有H，說(shuō)明硝酸未反應(yīng)完，所以溶液中只含F(xiàn)e3溶液中有n(NO)0.12 mol0.68 mol根據(jù)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(zhì)的量為0.2 mol設(shè)樣品中Fe的物質(zhì)的量為x，F(xiàn)e3O4的物質(zhì)的量為y56 gmol1x232 gmol1y13.12 gx3y0.2 molx0.11 moly0.03 mol單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jù)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(jié)晶水合物的化學(xué)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(yīng)生成CaSO4，根據(jù)Mn、S元素得失電子守恒配平反應(yīng)。(3)與堿反應(yīng)生成氣體的只能是NH，生成NH3；先與HCl無(wú)反應(yīng)，再與BaCl2生成沉淀的，只能是BaSO4，原物質(zhì)中一定含有SO。根據(jù)給出的量，可計(jì)算出NH和SO的物質(zhì)的量，再根據(jù)電荷守恒：n(NH)2n(Mn2)2n(SO)，可得出Mn2的物質(zhì)的量，最后根據(jù)質(zhì)量守恒，計(jì)算出H2O的物質(zhì)的量，將各粒子的物質(zhì)的量相比，即可得出化學(xué)式中粒子的下標(biāo)。