1、1专练十三 常见的化学计算方法命题角度以元素的单质及其化合物间的定量反应为载体，以物质的量为中心，进行有关量的计量和推断。解题策略解答此类问题，首先弄清题中的反应关系，正确运用差量法、关系式法、质量守恒、电子守恒等规律，以物质的量为中心，利用物质的量与物质质量、气体体积、物质的量浓度间的换算关系，正确巧妙解决化学计算问题。题型狂练1(2013湖北荆州中学月考，7) 向一定量 Fe、Fe 2O3 的混合物中加入 250 mL 2 molL1 的HNO3 溶液，反应完成后生成 1.12 L(标准状况下)NO 气体，再向反应后溶液中加入 1 molL1 NaOH 溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入
2、 NaOH 溶液体积最少是 ( )。A450 mL B500 mL C400 mL D不能确定解析 此题涉及多个反应，若全部写出化学方程式来 计算 显得十分繁锁，要使 铁元素最终完全沉淀，但不能确定铁元素最 终以 Fe(OH)3还是 Fe(OH)2 沉淀， HNO3 是否过量也不能确定，因而顺向求解较困难 。逆向思 维，运用终态法避繁就简，解题思路新颖，求解迅速。要使铁元素完全沉淀，最后的溶液必 为 NaNO3 溶液。由物料守恒有：n(NaOH)n(NO )n(HNO 3)n(NO)，即 250103 L2 molL1 1 31.12 L22.4 Lmol 1molL 1V(NaOH 溶液)，
3、V(NaOH 溶液)0.45 L450 mL。答案 A2(2013湖南十二校二模，13) 镁铝合金 5.1 g 溶于 300 mL 2 molL1 盐酸中，标准状况下放出气体体积为 5.6 L，向反应后的溶液中加入 500 mL NaOH 溶液充分反应，最终产生白色沉淀。下列有关说法不正确的是 ( )。A5.1 g 镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为 2.4 g、2.7 gB溶解 5.1 g 镁铝合金时，剩余盐酸的物质的量为 0.1 molC生成白色沉淀的最大质量为 13.6 gD若白色沉淀只有 Mg(OH)2，该 NaOH 溶液的物质的量浓度至少为1.2 molL1解析 设 5.1 g 镁铝合
4、金中 Mg 为 x mol，Al 为 y mol，根据题意知24x27y5.1；x 1.5y5.6/22.4，解得 xy0.1，反应消耗的盐酸为 0.5 mol，则剩余HCl 的物质的量为 0.1 mol，A、B 两项正确。白色沉淀最多时，m(沉淀) mMg(OH) 2mAl(OH) 30.1 mol58 gmol1 0.1 mol78 gmol1 13.6 g。若白色沉淀只有2Mg(OH)2，说明 Al(OH)3 必须完全溶解在 NaOH 中，NaOH 的物质的量最小为 0.7 mol，其浓度至少为 1.4 molL1 ，D 项错误。答案 D3(2013铜梁模拟)向 10 g Fe2O3、S
5、iO 2 和 Al2O3 的混合物中，加入 100 mL x mol/L 稀硫酸，过滤后，向滤液中加入 10 mol/L NaOH 溶液，产生沉淀的质量和加入 NaOH 溶液体积的关系曲线如图所示。下列叙述错误的是 ( ) 。A混合物和稀硫酸反应时，稀硫酸过量B可求出 x 的值C可求出 Al2O3 的质量分数D可求出 Fe2O3 的质量分数解析 由于 SiO2 不溶于稀硫酸，因此 滤渣为 SiO2。向滤液中加入 NaOH 溶液时，开始时无沉淀生成，说明稀硫酸过量，A 正确。当沉淀的 质量达到最大时，溶液中的溶质为Na2SO4，由此可得 x5， B 正确。根据 图像可知溶解 Al(OH)3时消耗
6、 NaOH 的物质的量为 0.1 mol，则原混合物中 n(Al2O3)为 0.05 mol，由此可得 Al2O3 的质量分数为 51%，C 正确。由于图像中未给出向混合溶液中加入 NaOH 溶液时，过量的酸消耗 NaOH 的量，因此无法求出混合物中 Fe2O3 的 质量分数，D 错。答案 D4(2013安徽江南十校联考，13) 将 9 g 铜和铁的混合物投入到 100 mL 稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下 1.12 L NO，剩余 4.8 g 金属；继续加入 100 mL 等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下 1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液，溶液不变
7、红，则下列说法正确的是 ( ) 。A原混合物中铜和铁各 0.075 molB稀硝酸的物质的量浓度为 0.5 molL1C第一次剩余 4.8 g 金属为铜和铁D再加入上述 100 mL 稀硝酸，又得到标准状况下 1.12 L NO解析 本题以金属和稀硝酸的反应为背景，考 查了守恒定律在 计算题中的应用。第一次加稀硝酸时金属有剩余，溶解的 4.2 g 金属均被氧化为2 价，溶解金属的物质的量为3 0.075 mol，金属的平均摩 尔质量为 56 gmol1 ，因1.1222.4 12 9 g 4.8 g0.075 mol 4.2 g0.075 mol3此溶解的都是铁；第二次加稀硝酸后金属完全溶解，
8、由题意可知 Fe2 未被氧化，溶解的4.8 g 金属也一定被氧化 为 2 价，同理可知溶解的金属的平均摩尔质量为 64 gmol1 ，因此溶解的都是铜。c (HNO3) 40.1 L 2 molL1 。若金属完全溶解后1.12 L22.4 Lmol 1再加 100 mL 稀硝酸，反应为 3Fe2 4H NO = 3Fe3 NO2H 2O，HNO3 足量， 30.075 mol Fe2 生成 0.025 mol NO，标准状况下体积为 0.56 L，故 A 正确，B、 C、D 错误。答案 A5(2013渝东南三区联考)现有一包由铁粉和铜粉组成的混合物，为确定其组成，现提供 4 molL1 FeC
9、l3 溶液( 其他用品略 )，某合作学习小组同学的实验结果如表所示( 假定反应前后溶液的体积不变) ：组别 VFeCl3(aq)/mL 100 100 100 100混合粉末的质量/g 6 13.2 24 36反应后剩余固体的质量/g 0 1.28 12.8 24.8下列结论正确的是 ( ) 。A第组反应后溶液中 c(Fe3 )3.0 molL 1B第组剩余固体是铁粉和铜粉C第组反应后的滤液中 c(Fe2 )6 molL 1D原混合粉末中 n(Fe)n(Cu)32解析 第组数据说明反应后固体混合物有剩余， 则原 FeCl3 溶液已消耗完，根据铁粉、铜粉与 FeCl3 溶液反 应的先后 顺序可判
10、断溶液中的溶质有两种可能，一种可能只有FeCl2，另一种可能为 FeCl2 与 CuCl2 的混合物。对比第组和第组数据，固体粉末增加 10.8 g，而反应后剩余固体的质量增加 11.52 g，两者质量不等，由此说明第组反应后的溶液中不可能只有 FeCl2(否则无任何反应发生)，而是 FeCl2 与 CuCl2 的混合物，同时可得第组中 1.28 g 固体全为铜，选项 B 错。 设 13.2 g 固体粉末中含 x mol Fe，y mol铜，则共反应了铜(y 0.02)mol，则有：Fe 2FeCl3=3FeCl2(先)x mol 2x molCu 2FeCl3= CuCl22FeCl 2(后
11、)(y0.02)mol 2(y0.02)molError!联立解得 x0.11，y0.11，则 原混合粉末中 n(Fe)n(Cu)11，选项 D 错。同理可得原 6 g 混合粉末中含铁粉和铜粉各 0.05 mol。Fe 2FeCl3= 3FeCl2(先)40.05 0.052Cu 2FeCl3= CuCl22FeCl 2(后)005 0.052则第组反应完全后剩余的 n(FeCl3)0.40.0520.0520.2(mol)，即反应后溶液中的 c(Fe3 )为 2 molL1 ，选项 A 错。由上述计算可得若混合粉末的质量为 36 g，则含铁粉和铜 粉各 0.3 mol，则有：Fe 2FeCl3= 3FeCl2(先)03 mol 0.4 mol反应时 FeCl3 不足量，生成的 FeCl2 根据 FeCl3 的量计算， n(FeCl2)0.6 mol，即反应后溶液中的 c(Fe2 )为 6 molL1 ，选项 C 正确。答案 C
