江苏高三化学二轮复习高考题型专题复习 化学计算和反应原理

江苏高三化学二轮复习高考题型专题复习 化学计算和反应原理

高考题型专题复习——化学计算和反应原理 省西亭高中 张俊杰 一、江苏高考化学卷中的18题：‎ ‎***.（2011年江苏卷，18）(12分) Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗剂、真空干燥得到固体样品。反应方程式为 回答下列问题：‎ ‎（1）上述制备过程中，检验洗剂是否完全的方法是 。‎ ‎(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。‎ ‎(3)准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2 ，得到224.0mL O2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。‎ 参考答案：‎ ‎（1）取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO)溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）‎ ‎ ‎ 设样品中AgO的物质的量为x，AgO 的物质的量量为y ‎【分析】本题以银锌碱性电池正极活性物质Ag2O2制备、制备过程检验洗洗涤是否完全的实验方法、电池反应、以及成分分析与相关计算为背景，试图引导学生关注化学与社会生活，考查学生用化学的思维方式来解决一些现实生活中的一些具体问题的能力。‎ ‎【备考提示】高三复习重视化学与社会生活问题联系，要拓展搞活学科知识。化学计算要物质的量为基本，适当关注化学学科思想（如质量守恒、电荷守恒、极端分析等）等在化学计算中的运用。‎ ‎***.（2012年江苏卷，18）(12 分) 硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4 ·yH2O2 ·zH2O)的组成可通过下列实验测定：①准确称取1. 7700 g 样品，配制成100. 00 mL 溶液A。②准确量取25. 00 mL 溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2‎ ‎ 溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. 5825 g。③准确量取25. 00 mL 溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0. 02000 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点，消耗KMnO4 溶液25. 00 mL。H2O2 与KMnO4 反应的离子方程式如下：2MnO4- +5H2O2+6H＋=2Mn2＋+8H2O+5O2↑‎ ‎(1)已知室温下BaSO4 的Ksp =1. 1×10-10，欲使溶液中c(SO42－ )≤1. 0×10-6 mol·L-1，应保持溶液中c(Ba2＋)≥ mol·L-1。‎ ‎(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO4- 被还原为MnO2，其离子方程式为 。‎ ‎(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。‎ 参考答案：‎ ‎(1)1. 1×10-4‎ ‎(2)2MnO4－+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH－+2H2O ‎(3)n(Na2SO4)= n(BaSO4)= 0. 5825g/233g·mol－1 =2. 50×10-3 mol ‎ 2MnO4- +5H2O2+6H＋=2Mn2＋+8H2O+5O2↑‎ ‎ n(H2O2)= 5/2×0. 02000 mol·L-1×25. 00 mL/1000 mL·L-1 =1. 25×10-3mol ‎ m(Na2SO4)= 142 g·mol－1 ×2. 50×10-3 mol=0. 355 g ‎ ‎ m(H2O2)= 34 g·mol－1×1. 25×10-3 mol=0. 0425 g ‎ n(H2O)=（1. 7700 g×25. 00 mL/100. 00mL-0. 355 g-0. 0425 g）/18 g·mol－1 =2. 50×10-3mol ‎ x ：y ：z =n(Na2SO4) ：n(H2O2) ：n(H2O)= 2 ：1 ：2 ‎ ‎ 硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O ‎【命题意图】本题属于物质组成分析与化学综合计算题。利用氧化还原反应滴定进行成分析，运用元素守恒进行推理计算，兼有溶度积常计算，离子方程式书写。‎ 二、考试说明中的计算例题：‎ ‎2013考试说明：20．Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为 ‎2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O ‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是__________________________。‎ ‎(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_______________________。‎ ‎(3)准确称取上述制备的样品（设仅含Ag2O2和Ag2O）2.558 g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2，得到224.0 mL O2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。‎ ‎【解析】该题是以“银锌碱性电池正极活性物质Ag2O2的制备和含量分析”为载体而设计的综合性计算题。试题涉及检验洗涤是否完全的方法、银锌碱性电池反应方程式的书写、样品中Ag2O2的质量分数的测定计算等内容，考查学生化学原理的掌握程度、化学实验操作技能和化学计算技能的应用能力。该题将对学生化学计算技能的考查置于具有真实应用的背景中，充分体现了化学计算服务于化学问题解决的基本观点，引导中学化学教学重视化学计算在解决化学实际问题中应用的教学。‎ ‎【参考答案】‎ ‎(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2‎ 滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）‎ ‎(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O==2K2Zn(OH)4＋2Ag ‎(3)n(O2)＝＝1.000×10－2 mol 设样品中Ag2O2的物质的量为x, Ag2O的物质的量量为y ‎248 g·mol－1 ×x＋232 g·mol－1 × y＝2.588 g x＋y＝1.000×10－2 mol ‎ x＝9.500×10－3 mol y＝1.000×10－3 mol ‎ ‎ ‎＝0.91‎ ‎〖掌握理解；中等难度〗‎ ‎21．联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4反应能放出大量的热。‎ ‎（1）已知：2NO2(g)==N2O4(g) △H＝―57.20 kJ·mol－1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)==N2O4(g)达到平衡。‎ 其它条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是__________（填字母）。 ‎ A．减小NO2的浓度 B．降低温度 ‎ C．增加NO2的浓度 D．升高温度 ‎（2）25℃时，1.00 g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O (l)，放出19.14 kJ 的热量。则反应2N2H4(l)＋N2O4(l)==3N2(g)＋4H2O(l)的△H＝______kJ·mol－1。‎ ‎（3）17℃、1.01×105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)＝0.0300 mol·L－1、c(N2O4)＝0.0120 mol·L－1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。‎ ‎（4）现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3反应，制得1.00 L已达平衡的N2O4和NO2混合气体（17℃、1.01×105 Pa），理论上至少需消耗Cu 多少克？‎ ‎【解析】该题是以含氮化合物在高科技领域的实际应用(以N2H4和N2O4作为火箭推进剂)为背景设计而成的化学计算综合性试题。将N2H4与N2O4的反应热效应的计算、NO2与N2O4的平衡的移动和平衡常数的计算、NO2制备的相关计算综合于一题，综合考查学生对影响平衡移动和反应转化率的理解程度，以及运用平衡组成计算化学平衡常数和根据质量守恒定律进行化学计算的能力，同时考查了学生对信息的获取、数据分析计算的能力。‎ ‎【参考答案】‎ ‎（1）BC ‎（2）－1224.96 ‎ ‎（3）根据题意知平衡时：c(N2O4 )＝0.0120 mol·L－1；c(NO2)＝0.0300 mol·L－1‎ ‎ K＝＝＝13.3 ‎ 答：平衡常数为13.3。‎ ‎（4）由（3）可知，在17℃、1.01×105 Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：‎ n(N2O4 )＝c(N2O4)×V＝0.0120 mol·L－1×1.00 L＝0.0120 mol ‎ n(NO2 )＝c(NO2)×V＝0.0300 mol·L－1×1.00 L＝0.0300 mol ‎ 则n总(NO2 )＝n(NO2 )＋2×n(N2O4 )＝0.0540 mol ‎ 由Cu＋4HNO3==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可得 m(Cu)＝×64 g·mol－1＝1.73 g 答：理论上至少需消耗Cu 1.73 g。‎ ‎〖掌握理解；中等难度〗‎ 二、命题特点和趋势：‎ ‎1.从高考试题特点分析可以看出，以考查计算能力为主的第18题基本上是以中和滴定、氧化还原滴定、热重分析等原理，利用酸碱守恒、电子守恒、质量守恒、电荷守恒等方法对特定物质的质量、浓度、质量分数、转化率、化学式等进行相关计算。‎ ‎ 2.在考查计算能力的同时，还会根据试题的情景考查滴定、加热分解、电化学等化学实验方面的知识，当然也会在实验综合题、反应原理综合题等大题中考查与试题情景相关的计算问题。‎ ‎3.高考命题不会考查偏、怪以及过于追求计算技巧类的计算题，所以对计算方法、计算原理的考查要求有降低的趋势；高考命题专家们也不赞成人为的编试题、凑数据，而要以真实的工业生产情景或实验情景的相关数据作为已知的数据条件，所以可能会出现对真实的工业生产情景或实验情景的教大篇幅的介绍，但是其原理可能并不难，甚至简单明了，不过可能出现计算数据相对繁琐（非整数）的情况。‎ 三、常见典型问题表现：‎ ‎1.首先是因为我省高考的模式问题导致考生对化学的不重视，使相当多的考生放弃了与计算相关的问题，即使这个问题可能很简单，也有许多考生主动放弃。也有相当多的考生答题速度偏慢，答题时间不足，最终来不及做计算题。‎ ‎2.没有耐心审题，没有搞清楚题意，没有搞清楚与计算相关的原理。‎ ‎3.将相关量的比例关系、化学式的式量、单位的换算、滴定时取用待测液占待测液总量的比例等搞错搞漏。例如没有配平化学方程式而搞错相关量的比例关系；没有注意元素的质量守恒而比例关系；将化学式的式量计算错误；将一定量的待测定的物质配制成一定体积（1L）的待测液，取其中的20mL进行滴定后，没有换算成原体积来计算待测定的物质的量；不注意毫升与升等单位的换算等错误层出不穷。‎ ‎4.粗心大意、数据计算错误、小数点位置搞错、没有按要求保留小数点后的位数或有效数字的位数。例如2011年高考18题中：准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2 ，得到224.0mL O2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。考生在回答本题时不仅会因为忽视了Ag2O的分解而出错，还会发生对Ag2O2、 Ag2O相对分子质量的计算错误，有效数字没有达到相应的位数而出错等。‎ 四、应对措施和解题思路方法：‎ ‎1.认真审题，梳理已知条件（注意隐含条件）与所求量（未知量）之间的关系，将已知条件（数据）转化为计算时需要的数据（比如将质量转化为物质的量），正确建立已知量与未知量之间的比例关系。‎ ‎2.近年来与计算相关的高考题通常可以通过守恒法（包括质量守恒、电子守恒、电荷守恒等），差量法（包括质量差量、物质的量差量、气体体积差量、热量差量等），极限极值法，平均值法。‎ 五、针对性训练：‎ ‎2013届二模（苏锡常镇徐连六市）：18．（12分）铁铝合金是一种新型高温结构材料。‎ 图9‎ Al+4%Mo 腐蚀时间/h ‎10‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎20‎ Fe3‎ Al Fe3‎ Al+4%Si Fe3‎ 失重/g·m―2‎ ‎（1）图9表示室温时不同组份的Fe3Al在65%浓HNO3 ‎ 中的腐蚀情况。由图9可看出添加了 ▲ ‎ ‎（填符号）元素的合金耐蚀性最差。‎ ‎（2）高温条件下，Al和Fe2O3按一定比例混合反应可制 得 Fe3Al，写出该反应的化学方程式 ▲ 。‎ ‎（3）某校兴趣小组欲测定另一种铁铝硅合金（FexAlySiz）粉 末的组成。‎ ‎①小明同学提出如下方案：准确称取‎1.46g该合金粉末，再加入足量NaOH溶液（Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑），充分反应后过滤，通过测定剩余固体质量及收集到气体的体积，可计算出此合金的组成。写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式 ▲ 。‎ ‎②小军同学认为该方案难以测定标准状况下气体的体积，操作不简便。于是他设计了第二种方案：准确称取‎1.46g该合金粉末，加入过量盐酸溶液充分反应后过滤，测定剩余固体质量‎0.07g。向滤液中滴加足量浓NaOH溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得固体。再将所得固体充分加热、灼烧得红棕色粉末‎1.60g。试通过计算确定此合金的组成。▲‎ ‎18．(12分)‎ ‎（1）Si (2分)‎ ‎（2）3Fe2O3＋8Al2Fe3Al＋3Al2O3 (2分)‎ ‎（3）①2Al+2OH-+2H2 O =2AlO2-+3H2↑(2分)‎ ‎②解：m(Si)=‎0.07g n(Si)=0.0025mol (1分)‎ ‎ 2Fe ~ Fe2O3 ‎ ‎ 2mol 1mol ‎ 0.02mol ‎1.60g/‎160g·mol—1 (2分)‎ ‎ m(Fe)=0.02mol×‎56g·mol—1=‎1.12g ‎ ‎ m(Al)=‎1.46g－‎1.12g－‎0.07g=‎0.27g (2分)‎ ‎ n(Al)=0.01mol ‎ 该合金的组成 Fe8Al4Si (1分)‎ ‎2013届一模（南京市、盐城市）18．（12分）CuSO4溶液与K‎2C2O4溶液反应，得到一种蓝色结晶水合物晶体。通过下述实验确定该晶体的组成：‎ ‎ ①称取‎0.1680g晶体，加入过量的H2SO4溶液，使样品溶解后加入适量水，加热近沸，用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点（溶液变为浅紫红色），消耗20.00mL。‎ ‎ ②接着将溶液充分加热，使浅紫红色变为蓝色，此时MnO—4转化为Mn2+并释放出O2。‎ ‎ ③冷却后加入‎2g KI固体（过量）和适量Na2CO3，溶液变为棕色并生成沉淀。‎ ‎ ④用0.05000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，近终点加指示剂，滴定至终点，消耗10.00mL。‎ ‎ 已知：2MnO—4+5H‎2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O ‎ 2Cu2++4I—=2CuI↓+I2‎ ‎ 2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6‎ ‎ （1）步骤②中发生反应的离子方程式为 。‎ ‎ （2）步骤④中加入的指示剂为 。‎ ‎ （3）通过计算写出蓝色晶体的化学式（写出计算过程）。‎ ‎2013届一模（无锡市）18．（12分）从含镁、钾盐湖水中蒸发最后得到的产物中含光卤石(xKCl·yMgCl2·zH2O)，它在空气中极易潮解、易溶于水，是制造钾肥和提取金属镁的重要原料，其组成可通过下列实验测定：①准确称取5. ‎550g样品溶于水，配成l00mL溶液。②将溶液分成二等份，在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. ‎580g。③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体‎4.305g。‎ ‎ （1）步骤②中检验白色固体已洗净的方法是 。‎ ‎ （2）已知某温度下Mg( OH)2的Ksp =6.4 xl0－12，当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10 －5mol·L－1可视为沉淀完全，则应保持溶液中c（OH－）≥ mol·L－1。‎ ‎ （3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。‎ ‎2013高考压轴题：2．数据分析能力是新课程中对学生提出的一项要求。下表是用沉淀法测定KHCO3和Na2CO3混合物的组成的相关数据。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液，每次实验均充分反应。实验记录见下表：‎ 实验次数 称取样品的质量/g 所加Ba(OH)2溶液的体积/L 测得生成沉淀的质量/g ‎1‎ ‎0.518‎ ‎0.5‎ ‎0.985‎ ‎2‎ ‎1.036‎ ‎0.5‎ ‎3‎ ‎1.554‎ ‎0.5‎ ‎2.955‎ ‎4‎ ‎2.072‎ ‎0.5‎ ‎3.940‎ ‎5‎ ‎2.590‎ ‎0.5‎ ‎3.940‎ ‎6‎ ‎3.108‎ ‎0.5‎ ‎3.940‎ 分析上表数据回答下列问题：‎ ‎(1)第2次实验中产生沉淀的质量是多少克，请将结果填在表格相应的空格中。‎ ‎(2)样品中KHCO3和Na2CO3的物质的量之比是___________________________。‎ ‎(3)室温下，取上述Ba(OH)2溶液50 mL，加入0.05 mol·L－1的盐酸，反应后所得溶液的pH＝2，求出所加盐酸的体积(溶液混合时不考虑体积变化，写出计算过程)。‎ ‎【答案】2．(1)1.970‎ ‎(2)2∶3‎ ‎(3)由0.518∶2.072＝0.985∶3.940，可知第4次实验中反应物恰好完全沉淀，则原‎0.5 L Ba(OH)2溶液中：‎ n(OH－)＝2×(‎3.940 g÷‎197 g·mol－1)＝0.04 mol c(OH－)＝＝0.08 mol·L－1‎ pH＝2，则c(H＋)＝0.01 mol·L－1‎ ‎(0.05 mol·L－1×V mL－0.08 mol·L－1×50 mL)÷(V mL＋50 mL)＝0.01 mol·L－1　V＝112.5‎