
?專題講座一 化學(xué)計算的常用方法
方法一 守恒法
1.應(yīng)用原理
所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生“變化”或兩物質(zhì)在發(fā)生“相互作用”的過程中某些物理量的總量保持“不變”。在化學(xué)變化中的各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、元素守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。
2.解題步驟
題組一 原子守恒
1.密胺是重要的工業(yè)原料,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。工業(yè)上以液氨和二氧化碳為原料,以硅膠為催化劑,在一定條件下通過系列反應(yīng)生成密胺。若原料完全反應(yīng)生成密胺,則NH3和CO2的質(zhì)量之比應(yīng)為( )
A.17∶44 B.22∶17
C.17∶22 D.2∶1
答案 C
解析 根據(jù)密胺的結(jié)構(gòu)簡式和元素守恒可知,一個密胺分子中有三個碳原子和六個氮原子,所以合成1 mol 密胺需要3 mol CO2和6 mol NH3,NH3和CO2的質(zhì)量之比應(yīng)為(6×17)∶(3×44)=17∶22。
2.28 g鐵粉溶于稀鹽酸中,然后加入足量的Na2O2固體,充分反應(yīng)后過濾,將濾渣加強熱,最終得到的固體質(zhì)量為( )
A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g
答案 B
解析 28 g鐵粉溶于稀鹽酸中生成氯化亞鐵溶液,然后加入足量的Na2O2固體,由于Na2O2固體溶于水后生成氫氧化鈉和氧氣,本身也具有強氧化性,所以充分反應(yīng)后生成氫氧化鐵沉淀,過濾,將濾渣加強熱,最終得到的固體為Fe2O3,根據(jù)鐵原子守恒,
n(Fe2O3)=n(Fe)=×=0.25 mol
所得Fe2O3固體的質(zhì)量為:0.25 mol×160 g·mol-1=40 g。
題組二 電荷守恒
3.將a g Fe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的200 mL pH=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3+ 、Al3+剛好沉淀完全,用去NaOH溶液100 mL,則NaOH溶液的濃度為________________。
答案 0.2 mol·L-1
解析 當Fe3+ 、Al3+剛好沉淀完全時,溶液中溶質(zhì)只有硫酸鈉,而Na+全部來源于NaOH,且變化過程中Na+的量不變。根據(jù)電荷守恒可知:=,所以,n(NaOH)=n(Na+)=2n(SO)=n(H+)=0.1 mol·L-1×0.2 L=0.02 mol,c(NaOH)==0.2 mol·L-1。
4.若測得雨水所含水溶性無機離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:
離子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl-
濃度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH=________。
答案 4
解析 根據(jù)表格提供的離子可知,NH水解導(dǎo)致試樣溶液呈酸性,再根據(jù)電荷守恒可知,c(K+)+c(NH )+c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(Cl-)+c(NO),將表格中的數(shù)據(jù)代入得H+濃度為10-4 mol·L-1,則pH為4。
易錯警示 列式時不要忘了離子濃度前乘上離子所帶電荷數(shù)。
題組三 電子守恒
5.某強氧化劑XO(OH)可被Na2SO3還原。如果還原1.2×10-3 mol XO(OH)需用30 mL
0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被還原后的物質(zhì)可能是( )
A.XO B.X2O3 C.X2O D.X
答案 D
解析 由題意知,S元素由+4價→+6價,假設(shè)反應(yīng)后X的化合價為+x價,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目相等可得,1.2×10-3 mol×(5-x)=0.03 L×0.1 mol·L-1×(6-4),解得x=0,所以X元素被還原后的物質(zhì)是X,D項正確。
6.[2016·全國卷Ⅲ,28(2)]以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:
物質(zhì)
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
質(zhì)量分數(shù)/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
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