命題調(diào)研(2016～2019四年大數(shù)據(jù))
2016～2019四年考向分布
核心素養(yǎng)與考情預(yù)測(cè)

核心素養(yǎng)：證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化與守恒思想
考情解碼：化學(xué)計(jì)算是學(xué)生基本能力，歷年均為重點(diǎn)，守恒法，差量法，關(guān)系式法和討論分析法等解題方法均有涉及，在數(shù)據(jù)處理上還強(qiáng)調(diào)數(shù)字的有效性，誤差分析處理等細(xì)節(jié)，預(yù)測(cè)在2020年選考中該仍是必考范圍，要求考生熟悉常規(guī)解題模型，熟練分析和處理數(shù)據(jù)、運(yùn)用推理確定物質(zhì)組成。
真題重現(xiàn)
1.(2019·浙江4月選考，29)由C、H、O三種元素組成的鏈狀有機(jī)化合物X，只含有羥基和羧基兩種官能團(tuán)，且羥基數(shù)目大于羧基數(shù)目。稱(chēng)取2.04 g純凈的X，與足量金屬鈉充分反應(yīng)，生成672 mL氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。請(qǐng)確定摩爾質(zhì)量最小的X分子中羥基、羧基數(shù)目及該X的相對(duì)分子質(zhì)量(要求寫(xiě)出簡(jiǎn)要推理過(guò)程)。
解析　假設(shè)有機(jī)物X的摩爾質(zhì)量為M，含有羧基和羥基的總數(shù)為m(m>2)，根據(jù)生成氫氣的物質(zhì)的量為0.03 mol，結(jié)合有機(jī)物X的質(zhì)量為2.04 g列出等式：n(X)×m＝0.03×2 mol，n(X)＝，解得M＝34m g·mol－1，對(duì)m進(jìn)行討論，若m＝3，M＝102 g·mol－1，由于羥基的數(shù)目大于羧基，故含有2個(gè)—OH和1個(gè)—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基團(tuán)的摩爾質(zhì)量為23 g·mol－1，只能為1個(gè)C和11個(gè)H，不存在這樣的有機(jī)物，應(yīng)舍去；若m＝4，M＝136 g·mol－1，由于羥基的數(shù)目大于羧基，故含有3個(gè)—OH和1個(gè)—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基團(tuán)的摩爾質(zhì)量為40 g·mol－1，可能為3個(gè)C和4個(gè)H，有機(jī)物的一種結(jié)構(gòu)可能是，符合條件。
答案　n(H2)＝0.03 mol，設(shè)X中羥基和羧基的總數(shù)為m(m＞2)
則n(X)＝(0.03×2)/m mol＝0.06/m mol，M(X)＝2.04m/0.06 g·mol－1＝34m g·mol－1
m＝4，M(X)＝136 g·mol－1，含有3個(gè)羥基和1個(gè)羧基，相對(duì)分子質(zhì)量為136。
2.(2018·浙江11月選考)某紅色固體粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，為探究其組成，稱(chēng)取m g該固體粉末樣品，用足量的稀H2SO4充分反應(yīng)后，稱(chēng)得固體質(zhì)量為a g。
已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)若a＝____________(用含m的最簡(jiǎn)式表示)，則紅色固體粉末為純凈物。
(2)若a＝，則紅色固體粉末中Fe2O3的物質(zhì)的量為_(kāi)_________ mol(用含m的最簡(jiǎn)式表示)。
解析　(1)若紅色固體粉末只是Fe2O3，則和稀H2SO4充分反應(yīng)后，無(wú)固體剩余，所以紅色固體若為純凈物，只能是Cu2O，根據(jù)
Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
mol mol
所以a＝×64＝m。
(2)設(shè)Fe2O3、Cu2O的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
x 2x
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
y y y
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2x x
根據(jù)題意
所以x＝。
答案　(1)　(2)
3.(2018·浙江4月選考)稱(chēng)取4.00 g氧化銅和氧化鐵固體混合物，加入50.0 mL 2.00 mol·L－1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60 g鐵粉，充分反應(yīng)后，得固體的質(zhì)量為3.04 g。
請(qǐng)計(jì)算：
(1)加入鐵粉充分反應(yīng)后，溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量______。
(2)固體混合物中氧化銅的質(zhì)量________。
解析　Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反應(yīng)后，再加入鐵粉，剩余固體有兩種可能：第1種為單質(zhì)Cu，第2種為Fe、Cu混合物。根據(jù)溶液中硫酸根守恒，所得溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.100 mol。而加入溶液體系中的鐵原子(氧化鐵、鐵粉)總物質(zhì)的量大于0.100 mol，故可以判斷加入的鐵粉有剩余，剩余固體為Fe、Cu混合物，排除第1種可能，溶質(zhì)為單一的FeSO4溶液。
(1)根據(jù)溶液中硫酸根守恒，所得溶質(zhì)的物質(zhì)的量為n(FeSO4)＝n(H2SO4)＝0.100 mol。
(2)設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為x，CuO的物質(zhì)的量為y，根據(jù)質(zhì)量守恒，160 g·mol－1×x＋80 g·mol－1×y＝4.00 g，根據(jù)整個(gè)體系中金屬元素守恒：56 g·mol－1×2x＋64 g·mol－1×y＋5.60 g＝0.100×56 g＋3.04 g，解方程得x＝0.01 mol，y＝0.03 mol，故CuO的質(zhì)量為2.40 g。
答案　(1)0.100 mol　(2)2.40 g
4.[2018·全國(guó)卷Ⅰ，27(4)]Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L－1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________
_________________________________________________________________，
該樣品中Na2S2O5 的殘留量為_(kāi)_______g·L－1(以SO2計(jì))。
解析　I2作氧化劑，將S2O氧化成SO。計(jì)算樣品中Na2S2O5的殘留量時(shí)以SO2計(jì)，則n(I2)＝n(SO2)＝0.010 00 mol·L－1×0.01 L＝0.000 1 mol，m(SO2)＝0.006 4 g，則該樣品中Na2S2O5的殘留量為＝0.128 g·L－1。
答案　S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋　0.128
5.(2014·江蘇化學(xué)，18)堿式碳酸鋁鎂[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃劑。
(1)堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用，是由于其受熱分解需吸收大量熱量和________。
(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代數(shù)關(guān)系式為_(kāi)_______。
(3)為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①準(zhǔn)確稱(chēng)取3.390 g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO2 0.560 L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
②另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如下圖所示(樣品在270 ℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水，600 ℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH－)∶n(CO)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。
解析　(1)堿式碳酸鋁鎂之所以具有阻燃作用，除了受熱分解需要吸收大量的熱外，還因?yàn)樯傻母呷埸c(diǎn)的MgO、Al2O3和釋放出的大量CO2也有阻燃作用。(2)根據(jù)電荷守恒有：n(Mg2＋)×2＋n(Al3＋)×3＝n(OH－)＋n(CO)×2，則2a＋3b＝c＋2d。
答案　(1)生成的產(chǎn)物具有阻燃作用
(2)2a＋3b＝c＋2d
(3)n(CO2)＝＝2.50×10－2 mol
m(CO2)＝2.50×10－2 mol×44 g·mol－1＝1.10 g
在270～600 ℃之間，失去結(jié)晶水后的樣品進(jìn)一步受熱分解放出CO2和H2O
m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0.734 5－0.370 2)＝1.235 g
m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g
n(H2O)＝＝7.50×10－3 mol
n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol
n(OH－)∶n(CO)＝(1.50×10－2 mol)∶(2.50×10－2 mol)＝3∶5。

考向一　計(jì)算中的守恒法
1.(2019·衢州五校聯(lián)考)向200 mL FeCl3和HCl的混合溶液中，分別加入一定量成分均勻的Fe、Cu混合固體，充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量及放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得)如下表所示。(不考慮鹽類(lèi)的水解)
加入固體質(zhì)量/g
9.00
18.0
27.0
剩余固體質(zhì)量/g
3.20
9.60
15.8
放出氣體體積/L
0
1.12
2.24
試計(jì)算：
(1)混合固體中m(Fe)∶m(Cu)＝________。
(2)原混合溶液中c(Cl－)＝________。
解析　(1)從第二組投料分析：投進(jìn)的18.0 g Fe、Cu混合固體，剩余的9.60 g為Cu，因?yàn)镕e與混合液中的HCl反應(yīng)已產(chǎn)生了1.12 L的H2，之前已把Fe3＋反應(yīng)完，加入的Cu不與Fe3＋及H＋反應(yīng)，全部剩余，即18 g固體中含Cu：9.6 g，則含F(xiàn)e：8.4 g，即混合固體中，mFe∶mCu＝7∶8；
(2)由第三組數(shù)據(jù)分析：加入27.0 g固體，剩余15.8 g，減少的質(zhì)量為11.2 g，全部是溶解的Fe，而Fe參與了兩個(gè)反應(yīng)：
Fe＋2H＋===Fe2＋?。2↑
5.6 g 2.24 L
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
11.2－5.6＝5.6(g)
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
0.1 mol 0.3 mol
即最終溶液中的溶質(zhì)全部為FeCl2：0.1＋0.3＝0.4(mol)
故原混合溶液中c(Cl－)＝＝4.00(mol/L)
答案　(1)7∶8　(2)4.00 mol·L－1
備考策略
1.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(guò)程中某些物理量的總量保持“不變”。一切化學(xué)反應(yīng)都遵循守恒定律，在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒，如質(zhì)量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。
2.解題步驟

考向二　計(jì)算中的差量法
2.某物質(zhì)的分子式為CxHyOz，取該物質(zhì)A g在足量的O2中充分燃燒，將產(chǎn)物全部通入過(guò)量的Na2O2中，若Na2O2固體的質(zhì)量增加了B g，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.若y>x>z，則A>B
B.若x＝y(tǒng)>z，則A>B
C.若x＝z

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