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第8講　物質(zhì)的量在化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算(能力課)
　1．掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的計(jì)算。　2．掌握化學(xué)反應(yīng)有關(guān)計(jì)算的三種方法——差量法、守恒法與關(guān)系式法。　3．利用熱重分析法確定物質(zhì)的成分。
　物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
1．以物質(zhì)的量為核心的轉(zhuǎn)化關(guān)系
2．化學(xué)方程式的計(jì)算
(1)基本原理
2Na ＋2H2O===2NaOH＋H2↑
化學(xué)計(jì)量
數(shù)之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
擴(kuò)大NA倍： 2NA ∶ 2NA ∶ 2NA ∶ NA
物質(zhì)的量之比： 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。
(2)解題步驟
①根據(jù)題意寫出并配平化學(xué)方程式。
②依據(jù)題中所給信息及化學(xué)方程式判斷過量物質(zhì)，用完全反應(yīng)物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。
③把已知的和需要求解的量分別寫在化學(xué)方程式有關(guān)化學(xué)式的下面，兩個(gè)量及單位“上下一致，左右相當(dāng)”。
④選擇有關(guān)量(如物質(zhì)的量、氣體體積、質(zhì)量等)的關(guān)系作為計(jì)算依據(jù)，列比例式，求未知量。
[示例]　在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，15.6 g Na2O2投入足量水中，充分反應(yīng)，生成NaOH的物質(zhì)的量為________；生成O2的體積為________；轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為____________(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
1．(2024年1月·江西適應(yīng)性考試)馬來酸依那普利(記為X，摩爾質(zhì)量為Mr g·mol-1)是一種心血管疾病防治藥物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
通常使用以下兩種方法滴定分析樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω：
方法一：將m g樣品溶于有機(jī)溶劑中，以c1 mol·L-1的HClO4溶液滴定，終點(diǎn)消耗V1 mL，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(HClO4)＝1∶1；
方法二：將m g樣品溶于水中，以c2 mol·L-1的NaOH溶液滴定，終點(diǎn)消耗V2 mL，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(NaOH)＝1∶3。
下列說法正確的是(　　)
A．方法一滴定終點(diǎn)時(shí)，pH＝7
B．方法一ω＝×100%
C．方法二滴定終點(diǎn)時(shí)，pH＝7
D．方法二ω＝×100%
2．200 g含MnO2 87%的軟錳礦與足量濃鹽酸共熱，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量為__________________________________________________________________，
標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成Cl2的體積為__________________________________________，
轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________。
　化學(xué)反應(yīng)計(jì)算中的三種技巧方法
一、差量法
所謂“差量”就是指反應(yīng)過程中反應(yīng)物的某種物理量之和(始態(tài)量)與同一狀態(tài)下生成物的相同物理量之和(終態(tài)量)的差，這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)等。根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)，結(jié)合題中的條件求出或表示出實(shí)際的差值(實(shí)際差量)，根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。
[示例]　16 mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400 ℃左右可發(fā)生反應(yīng)：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5 mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正確的是 (　　)
A．①②　　 B．①④
C．②③ 　 D．③④
二、守恒法
1．元素守恒(原子守恒)：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合，反應(yīng)前后各原子的種類和數(shù)目保持不變。
2．得失電子守恒：氧化還原反應(yīng)中，元素原子化合價(jià)升高的總價(jià)數(shù)＝元素原子化合價(jià)降低的總價(jià)數(shù)，即還原劑失電子的總數(shù)＝氧化劑得電子的總數(shù)。
3．電荷守恒：在離子反應(yīng)中，反應(yīng)前后的陰、陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。
[示例]　3.2 g銅與30 mL 8 mol·L-1 HNO3溶液充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物僅為NO和NO2，反應(yīng)后溶液中含有a mol H＋，下列說法正確的是(氣體均換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不考慮硝酸的揮發(fā)) (　　)
A．所得NO的物質(zhì)的量為(0.5a－0.02) mol
B．反應(yīng)后的溶液中不存在
C．生成NO2的體積為(0.16＋1.5a) L
D．該反應(yīng)中Cu作還原劑，被還原
三、關(guān)系式法
關(guān)系式是表示兩種或多種物質(zhì)之間“量”的關(guān)系的一種簡(jiǎn)化式子，在多步反應(yīng)中，它可以把始態(tài)的反應(yīng)物與終態(tài)的生成物之間“量”的關(guān)系表示出來，把多步計(jì)算簡(jiǎn)化成一步計(jì)算。確定關(guān)系式的方法如下：
1．在進(jìn)行多步反應(yīng)的計(jì)算時(shí)，一般的解題步驟為
2．利用元素守恒推導(dǎo)：如NH3的催化氧化制HNO3，利用N元素守恒可推導(dǎo)關(guān)系式：NH3～HNO3。
3．利用得失電子守恒推導(dǎo)：如K2Cr2O7氧化Fe2+，利用得失電子守恒可推導(dǎo)關(guān)系式：～6Fe2+。　
[示例]　黃鐵礦的主要成分是FeS2，已知4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測(cè)定時(shí)，取0.100 0 g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020 0 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL。
已知：＋2Fe2+＋4H＋；＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))________(保留一位小數(shù))。
(2)煅燒10 t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________L，制得98%硫酸的質(zhì)量為________t。
差量法
1．常溫下，某氮的氣態(tài)氧化物15.6 L與過量的氫氣混合，在一定條件下反應(yīng)，使之生成液態(tài)水和無污染的氣體單質(zhì)。恢復(fù)到原狀態(tài)，反應(yīng)后氣體體積比反應(yīng)前氣體體積減小了46.8 L，則原氮氧化物的化學(xué)式為 (　　)
A．N2O3　　B．NO2　　C．NO　　D．N2O
守恒法
2．向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)的量為(　　)
A．0.24 mol 　 B．0.21 mol
C．0.16 mol 　 D．0.14 mol
3．一定條件下，將28.8 g Cu2O固體投入100 mL 12.0 mol·L-1的HNO3溶液中充分反應(yīng)后，固體全部溶解，硝酸被還原為氮氧化物(NOx)，并收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣態(tài)氮氧化物(NOx)4.48 L(生成氣體全部逸出)。
(1)x＝________。
(2)向反應(yīng)后的溶液中加入4.00 mol·L-1 NaOH溶液，為使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大，至少需要NaOH溶液________mL。
關(guān)系式法
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 0 mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗碘標(biāo)準(zhǔn)液10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為__________________________________
____________________________________________________________________，
該樣品中Na2S2O5的殘留量為________g·L-1(以SO2計(jì))。
　熱重分析法確定物質(zhì)的成分
熱重分析法是指在一定的溫度下，測(cè)定固體殘留質(zhì)量或殘留率，進(jìn)而分析確定成分。其一般思路為
(1)先確定分解前樣品物質(zhì)的物質(zhì)的量或假設(shè)1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。
(3)計(jì)算每步固體剩余的質(zhì)量(m余)
×100%＝固體殘留率。
(4)晶體中金屬質(zhì)量不再減少，仍在m余中。
(5)失重最后一般為金屬氧化物，由元素守恒得m氧，由n金屬∶n氧即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。
為研究一水草酸鈣(CaC2O4·H2O)的熱分解性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取36.50 g樣品加熱，樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如圖所示。
(1)300 ℃時(shí)殘留固體的成分為________。
(2)900 ℃時(shí)殘留固體的成分為________。
①鹽的水合物鹽氧化物
②300 ℃時(shí)殘留物為CaC2O4
③900 ℃時(shí)殘留物為CaO
1．將8.34 g FeSO4·7H2O樣品隔絕空氣加熱，升溫過程中固體的質(zhì)量變化如圖。下列說法正確的是(　　)
A．FeSO4·7H2O晶體中有4種不同結(jié)合力的水分子
B．在100 ℃時(shí)，M的化學(xué)式為FeSO4·6H2O
C．在200 ℃時(shí)，N的化學(xué)式為FeSO4·3H2O
D．380 ℃的P加熱至650 ℃的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
2．在焙燒NH4VO3的過程中，固體殘留率(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示，210 ℃時(shí)，剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為________。
1．(2023·湖北卷，T18節(jié)選)已知實(shí)驗(yàn)：向含Cu片的過量30% H2O2溶液中滴加稀硫酸，銅片溶解，溶液變藍(lán)，有少量無色氣體產(chǎn)生。
(1)用足量NaOH處理實(shí)驗(yàn)中新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，m g X完全分解為n g黑色氧化物Y，＝。X的化學(xué)式為______________。
(2)取含X粗品0.050 0 g(雜質(zhì)不參加反應(yīng))與過量的酸性KI完全反應(yīng)后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00 mL。(已知：)標(biāo)志滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
粗品中X的相對(duì)含量為________。
2．(2024·江蘇卷，T14節(jié)選)凈化后的NdCl3溶液通過沉釹、焙燒得到Nd2O3。
(1)向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3+可轉(zhuǎn)化為Nd(OH)CO3沉淀。該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)將8.84 mg Nd(OH)CO3(摩爾質(zhì)量為221 g·mol-1)在氮?dú)夥諊斜簾Ｓ喙腆w質(zhì)量隨溫度變化曲線如圖所示。550～600 ℃時(shí)，所得固體產(chǎn)物可表示為NdaOb(CO3)c，通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該產(chǎn)物中的比值____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(寫出計(jì)算過程)。[Mr(Nd)＝144]
600～800 ℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________
____________________________________________________________________。
1/1第8講　物質(zhì)的量在化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算(能力課)
　
1．掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的計(jì)算。　
2．掌握化學(xué)反應(yīng)有關(guān)計(jì)算的三種方法——差量法、守恒法與關(guān)系式法。　
3．利用熱重分析法確定物質(zhì)的成分。
　物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
1．以物質(zhì)的量為核心的轉(zhuǎn)化關(guān)系
2．化學(xué)方程式的計(jì)算
(1)基本原理
2Na ＋2H2O===2NaOH＋H2↑
化學(xué)計(jì)量
數(shù)之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
擴(kuò)大NA倍： 2NA ∶ 2NA ∶ 2NA ∶ NA
物質(zhì)的量之比： 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。
(2)解題步驟
①根據(jù)題意寫出并配平化學(xué)方程式。
②依據(jù)題中所給信息及化學(xué)方程式判斷過量物質(zhì)，用完全反應(yīng)物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。
③把已知的和需要求解的量分別寫在化學(xué)方程式有關(guān)化學(xué)式的下面，兩個(gè)量及單位“上下一致，左右相當(dāng)”。
④選擇有關(guān)量(如物質(zhì)的量、氣體體積、質(zhì)量等)的關(guān)系作為計(jì)算依據(jù)，列比例式，求未知量。
[示例]　在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，15.6 g Na2O2投入足量水中，充分反應(yīng)，生成NaOH的物質(zhì)的量為________；生成O2的體積為________；轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為____________(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
[解析]　n(Na2O2)＝＝0.2 mol，
2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋ O2↑　Δn(e－)
2 4 1 2
0.2 mol n(NaOH) n(O2) n(e－)
＝＝＝
n(NaOH)＝0.4 mol，n(O2)＝0.1 mol，n(e－)＝0.2 mol，V(O2)＝2.24 L，N(e－)＝0.2NA。
[答案]　0.4 mol　2.24 L　0.2NA
1．(2024年1月·江西適應(yīng)性考試)馬來酸依那普利(記為X，摩爾質(zhì)量為Mr g·mol-1)是一種心血管疾病防治藥物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
通常使用以下兩種方法滴定分析樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω：
方法一：將m g樣品溶于有機(jī)溶劑中，以c1 mol·L-1的HClO4溶液滴定，終點(diǎn)消耗V1 mL，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(HClO4)＝1∶1；
方法二：將m g樣品溶于水中，以c2 mol·L-1的NaOH溶液滴定，終點(diǎn)消耗V2 mL，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(NaOH)＝1∶3。
下列說法正確的是(　　)
A．方法一滴定終點(diǎn)時(shí)，pH＝7
B．方法一ω＝×100%
C．方法二滴定終點(diǎn)時(shí)，pH＝7
D．方法二ω＝×100%
B　[使用HClO4溶液滴定，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(HClO4)＝1∶1，HClO4主要與堿性基團(tuán)反應(yīng)，滴定終點(diǎn)時(shí)，由于X含有羧基，pH<7，故A錯(cuò)誤；使用HClO4溶液滴定X，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(HClO4)＝1∶1，ω＝×100%＝×100%，故B正確；使用NaOH溶液滴定，NaOH主要與酸性基團(tuán)反應(yīng)，由于X含有亞氨基，pH>7 ，故C錯(cuò)誤；使用NaOH溶液滴定X，計(jì)量關(guān)系為n(X)∶n(NaOH)＝1∶3，ω＝×100%＝×100%，故D錯(cuò)誤。]
2．200 g含MnO2 87%的軟錳礦與足量濃鹽酸共熱，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量為__________________________________________________________________，
標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成Cl2的體積為__________________________________________，
轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________。
[解析]　n(MnO2)＝＝2 mol，
MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　Δn(e－)
1 2(被氧化) 1 2
2 mol n(HCl) n(Cl2) n(e－)
則被氧化的n(HCl)＝4 mol，n(Cl2)＝2 mol，V(Cl2)＝44.8 L，n(e－)＝4 mol，N(e－)＝4NA。
[答案]　4 mol　44.8 L　4NA
　化學(xué)反應(yīng)計(jì)算中的三種技巧方法
一、差量法
所謂“差量”就是指反應(yīng)過程中反應(yīng)物的某種物理量之和(始態(tài)量)與同一狀態(tài)下生成物的相同物理量之和(終態(tài)量)的差，這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)等。根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)，結(jié)合題中的條件求出或表示出實(shí)際的差值(實(shí)際差量)，根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。
[示例]　16 mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400 ℃左右可發(fā)生反應(yīng)：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5 mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正確的是 (　　)
A．①②　　 B．①④
C．②③ 　 D．③④
C　[根據(jù)反應(yīng)前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。
6NO＋4NH35N2＋ 6H2O(g)　ΔV
6 4 5 6 1
9 mL 6 mL (17.5－16)mL
由此可知共消耗15 mL氣體，還剩余1 mL氣體，假設(shè)剩余的氣體全部是NO，則V(NO)∶V(NH3)＝(9 mL＋1 mL)∶6 mL＝5∶3，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)∶V(NH3)＝9 mL∶(6 mL＋1 mL)＝9∶7，但因該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，剩余氣體實(shí)際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)∶V(NH3)在9∶7與5∶3之間，對(duì)照所給的數(shù)據(jù)知3∶2 與4∶3在此區(qū)間內(nèi)。]
二、守恒法
1．元素守恒(原子守恒)：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合，反應(yīng)前后各原子的種類和數(shù)目保持不變。
2．得失電子守恒：氧化還原反應(yīng)中，元素原子化合價(jià)升高的總價(jià)數(shù)＝元素原子化合價(jià)降低的總價(jià)數(shù)，即還原劑失電子的總數(shù)＝氧化劑得電子的總數(shù)。
3．電荷守恒：在離子反應(yīng)中，反應(yīng)前后的陰、陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。
[示例]　3.2 g銅與30 mL 8 mol·L-1 HNO3溶液充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物僅為NO和NO2，反應(yīng)后溶液中含有a mol H＋，下列說法正確的是(氣體均換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不考慮硝酸的揮發(fā)) (　　)
A．所得NO的物質(zhì)的量為(0.5a－0.02) mol
B．反應(yīng)后的溶液中不存在
C．生成NO2的體積為(0.16＋1.5a) L
D．該反應(yīng)中Cu作還原劑，被還原
A　[3.2 g Cu的物質(zhì)的量n(Cu)＝＝0.05 mol，30 mL 8 mol·L-1硝酸中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量n(HNO3)＝8 mol·L-1×0.03 L＝0.24 mol，Cu與HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2、NO和H2O，反應(yīng)后溶液中含有a mol H＋，則溶液中還剩a mol HNO3，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e－)＝2n(Cu)＝0.1 mol，假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生NO2、NO的物質(zhì)的量分別是x mol、y mol，則根據(jù)得失電子守恒得x＋3y＝0.1①，根據(jù)氮元素守恒得0.05×2＋a＋x＋y＝0.24②，聯(lián)立①②解得x＝0.16－1.5a，y＝0.5a－0.02。根據(jù)分析，生成的NO的物質(zhì)的量為(0.5a－0.02)mol，A正確；反應(yīng)后溶液中含有a mol H＋，則溶液中還剩a mol HNO3，同時(shí)Cu與HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2，因此反應(yīng)后的溶液中含有，B錯(cuò)誤；根據(jù)分析，生成的NO2的物質(zhì)的量為(0.16－1.5a)mol，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4×(0.16－1.5a)L，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)中Cu作還原劑，被氧化，D錯(cuò)誤。]
三、關(guān)系式法
關(guān)系式是表示兩種或多種物質(zhì)之間“量”的關(guān)系的一種簡(jiǎn)化式子，在多步反應(yīng)中，它可以把始態(tài)的反應(yīng)物與終態(tài)的生成物之間“量”的關(guān)系表示出來，把多步計(jì)算簡(jiǎn)化成一步計(jì)算。確定關(guān)系式的方法如下：
1．在進(jìn)行多步反應(yīng)的計(jì)算時(shí)，一般的解題步驟為
2．利用元素守恒推導(dǎo)：如NH3的催化氧化制HNO3，利用N元素守恒可推導(dǎo)關(guān)系式：NH3～HNO3。
3．利用得失電子守恒推導(dǎo)：如K2Cr2O7氧化Fe2+，利用得失電子守恒可推導(dǎo)關(guān)系式：～6Fe2+。　
[示例]　黃鐵礦的主要成分是FeS2，已知4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測(cè)定時(shí)，取0.100 0 g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020 0 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL。
已知：＋2Fe2+＋4H＋；＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))________(保留一位小數(shù))。
(2)煅燒10 t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________L，制得98%硫酸的質(zhì)量為________t。
[解析]　(1)根據(jù)化學(xué)方程式：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；＋2Fe2+＋4H＋；＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，可得關(guān)系式：
～6Fe2+～3SO2～FeS2
1
(0.020 0×0.025) mol
m(FeS2)＝0.090 0 g，樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝90.0%。
(2)由硫元素守恒得
FeS2　　　　～　　　2SO2　～　2H2SO4
1 mol 2 mol 196 g
mol n(SO2) m(H2SO4)×98%
則n(SO2)＝1.5×105 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(SO2)＝3.36×106 L，m(H2SO4)＝1.5×107 g＝15 t。
[答案]　(1)90.0%　(2)3.36×106　15
差量法
1．常溫下，某氮的氣態(tài)氧化物15.6 L與過量的氫氣混合，在一定條件下反應(yīng)，使之生成液態(tài)水和無污染的氣體單質(zhì)。恢復(fù)到原狀態(tài)，反應(yīng)后氣體體積比反應(yīng)前氣體體積減小了46.8 L，則原氮氧化物的化學(xué)式為 (　　)
A．N2O3　　B．NO2　　C．NO　　D．N2O
A　[設(shè)該氮氧化物的分子式為N2Ox，化學(xué)方程式為N2Ox＋xH2===N2＋xH2O，相同條件下參加反應(yīng)的氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比也等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，
N2Ox＋xH2===N2＋xH2O　ΔV
1 x
15.6 L 46.8 L
則1∶x＝15.6 L∶46.8 L，x＝3，所以其化學(xué)式為N2O3。]
守恒法
2．向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)的量為(　　)
A．0.24 mol 　 B．0.21 mol
C．0.16 mol 　 D．0.14 mol
B　[根據(jù)題意可知反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為，根據(jù)元素守恒可知n(Fe)＝×(0.12×4 mol－ mol)＝0.21 mol，故根據(jù)鐵元素守恒，相同質(zhì)量的混合物與足量CO反應(yīng)，得到的Fe的物質(zhì)的量為0.21 mol，B項(xiàng)正確。]
3．一定條件下，將28.8 g Cu2O固體投入100 mL 12.0 mol·L-1的HNO3溶液中充分反應(yīng)后，固體全部溶解，硝酸被還原為氮氧化物(NOx)，并收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣態(tài)氮氧化物(NOx)4.48 L(生成氣體全部逸出)。
(1)x＝________。
(2)向反應(yīng)后的溶液中加入4.00 mol·L-1 NaOH溶液，為使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大，至少需要NaOH溶液________mL。
[解析]　(1)n(Cu2O)＝＝0.2 mol，n(NOx)＝＝0.2 mol，在反應(yīng)中，Cu2O中的Cu元素化合價(jià)由＋1價(jià)升高到＋2價(jià)，HNO3中生成NOx的N元素化合價(jià)由＋5價(jià)降低為＋2x價(jià)，依據(jù)得失電子守恒可得：0.2 mol×2＝0.2 mol×(5－2x)，解得x＝1.5。(2)向反應(yīng)后的溶液中加入4.00 mol·L-1 NaOH溶液，當(dāng)沉淀質(zhì)量達(dá)到最大時(shí)及過量HNO3剛好與NaOH完全反應(yīng)，生成NaNO3等，則n(NaOH)＝，從而得出×V(NaOH)＝n(HNO3)－n(NOx)＝0.100 L×12.0 mol·L-1－0.2 mol，V(NaOH)＝0.25 L＝250 mL。
[答案]　(1)1.5　(2)250
關(guān)系式法
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 0 mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗碘標(biāo)準(zhǔn)液10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為__________________________________
____________________________________________________________________，
該樣品中Na2S2O5的殘留量為________g·L-1(以SO2計(jì))。
[解析]　根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及元素守恒可得關(guān)系式～2I2，n(SO2)＝n(I2)＝0.010 0 mol·L-1×10.00×10-3 L＝1×10-4 mol，該樣品中Na2S2O5的殘留量(以SO2計(jì))為＝0.128 0 g·L-1。
[答案]　＋4I－＋6H＋　0.128 0
　熱重分析法確定物質(zhì)的成分
熱重分析法是指在一定的溫度下，測(cè)定固體殘留質(zhì)量或殘留率，進(jìn)而分析確定成分。其一般思路為
(1)先確定分解前樣品物質(zhì)的物質(zhì)的量或假設(shè)1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。
(3)計(jì)算每步固體剩余的質(zhì)量(m余)
×100%＝固體殘留率。
(4)晶體中金屬質(zhì)量不再減少，仍在m余中。
(5)失重最后一般為金屬氧化物，由元素守恒得m氧，由n金屬∶n氧即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。
為研究一水草酸鈣(CaC2O4·H2O)的熱分解性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取36.50 g樣品加熱，樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如圖所示。
(1)300 ℃時(shí)殘留固體的成分為________。
(2)900 ℃時(shí)殘留固體的成分為________。
①鹽的水合物鹽氧化物
②300 ℃時(shí)殘留物為CaC2O4
③900 ℃時(shí)殘留物為CaO。
[答案]　(1)CaC2O4　(2)CaO
1．將8.34 g FeSO4·7H2O樣品隔絕空氣加熱，升溫過程中固體的質(zhì)量變化如圖。下列說法正確的是(　　)
A．FeSO4·7H2O晶體中有4種不同結(jié)合力的水分子
B．在100 ℃時(shí)，M的化學(xué)式為FeSO4·6H2O
C．在200 ℃時(shí)，N的化學(xué)式為FeSO4·3H2O
D．380 ℃的P加熱至650 ℃的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
D　[從題圖中可以看出，F(xiàn)eSO4·7H2O晶體受熱后發(fā)生4次分解反應(yīng)，通常情況下，晶體先分多次失去結(jié)晶水，然后所得無水鹽再分解。FeSO4·7H2O晶體中，水分子的結(jié)合力都是相同的，A不正確；n(FeSO4·7H2O)＝＝0.03 mol，則100 ℃時(shí)，M的摩爾質(zhì)量為＝224 g·mol-1，化學(xué)式為FeSO4·4H2O，B不正確；在 200 ℃時(shí)，N的摩爾質(zhì)量為＝170 g·mol-1，化學(xué)式為FeSO4·H2O，C不正確；380 ℃的P加熱至650 ℃時(shí)，產(chǎn)物Q中n(Fe)∶n(O)＝0.03 mol∶＝2∶3，即產(chǎn)物為Fe2O3，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，D正確。]
2．在焙燒NH4VO3的過程中，固體殘留率(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示，210 ℃時(shí)，剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為________。
[解析]　NH4VO3分解的過程中生成氨和HVO3，HVO3進(jìn)一步分解生成V2O5，210 ℃時(shí)若分解生成HVO3和氨，則剩余固體占起始固體百分含量為×100%≈85.47%，符合，所以210 ℃時(shí)，剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為HVO3。
[答案]　HVO3
1．(2023·湖北卷，T18節(jié)選)已知：實(shí)驗(yàn)：向含Cu片的過量30% H2O2溶液中滴加稀硫酸，銅片溶解，溶液變藍(lán)，有少量無色氣體產(chǎn)生。
(1)用足量NaOH處理實(shí)驗(yàn)中新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，m g X完全分解為n g黑色氧化物Y，＝。X的化學(xué)式為______________。
(2)取含X粗品0.050 0 g(雜質(zhì)不參加反應(yīng))與過量的酸性KI完全反應(yīng)后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00 mL。(已知：)標(biāo)志滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
粗品中X的相對(duì)含量為________。
[解析]　(1)X為銅的氧化物，設(shè)X的化學(xué)式為CuOx，其在惰性氛圍下分解生成黑色氧化物(CuO)，則：
CuOxCuO＋O2↑
64＋16x 80
m n
則＝，又＝，解得x＝2，則X的化學(xué)式為CuO2。(2)CuO2在酸性條件下生成Cu2+，Cu2+與KI反應(yīng)生成I2，淀粉遇I2變藍(lán)，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I2，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液的藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來的顏色時(shí)，表明I2已完全反應(yīng)，達(dá)到滴定終點(diǎn)。CuO2中Cu為＋2價(jià)，O為－1價(jià)，結(jié)合已知反應(yīng)可知，CuO2在酸性條件下與KI發(fā)生反應(yīng)2CuO2＋8I－＋8H＋===2CuI↓＋3I2＋4H2O，可得關(guān)系式：2CuO2～3I2～6Na2S2O3，則樣品中m(CuO2)＝×2×96 g＝0.048 g，ω(CuO2)＝×100%＝96%。
[答案]　(1)CuO2　(2)當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液藍(lán)色剛好褪去，且半分鐘不恢復(fù)原來的顏色　96%
2．(2024·江蘇卷，T14節(jié)選)凈化后的NdCl3溶液通過沉釹、焙燒得到Nd2O3。
(1)向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3+可轉(zhuǎn)化為Nd(OH)CO3沉淀。該反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)將8.84 mg Nd(OH)CO3(摩爾質(zhì)量為221 g·mol-1)在氮?dú)夥諊斜簾Ｓ喙腆w質(zhì)量隨溫度變化曲線如圖所示。550～600 ℃時(shí)，所得固體產(chǎn)物可表示為NdaOb(CO3)c，通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該產(chǎn)物中的比值____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(寫出計(jì)算過程)。[Mr(Nd)＝144]
[解析]　(1)Nd3+、發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，產(chǎn)物為和CO2，根據(jù)電荷守恒、元素守恒配平反應(yīng)的離子方程式為＋H2O===2Nd(OH)CO3↓＋CO2↑。(2)n[Nd(OH)CO3]＝＝4×10-5 mol，其中n(OH－)＝4×10-5 mol，550～600 ℃時(shí)，Nd(OH)CO3生成NdaOb(CO3)c，質(zhì)量減少8.84 mg－7.60 mg＝1.24 mg，焙燒產(chǎn)物中不含有氫元素，則根據(jù)2OH－～H2O，可知焙燒過程中生成的H2O的質(zhì)量為×4×10-5 mol×18 g·mol-1×103 mg·g-1＝0.36 mg，則生成的CO2的質(zhì)量為1.24 mg－0.36 mg＝0.88 mg，根據(jù)～CO2，發(fā)生反應(yīng)的的物質(zhì)的量為＝2×10-5 mol，起始固體中含有的的物質(zhì)的量＝n[Nd(OH)CO3]＝4×10-5 mol，則剩余固體中的物質(zhì)的量為4×10-5 mol－2×10-5 mol＝2×10-5 mol，焙燒過程中，Nd不會(huì)減少，則剩余固體中Nd3+的物質(zhì)的量為4×10-5 mol，故產(chǎn)物中＝(4×10-5 mol)∶(2×10-5 mol)＝2∶1。
[答案]　＋H2O===2Nd(OH)CO3↓＋CO2↑　的物質(zhì)的量為4×10-5 mol，550～600 ℃時(shí)，固體分解產(chǎn)生H2O與CO2，質(zhì)量共減少1.24 mg，其中n(H2O)＝2×10-5 mol，m(H2O)＝0.36 mg，則m(CO2)＝1.24 mg－0.36 mg＝0.88 mg，n(CO2)＝2×10-5 mol，發(fā)生反應(yīng)的＝n(CO2)＝2×10-5 mol，剩余固體中＝4×10-5 mol－2×10-5 mol＝2×10-5 mol，n(Nd3+)＝n[Nd(OH)CO3]＝＝2∶1
600～800 ℃發(fā)生的化學(xué)方程式為________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　Nd2O2CO3Nd2O3＋CO2↑
課時(shí)數(shù)智作業(yè)(八)　物質(zhì)的量在化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算
(建議用時(shí)：40分鐘　總分：50分)
(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，每小題3分，共30分)
1．將12 g鐵片放入150 mL的CuSO4溶液中，當(dāng)溶液中的Cu2+全部被還原時(shí)，鐵片質(zhì)量增加0.3 g，則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度是 (　　)
A．0.125 mol·L-1　　　 B．0.175 mol·L-1
C．0.25 mol·L-1 　 D．0.50 mol·L-1
C　[設(shè)原溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量為x mol，則：
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　Δm
1 mol 8 g
x mol 0.3 g
1 mol∶x mol＝8 g∶0.3 g，解得x＝0.037 5，則原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為＝0.25 mol·L-1。]
2．將15 mL 2 mol·L-1 Na2CO3溶液逐滴加入40 mL 0.5 mol·L-1 MCln鹽溶液中，恰好使溶液中的Mn＋完全沉淀為碳酸鹽，則MCln中n值是(　　)
A．4 　 B．3
C．2 　 D．1
B　[M的化合價(jià)為＋n價(jià)，Na2CO3與MCln反應(yīng)對(duì)應(yīng)的關(guān)系式為
2Mn＋　　　　　～　　　　
2 n
0.04 L×0.5 mol·L-1 0.015 L×2 mol·L-1
＝，解得n＝3。]
3．已知Q與R的摩爾質(zhì)量之比為9∶22，在反應(yīng)X＋2Y===Q＋R中，當(dāng)1.6 g X與一定量Y完全反應(yīng)后，生成4.4 g R，則參與反應(yīng)的Y和生成物Q的質(zhì)量之比為(　　)
A．46∶9 　 B．32∶9
C．23∶9 　 D．16∶9
C　[假設(shè)Q和R的相對(duì)分子質(zhì)量分別為9a、22a，設(shè)生成4.4 g R時(shí)生成Q的質(zhì)量是x，
X＋2Y===Q　＋　R
9a 22a
x 4.4 g
根據(jù)＝，解得x＝1.8 g，由質(zhì)量守恒定律可知參加反應(yīng)的Y的質(zhì)量為4.4 g＋1.8 g－1.6 g＝4.6 g，所以參與反應(yīng)的Y和生成物Q的質(zhì)量之比為4.6 g∶1.8 g＝23∶9，故選C。]
4．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將20 L CO2和CO的混合氣體全部通過足量的Na2O2粉末，在相同狀況下，氣體體積減少到16 L，則原混合氣體中CO的體積為(　　)
A．4 L　　 B．8 L
C．12 L 　 D．16 L
C　[2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　ΔV
2 1 1
V(CO2) (20－16) L
則原混合氣體中V(CO2)＝2×(20－16) L＝8 L，
V(CO)＝(20－8) L＝12 L。]
5．向100 mL的FeBr2溶液中通入Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)3.36 L，所得溶液中Cl－和Br－的物質(zhì)的量濃度相等，則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為(　　)
A．0.75 mol·L-1　 B．1 mol·L-1
C．1.5 mol·L-1 　 D．2 mol·L-1
D　[還原性：Fe2+>Br－，Cl2先與Fe2+反應(yīng)，F(xiàn)e2+反應(yīng)完畢后，再與Br－反應(yīng)，n(Cl2)＝＝0.15 mol，所得溶液中Cl－和Br－的物質(zhì)的量濃度相等，說明Cl2已消耗完畢，所得溶液中n(Br－)＝n(Cl－)＝0.3 mol；假設(shè)原FeBr2溶液的濃度是x mol·L-1，則在原溶液中n(Fe2+)＝0.1x mol，n(Br－)＝0.2x mol，則反應(yīng)消耗的n(Br－)＝(0.2x－0.3)mol，根據(jù)得失電子守恒，可得0.1x＋(0.2x－0.3)＝0.15×2，解得x＝2。]
6．(2025·中山模擬)將a g Fe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的200 mL pH＝1的H2SO4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(　　)
A．0.1 mol·L-1 　 B．0.15 mol·L-1
C．0.2 mol·L-1 　 D．0.4 mol·L-1
C　[當(dāng)Fe3+、Al3+剛好沉淀完全時(shí)，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。由電荷守恒可知：＝，所以，n(NaOH)＝n(Na＋)＝＝n(H＋)＝0.1 mol·L-1×0.2 L＝0.02 mol，c(NaOH)＝＝0.2 mol·L-1。]
7．在氧氣中燃燒0.22 g硫和鐵組成的混合物，使其中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，把這些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩幔@些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L-1氫氧化鈉溶液完全中和，則原混合物中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 (　　)
A．72%　 B．40%
C．36%　 D．18%
C　[由S原子守恒和有關(guān)反應(yīng)可得出：
S～H2SO4～2NaOH
32 g 2 mol
m(S) (0.5×10×10-3)mol
＝，m(S)＝0.08 g，原混合物中ω(S)＝×100%≈36%。]
8．(2025·柳州模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測(cè)定綠礬樣品(主要成分為FeSO4·7H2O)的純度，稱取11.5 g綠礬產(chǎn)品，溶解，配制成1 000 mL溶液；分別量取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中，用硫酸酸化的0.010 0 mol·L-1高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)，消耗高錳酸鉀溶液的平均體積為20.00 mL。根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算該綠礬樣品的純度約為(　　)
A．94.5%　　 B．96.1%
C．96.7% 　 D．97.6%
C　[根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式：5FeSO4·7H2O～KMnO4，故n(FeSO4·7H2O)＝5n(KMnO4)＝1.0×10-3 mol，ω(FeSO4·7H2O)＝×100%≈96.7%。]
9．X、Y均為短周期金屬元素，同溫同壓下，0.1 mol X的單質(zhì)與足量稀鹽酸反應(yīng)，生成H2的體積為V1 L；0.1 mol Y的單質(zhì)與足量稀硫酸反應(yīng)，生成H2的體積為V2 L。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．X、Y生成H2的物質(zhì)的量之比一定為
B．X、Y消耗酸的物質(zhì)的量之比一定為
C．產(chǎn)物中X、Y化合價(jià)之比一定為
D．由一定能確定產(chǎn)物中X、Y的化合價(jià)
D　[設(shè)與1 mol X反應(yīng)消耗HCl的物質(zhì)的量為a mol，與1 mol Y反應(yīng)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為b mol，根據(jù)得失電子守恒以及H原子守恒可知X～aHCl～H2～Xa＋、Y～bH2SO4～bH2～Y2b＋。同溫同壓下，氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比，因此X、Y生成H2的物質(zhì)的量之比一定為，故A正確；X、Y反應(yīng)過程中消耗酸的物質(zhì)的量之比為，因＝，因此＝，故B正確；產(chǎn)物中X、Y化合價(jià)之比為，由B項(xiàng)可知，＝，故C正確；由＝可知，當(dāng)a＝1，b＝0.5時(shí)，＝1，當(dāng)a＝2，b＝1時(shí)，＝1，兩種情況下X、Y的化合價(jià)不同，因此根據(jù)無法確定X、Y的化合價(jià)，故D錯(cuò)誤。]
10．采用熱重分析法測(cè)定FeS2/C復(fù)合材料中各組分的含量。FeS2/C樣品在空氣中的熱重曲線如圖所示[注：殘留率(%)＝×100%]。下列說法中不正確的是(　　)
A．300～400 ℃發(fā)生的主要反應(yīng)為C＋O2CO2
B．800 ℃時(shí)殘留的固體是Fe2O3
C．復(fù)合材料中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.9%
D．復(fù)合材料中FeS2與C的物質(zhì)的量之比約為2∶1
D　[300～400 ℃發(fā)生的主要反應(yīng)為C受熱生成CO2，A正確；550～700 ℃發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，故800 ℃時(shí)殘留的固體是Fe2O3，B正確；由題圖中數(shù)據(jù)可知，復(fù)合材料中碳完全反應(yīng)失重9.1%，可知碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.1%，F(xiàn)eS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.9%，C正確；FeS2與C的物質(zhì)的量之比為∶≈1∶1，D錯(cuò)誤。]
11．(6分)過氧化鈣(CaO2)是一種安全無毒的物質(zhì)，帶有結(jié)晶水，通常還含有CaO。過氧化鈣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛用作殺菌劑、防腐劑、解酸劑、油類漂白劑等。
(1)稱取5.42 g過氧化鈣樣品，灼燒時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：2CaO2·xH2O2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為672 mL，則該樣品中CaO2的物質(zhì)的量為____________。(2分)
(2)另取同一樣品5.42 g，溶于適量的稀鹽酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，將溶液中的Ca2+全部轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①樣品中CaO的質(zhì)量為____________________。
②樣品中CaO2·xH2O中的x為____________。(4分)
[解析]　(1)n(O2)＝＝0.03 mol，則
2CaO2·xH2O2CaO＋O2↑＋2xH2O
2 mol 1 mol
n(CaO2·xH2O) 0.03 mol
解得n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol，
則n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol。
(2)n(CaCO3)＝＝0.07 mol。
①根據(jù)鈣元素守恒，可知：n(CaO)＝0.07 mol－0.06 mol＝0.01 mol，所以m(CaO)＝0.01 mol×56 g·mol-1＝0.56 g。
②樣品中水的質(zhì)量為m(H2O)＝5.42 g－m(CaO2)－m(CaO)＝5.42 g－0.06 mol×72 g·mol-1－0.56 g＝0.54 g，所以n(H2O)＝＝0.03 mol，則x＝＝0.5。
[答案]　(1)0.06 mol　(2)①0.56 g　②0.5
12．(4分)熱重分析法是程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種實(shí)驗(yàn)方法。MgCl2·6H2O的熱重曲線如圖所示。已知：MgCl2·6H2O在空氣中受熱脫水時(shí)，不產(chǎn)生無水氯化鎂。
(1)試確定200 ℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)的化學(xué)式：______。(2分)
(2)554 ℃時(shí)分解得到的主要產(chǎn)物為白色固體和一種酸性氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(2分)
[解析]　(1)由題圖可知，起始時(shí)MgCl2·6H2O的質(zhì)量為4.06 g，物質(zhì)的量為0.02 mol，則m(MgCl2)＝95 g·mol-1×0.02 mol＝1.9 g，所以200 ℃時(shí)，MgCl2·6H2O失去部分結(jié)晶水，固態(tài)物質(zhì)中m(H2O)＝2.62 g－1.9 g＝0.72 g，n(H2O)＝0.04 mol，即此時(shí)固態(tài)物質(zhì)中n(MgCl2)∶n(H2O)＝0.02 mol∶0.04 mol＝1∶2，故200 ℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)的化學(xué)式為MgCl2·2H2O。 (2)554 ℃時(shí)，固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量為0.80 g，為0.02 mol MgO的質(zhì)量，所以得到的白色固體為MgO；554 ℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量比527 ℃時(shí)的少0.73 g，為0.02 mol HCl的質(zhì)量，則554 ℃時(shí)分解得到的酸性氣體為HCl，所以527 ℃時(shí)，固態(tài)物質(zhì)為Mg(OH)Cl，在554 ℃時(shí)分解的化學(xué)方程式為Mg(OH)ClMgO＋HCl↑。
[答案]　(1)MgCl2·2H2O
(2)Mg(OH)ClMgO＋HCl↑
13．(10分)(2025·忻州模擬)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，三組實(shí)驗(yàn)各取30 mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 甲 乙 丙
合金質(zhì)量/mg 510 765 1 020
氣體體積/mL 560 672 672
(1)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中，哪一組鹽酸是過量的？________，理由是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(4分)
(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_____________。(2分)
(3)合金中Mg的物質(zhì)的量為________________，Mg、Al的物質(zhì)的量之比為________。(4分)
[解析]　(1)對(duì)比甲、乙數(shù)據(jù)，加765 mg合金時(shí)生成的氫氣比甲中多，說明甲中鹽酸過量，對(duì)比乙、丙數(shù)據(jù)，加1 020 mg合金時(shí)生成氫氣的體積與加765 mg合金時(shí)相等，說明加入765 mg合金時(shí)鹽酸已完全反應(yīng)。(2)加入1 020 mg 鎂鋁合金時(shí)，最多只能生成672 mL氫氣，說明所加鹽酸最多只能生成672 mL 氫氣，n(H2)＝＝0.03 mol，根據(jù)關(guān)系式：2HCl～H2可知，n(HCl)＝0.03 mol×2＝0.06 mol，鹽酸的物質(zhì)的量濃度為＝2 mol·L-1。(3)由于甲組中，鹽酸是過量的，所以用甲組數(shù)據(jù)來計(jì)算，生成氫氣的物質(zhì)的量為＝0.025 mol，設(shè)Mg的物質(zhì)的量為x mol，Al的物質(zhì)的量為y mol，依題意得：24x＋27y＝0.51，x＋ y＝0.025，解得，x＝0.01，y＝0.01，所以Mg、Al的物質(zhì)的量之比為1∶1。
[答案]　(1)甲　甲組增加鎂鋁合金粉末的質(zhì)量，生成的氫氣量增加，而乙組不能　(2)2 mol·L-1　(3)0.01 mol　1∶1
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