高一化学期末复习专题----讨论型计算

高一化学期末复习专题----讨论型计算
例1、在50mL b　mol．L－１AlCl3溶液中加入50mL a mol．L－１ NaOH溶液。
　　(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为________。
　　(2)当a、b满足_______条件时，无沉淀生成。
　　(3)当a、b满足_______条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的量为________g。
解析：(1)AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
当a≤3b时，AlCl3过量，生成沉淀为mol
　　　　 (2) Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O；
AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
　　 无沉淀生成；则AlCl3完全反应，a≥4b。
　　 (3)由(1)和(2)知：3b　　 先生成沉淀b×50×10-3mol，余NaOH为(a-3b)×50×10-3mol。
　　 所余NaOH在溶解(a-3b)×50×10-3mol Al(OH)3，
故所得Al(OH)3的质量为（4b-a）×50×10-3×78g，即（15.6b-3.9a）g。
　　注：(1)有n个连续化学反应，则可分为(n+1)段讨论。
　　 (2)单一化学反应的过量计算可视为多步、连续化学反应计算的特例。
例2、有某碱金属M及其相应氧化物的混合物共10g，跟足量的水充分反应后，小心地将溶液蒸干，得到14g无水晶体，则该碱金属M可能是
(A) 锂 (B) 钠 (C) 钾 (D) 铷
解析：因为是两者的混合物，各自的量未知，要确定是哪种碱金属，还缺少条件，无法求得具体值，故可通过假设是纯物质而求得碱金属相对原子质量的一个范围，进行讨论确定。
设碱金属的相对原子质量为x，
若为纯金属，则有关系式 若为纯氧化物，则有关系式
R————ROH R2O————2ROH
x x+17 2x+16 2(x+17)
10 14 10 14
解得：x=42.5 解得：x=14.5
故碱金属的相对原子质量应在14.5与42.5之间，在此区间内的碱金属有钠和钾。
例3、取0.45mol NaOH、0.35 mol Na2CO3和0.20mol NaHCO3溶解于水，在该混合液中逐渐加入盐酸，反应明显分三个阶段进行。若加入的HCl为n mol，溶液中NaCl、Na2CO3和NaHCO3分别为x mol、y mol和z mol，试分别计算在n值增大的过程中，不同反应阶段的n值范围和所对应的x、y、z值。将其结果填入下表。
提示：Na2CO3与HCl的反应为：①Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl； ②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
加入的盐酸n(mol) 溶液中的NaClx(mol) 溶液中的Na2CO3y(mol) 溶液中的NaHCO3z(mol)
　　解析：由题意可知，当三种物质溶于水时，立即发生如下的反应：　　NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O
　　三种物质，物质的量将发生如下变化：NaOH 0.45mol-0.20mol=0.25mol；NaHCO3 0.20mol-0.20mol=0
　　Na2CO3 0.35mol+0.20mol=0.55mol;又由题意可知，当向溶液中逐渐加入盐酸时，反应明显分三个阶段进行，即：　(1)NaOH+HCl=NaCl+H2O； (2)Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3； (3)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
在比较推导中，从化学方程式不难看出，在各个反应阶段，消耗HCl的物质的量，便是生成NaCl的物质的量。溶液中NaOH、Na2CO3、NaHCO3物质的量是随加入HCl的物质的量而改变的。故以加入的HCl的物质的量n mol为自变量，划出数轴，进行数形结合的推导，便可巧妙解出此题。
　　加入的盐酸n(mol) 溶液中的NaClx(mol) 溶液中的Na2CO3y(mol) 溶液中的NaHCO3z(mol)
0-0.25 n 0.55 0
0.25-0.8 n 0.8-n n-0.25
0.8-1.35 n 0 1.35-n
例4、已知在NaHS、MgS、NaHSO3混合物中硫的质量分数为40%，则氧的质量分数为　　C
(A) 20% (B) 60% (C) 30% (D) 75%
同步练习:
1、甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol.L-1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙=1∶2，问加入铝粉的质量为　（　）
(A) 5.4g (B) 3.6g (C) 2.7g (D) 1.8g
2、在一定条件下，使agC和bgO2完全反应，生成（a+b）g气体，那么a与b的关系中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（A）3/8（C）1.3≤a/b≤3.7 （D）4≤a/b≤8
3、氧化锌与锌的混合物14.6g,加入浓度为1 mol·L-1的盐酸500ml,得到溶液中Zn2+浓度为0.4mol/L,求原混合物中氧化锌与锌各自的物质的量。
4、等物质的量的NaHCO3和KHCO3的混合物9.20g与100mL盐酸反应。
（1）试分析，欲求标准状况下和生成的CO2体积，还需要什么数据（用a、b等表示，要注明单位）。答：
（2）求标准状况下生成的CO２的体积：
所需数据的取值范围 生成CO2的体积（标准状况）
盐酸不足时
盐酸过量时
（3）若NaHCO3和KHCO3不是等物质的量混合，则9.20g固体与盐酸完全反应时，在标准状况下生成的CO2气体的体积大于 L；小于 L。
5、现有AlCl3和FeCl3混合溶液，其中A3+和Fe3+的物质的量之和为0.1mol。在此溶液中加入90mL 4mol/L的NaOH溶液，使其充分反应。设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x。
(1)根据反应方程式计算x=0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量有多少？
(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3时x取值范围。请在图2中画出沉淀总量(mol)随x（0→1）变化的曲线。
(3)若Al3+和Fe3+的物质的量之和为A mol（A为合理数值），其他条件不变时，求沉淀中同时有Fe(OH)3，Al(OH)3的x取值范围和各沉淀的物质的量（用含有A，x的式子表示）。
6、天平两端各放质量相同的烧杯，杯里分别盛有相同质量、相同浓度的稀硫酸，如果在两个烧杯中，一个放入锌片，一个放入与锌片质量相同的铁片，反应完全后，天平仍保持平衡吗？说明理由。
课后练习:
1、向100ml 0.25mol·L—1的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好只生成 NaC l和NaAlO2的澄清溶液，则加入的金属钠的质量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(A) 2.3g (B) 3.45g (C) 1.15g (D) 0.575g
2、向100mL的FeBr2溶液中，通入标准状况下Cl2 3.36L，Cl2全部被还原（2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-），测得溶液中c（Br-）= c（C l-），则 原FeBr2溶液的物质的量浓度是　　　　　
(A) 0.75 mol·L-1 (B)1.5 mol·L-1 (C)2 mol·L-1 (D)3 mol·L-1
3、将溶质的质量分数为a％，物质的量浓度为C1mol·L-1的稀硫酸蒸发掉一定量的水，使其溶质的质量分数为2a％，此时物质的量浓度为C2mol·L-1，则C1与C2的关系是　　
(A)C2=2C1 (B)C2＜2C2 (C)C2＞2C1 (D)C1＝2C2
4、将一定量的钠、铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL、pH=14的溶液。然后用1mol·L-1的盐酸滴定至沉淀量最大时，消耗盐酸40mL。原合金中钠的质量为
(A) 0.92g (B) 0.69g (C) 0.46g (D) 0.23g
5、在一定条件下，KI、Zn、FeBr2分别与足量的Cl2反应，如果3个反应得失电子数目相等，则KI、Zn、FeBr2的物质的量之比为
(A) 1∶2∶3 (B)3∶2∶1 (C)6∶3∶2 (D)2∶3∶6
6、已知：① 2Fe３++2I- = 2Fe２+ + I2；② 2Fe2+ + Br2 = 2Br- + 2Fe3+；③ 2Br- +Cl2 = 2Cl- + Br2。现向含有amolFeI2 和bmolFeBr2的混合溶液中逐渐通入　cmolCl２，反应随Cl２的通入明显分为几个阶段进行。
反应物的量之间的关系 被氧化的离子 被氧化的离子物质的量（用含c的表达式表达）
１0a＜c＜3(a + b)／2
3a+b／2＜c＜3(a + b)／2
⑵写出Ⅲ情景时的计算推断过程。
7、将一定量的CO2通入含ngNaOH的溶液中，两者恰好完全反应。在反应后的溶液中加入足量石灰水得ag沉淀。
⑴能否用以上数据确定CO2的质量？如能确定，请列式表示；如果不能确定，还需要什么数据？你可以在题中添加条件或改变题中有下化线部分的条件，也可以通过实验测定你所需的数据。请根据自选数据，作简要的分析并列出表达式。
⑵能否确定NaOH溶液的质量分数？如果能，请列式表示；不能还需要什么数据？你可以在题中添加条件或改变题中有下划线部分的条件，也可以通过实验测定你所需要的数据。请根据自选数据，作简要的分析并列出表达式。
同步练习参考答案:
1、A 2、B
3、氧化锌0.1 mol；锌0.1 mol
4、（1）盐酸的物质的量浓度为a mol/L；
（2）a<1 mol·L-1，2. 24aL ；a>1 mol·L-1，2.24L
（3）2.06L； 2.45L
5、要使沉淀中无Al(OH)3，至少需nOH-=4×0.1x mol，x的最大取值为：
　　0.1(1-x)×3+0.4x=0.09×4;　　x=0.6
　　即：在0≤x≤0.6时，沉淀只有Fe(OH)3。
　　x=0时，Fe(OH)3沉淀量为0.1mol。
　　x=0.4时，Fe(OH)3沉淀量为0.06mol。
　　x=0.6时，Fe(OH)3沉淀量为0.04mol。
　　在0.6≤x≤1内，总沉淀量：
　　n总=0.1(1-x)+0.1x-0.36=0.04(mol)
　　据以上数据画出沉淀总量随x的变化曲线如图3所示。
6、需要讨论金属与稀硫酸反应时，稀硫酸是过量或不足量。
解：（1）如果硫酸过量
设w g锌跟硫酸反应生成x g氢气 设w g铁跟硫酸反应生成y g氢气

　　
因为g>g，放铁片的烧杯放氢气多，所以天平指针向放锌的一边倾斜。
（2）如果硫酸量不足，则应该以硫酸为标准进行计算，由于硫酸的质量相同，所以生成氢气的质量也相同，因此天平仍保持平衡。
课后练习参考答案：
1、A 2、D 3、C 4、A 5、C
6、要使沉淀中无Al(OH)3，至少需nOH-=4×0.1x mol，x的最大取值为：
　　0.1(1-x)×3+0.4x=0.09×4;　　x=0.6
　　即：在0≤x≤0.6时，沉淀只有Fe(OH)3。
　　x=0时，Fe(OH)3沉淀量为0.1mol。
　　x=0.4时，Fe(OH)3沉淀量为0.06mol。
　　x=0.6时，Fe(OH)3沉淀量为0.04mol。
　　在0.6≤x≤1内，总沉淀量：
　　n总=0.1(1-x)+0.1x-0.36=0.04(mol)
　　据以上数据画出沉淀总量随x的变化曲线如图3所示。
7、（1）m（CO2）=11a/25g
（2）①将反应后的溶液分为两等份，一份加过量的石灰水，得沉淀ag；另一份加入足量的CaCl2溶液得沉淀bg NaOH溶液的质量分数为4a/5n×100%或4b/5n×100%
②原题条件不变，最后添“将沉淀过滤掉，在溶液蒸干后灼烧，得固体mg。” NaOH溶液的质量分数为10m/21n×100%
③原题条件不变，最后添“将沉淀过滤掉，在滤液中继续通入CO2直到过量，将溶液蒸发后灼烧，得固体mg。NaOH溶液的质量分数为40m/53n×100%
④原题条件不变，最后添“将沉淀过滤掉，将溶液蒸干，得固体mg。” NaOH溶液的质量分数为：m/n×100%