本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
南昌一中2009届
高三化学第二轮复习知识要点
考点1. 化学计算中的转化策略
1. 由陌生转化为熟悉。
在解题过程中,当接触到一个难以解决的陌生问题时,要以已有知识为依据,将所要求解的问题与已有知识进行比较、联系,异中求同,同中求异,将陌生转化为熟悉,再利用旧知识,解决新问题。
[例1] 溶质质量分数为3x%和x%的两种硫酸等体积混合后,混合液中溶质的质量分数是 ( )
A. 2x% B. 大于2x%
C. 小于2x% D. 无法计算
解析:溶液等体积混合,求混合后溶液中溶质的质量分数,课本上无例题,教师授课时也未必补充,题目新颖,陌生度大,似有无从下手之感。若把题中两种硫酸等体积混合想象成熟知的等质量混合(化陌生为熟悉),则混合后溶液中溶质的质量分数为2x%。硫酸越浓,密度越大,故等体积混合时,较浓硫酸的质量比混合溶液的质量一半要多,所以混合后溶液中溶质的质量分数应大于2x%。
答案:B。
2. 由局部转化为整体。
复杂的化学问题,往往是由几个小问题组合而成,若将这些小问题孤立起来,逐个分析解决,不但耗时费力,且易出错。如能抓住实质,把所求问题转化为某一整体状态进行研究,则可简化思维程序,收到事半功倍之效。
[例2] 有一包FeSO4和Fe2(SO4)3的固体混合物,已测得含铁元素的质量分数为31%,则混合物中硫元素的质量分数是____。
解析:这是一道利用化学式计算物质中某元素质量分数的常见题。学生熟知的解题模式是先分别求出两化合物中硫元素的质量,再相加得到混合物中硫元素的质量,进而算出硫元素在混合物中的质量分数,但运算复杂,计算量大。如果克服思维定势,开拓思路,把S和O组成的原子团(SO4)看成一个整体(化局部为整体),由于铁元素占混合物的质量分数为31%,则另一部分(即SO4),质量分数为69%,
所以硫元素占混合物的质量分数为 69%×32/96=23%。
3. 由复杂转化为简单
著名数学家华罗庚教授曾经说过:“把一个较复杂的问题‘退’成最简单、最原始的问题,把这最简单、最原始的问题想通了,想透了……”然后各个击破,复杂问题也就迎刃而解,不攻自破了。华罗庚教授所说的“退”,就是“转化”,这种“退”中求进的思维策略常被用于解决复杂的化学问题。
[例3] 向1000克未知溶质质量分数的硫酸铜溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液,过滤、干燥后得到蓝色固体19.6克。在所得滤液中加入过量铁粉,充分反应后,再加入足量盐酸,最后得到6.4克固体,求原溶液中硫酸铜的质量分数。
解析:这是一道综合性题目,根据题意,可将该题分解成容易作答的四个小题(化复杂为简单):
(1)得到19.6克氢氧化铜,有多少克硫酸铜参加了反应?(32克)
(2)与铁粉反应生成6.4克铜,有多少克硫酸铜参加了反应?(16克)
(3)(1)、(2)中硫酸铜的总质量是多少克?(48克)
(4)根据(3)的结果,原溶液中硫酸铜的质量分数是多少?(4.8%)
将一定难度的综合题分解为数个简单题,实现由繁到简,由难到易的转化,使本来感觉很难的题目转化成了简单易做的题目。这样做,易学易懂,不仅学会了思考问题的方法,更重要的是增强了克服困难的勇气和信心,对后继化学课程的学习将产生深远的影响。
4. 由隐含转化为显露。
有些题目从表面看来似缺条件而无法求解,实际上解题条件就隐含在语言叙述、化学现象、化学原理之中。解答此类题目的关键,是充分挖掘题中的隐含条件,化隐为显,架设由未知到已知的“桥梁”。
[例4] 将镁粉和碳酸镁的混合物置于氧气中灼烧,直至质量不再改变为止。经测定,灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同,求原混合物中镁粉和碳酸镁的质量比。
解析:整个题目全用文字叙述,没有一个可供直接利用的具体数据。仔细审视题意,抓住关键词语,将“灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同”转化为(化隐含为显露)“Mg吸收的O2质量等于MgCO3分解放出的CO2质量”,即可由2Mg~O2和MgCO3~CO2,导出44Mg~16MgCO3。这一关系式表明,在原混合物中镁粉与碳酸镁的质量比是
44×24:16×84=11:14。
5. 由文字转化为图示。
有些化学计算题,叙述冗长,信息点多,一时难以理顺各种关系。若能将文字信息转化为图示信息,则可使题意简明清晰,过程具体形象,从而发现解题的途径。
[例5] 把47克氧化铜与炭的混合物充分加热后冷却。已知反应中炭已消耗完,剩余固体的质量为36克。向此固体中加入100克4.9%的稀硫酸恰好完全反应,过滤后,将滤液蒸发掉46克水,再冷却到t℃时,溶液恰好饱和(无晶体析出)。求:(1)原混合物中含多少克炭;(2)t℃时,CuSO4在水中的溶解度。
解析:此题主要考查质量守恒定律及其应用、根据化学方程式的计算和关于溶解度计算三个重要知识点,头绪多,综合性强,思维能力要求高。若将文字信息转换成图示信息,则能帮助我们理清脉络,找到解题的关键点。图示如下:
CuSO4饱和溶液
设原混合物中含炭质量为x,参加反应的氧化铜的质量为y。
2CuO + C 2Cu + CO2↑
160 12 44
y x 47g-36g=11g
x=12×11g/44=3g,y=160×11g/44=40g
所以剩余氧化铜的质量=47g-3g-40g=4g。
设反应生成的CuSO4质量为z
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
80 98 160
4g 100克×4.9% z
z=4g×160/80=8g
设t℃时,CuSO4在水中的溶解度为S。
S/100g=8g/[100克×(1-4.9%)—46g]
S=16.3g
考点2.化学计算中的常用解题方法和技巧
1. 守恒法
[例6] 某种含有MgBr2和MgO的混合物,经分析测得Mg元素的质量分数为38.4%,求溴(Br)元素的质量分数。
解析:在混合物中,元素的正价总数=元素的负价总数,因此,Mg原子数×Mg元素的化合价数值=Br原子数×Br元素的化合价数值+O原子数×O元素的化合价数值。
设混合物的质量为100克,其中Br元素的质量为a克,则
(克)
故Br%=40%。
2. 巧设数据法
[例7] 将w克由NaHCO3和NH4HCO3组成的混合物充分加热,排出气体后质量变为w/2克,求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的质量比。
解析:由2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ 和NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑可知,残留固体仅为Na2CO3,可巧设残留固体的质量为106克,则原混合物的质量为106克×2=212克,故m(NaHCO3)=168克,m(NH4HCO3)=212克-168克=44克。
3. 极值法
[例8] 取3.5克某二价金属的单质投入50克溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若2.5克该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为( )
A. 24 B. 40 C. 56 D. 65
解析:盐酸溶液中溶质的质量为50克×18.25%=9.125克,9.125克盐酸溶质最多产生H2的质量为=0.25克。由题意知,产生1克H2需金属的平均质量小于3.5克×4=14克,大于2.5克×4=10克,又知该金属为二价金属,故该金属的相对原子质量小于28,大于20。答案选A。
4. 十字交叉法
[例9] 取100克胆矾,需加入多少克水才能配成溶质质量分数为40%的硫酸铜溶液
解析:结晶水合物(CuSO4·5H2O)可看成CuSO4的溶液,其溶质质量分数为
×100%=×100%=64%。设加水(溶质质量分数可看成0%)的质量为x,则 x=60克
5. 估算法
有些选择题涉及计算,像这类计算题大多不用计算出确切的数值,只要大约估算一下,再依据题目中的条件,就可得出答案,这样不但不会出现计算失误,也为解决后面的问题争取了大量的时间。
[例10] 将4.9克氯酸钾与1.62克二氧化锰混合后,放入试管中加热,充分反应后,试管中剩余固体物质的质量约是:
A. 1.62克 B. 2.98克 C. 4.60克 D. 6.52克
解析:此题要计算试管中剩余固体的质量,就要先算出氯酸钾受热分解放出的O2质量,然后反应前总质量减去生成O2的质量,就是答案,很容易看出剩余固体的质量就是介于1.62克和6.52克之间,所以首先排除了A和D那么剩下的B和C选哪一个呢。这就可以用估算法:2KClO3~3O2
245 96
4.9 M
根据此关系式也很容易可以看出:M是小于1.92克的。所以剩余的质量一定大于2.98克 很明显 故选C。
6. 差量法
[例11] 4.0克+2价金属的氧化物与足量的稀盐酸反应后,完全转化为氯化物,测得氯化物的质量为9.5克,通过计算指出该金属的名称。
解析:反应后物质质量增加是由于参加反应氧化物的质量小于生成氯化物的质量。设金属氧化物化学式为RO,式量为m,
则RO → RCl2 质量增加
m 55
4.0克 (9.5-4.0)克
m=40。故金属的相对原子质量为40-16=24,属于镁元素。
【能力训练】
1. 在温度不变的情况下,向一定量的硫酸铜溶液中加入25克胆矾(CuSO4·5H2O)或蒸发掉55克水均可得到饱和溶液,求该温度时硫酸铜的溶解度。25g
2. 在化合物X2Y和YZ2中,Y的质量分数分别为40%和50%,则在化合物X2YZ3中,Y的质量分数是多少?25%
3. 已知某混合物由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质组成。经测定,其中钠元素的质量分数为m,求混合物中氧元素的质量分数。1-39/23m
4. 在托盘天平的两边各放置一只烧杯,烧杯内分别盛有质量相等的同种盐酸(盐酸均过量)调节天平至平衡。现向左边烧杯中投入纯锌7.8克,若要使反应后天平仍保持平衡,右边的烧杯中应加入多少克碳酸钙固体?13.5g
5. 机动车尾气排放的氮的氧化物是城市污染源之一,其中有一种含氮约为46.7%,它是( )A. N2O B. NO2 C. NO D. N2O5
6. 将质量分数为P%的硫酸与等体积的水混合后得到质量分数为q%的硫酸,则下列关于P、q的关系式正确的是( )
A. q<p<2q B. p<2q C. p=2q D. p≥2q
7. 实验室用氢气还原氧化铜m克,当大部分固体变红时停止加热,冷却后称得残留固体质量为n克,共用去氢气w克。则被还原得氧化铜的质量为( )
A. 40w克 B. 80n/64克 C. 5(m-n)克 D. m克
8. X、Y元素的原子量之比为2:1,由两元素形成的化合物中,X、Y元素的质量比为2:3,其中X元素的化合价为+a,则化合物中Y元素的化合价为( )
A. B. C. D.
考点3.反应物中某种物质过量的计算
在生产实践或科学实验中,有时为了使某种反应物能反应完全(或充分利用某一物质),可使另一种反应物的用量超过其理论上所需值,例如要使燃烧充分,往往可以通入过量的氧气或空气。比如要使某种离子从溶液中完全沉淀出来,往往要加入稍为过量的沉淀剂等。
解这类题时首先要判断这两种反应物的量是否符合化学方程式中该两种反应物的关系量之比,如不符合则要根据不足量的反应物的量进行计算。
具体步骤:
1. 写出反应方程式;
2. 判断哪个反应物过量;
3. 根据不足量求解。
考点4.多步反应的计算和有关物质的纯度、产率、利用率
在化学反应中,所表示的反应物和生成物的转化量都是以纯净物的量来表示的。而实际上原料和产品往往是不纯净的,这就存在着不纯物和纯净物间的换算,其换算的桥梁是物质的纯度(以百分数表示)。
另外,在实际生产中难免有损耗,造成原料的实际用量大于理论用量,而实际的产量又总是小于理论产量,这就是原料的利用率和产品的产率问题。有关这类计算的公式如下:
物质的纯度 = 纯净物的质量/不纯物的质量
原料的利用率 = 理论原料用量 / 实际原料用量
产率 = 实际产量 / 理论产量
物质的纯度、原料的利用率和产品的产率都是低于100%的。大部分工业生产,要经过许多步的反应才能完成的,这时进行产品和原料之间量的计算时,不必逐步计算,可以根据化学方程式中的物质的量的关系,找出原料和产品的直接关系量,进行简单的计算即可。解多步反应的计算题,确定有关物质的关系式是关键,若从原子(离子)守恒、电子守恒等角度去思考、分析、判断,则可达到事半功倍的效果。
工业生产计算常用的关系式有:
由黄铁矿制硫酸: FeS2 ~ 2S~2H2SO4
由氨催化氧化制硝酸:NH3 ~HNO 3 (最后反应为 4NO2+O2+2H2O = 4HNO3)
考点5.混合物中两种成分的物质的量、质量和百分比的计算
这类题目有较强的综合性。解题时不仅要掌握化学计算的有关概念和熟悉元素化合物的性质还要认真审题。分析题给的每项条件和各组分之间量的关系,找出解题途径。经常采用的方法有"关系式法"、"差量法"及"联立方程法",以求得混合物各组分的含量。
[例12] 工业上用氨氧化法制硝酸时,如果由氨氧化成一氧化氮的转化率为95%,由一氧化氮制成硝酸的转化率为90%,求1吨氨可以制得52%的硝酸多少吨?
解题分析:该题是有关多步反应的计算,可以利用化学方程式,找出有关物质的关系式进行计算,简化计算过程。注意运用转化率和纯度的计算公式。
解:该题有关的化学方程式如下:
(1)4NH3 + 5O2 ==4NO↑+ 6H2O
(2)2NO + O2 == 2NO2
(3)3NO2 + H2O == 2 HNO3 + NO↑
其中(3)式产生的NO在工业生产中是被循环使用的,继续氧化生成NO2,直至全部被水吸收为止。因此NO2变成HNO3的物质的量之比为1:1,最后得出的关系式为:NH3∽HNO3 。
解:设制得52%的硝酸为x吨。
NH3------------------------HNO3
17 63
1×95%×90% 52%x
(吨)
答:可以制得52%的硝酸6.1吨
【能力训练】
1. 在密闭容器内盛有H2 、O2、Cl2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体正好完全反应,冷却至室温后所得溶液中溶质质量分数为25.26%,则容器中原有H2 、O2、Cl2的分子个数比是( )
A. 9:4:1 B. 9:6:1 C. 13:6:1 D. 10:6:1
2. 将空气与CO2按5:1体积比混合,跟足量的赤热焦炭充分反应,若反应前后的温度相同,则所得气体中,CO的体积分数为( )
(假设空气中N2、O2体积比为4:1,其他成分忽略不计)
A. 29% B. 43% C. 50% D. 100%
3. 在氧气中灼烧0.44g硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转变为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化转变为硫酸,这些硫酸可以用20mL 0.50mol/L的氢氧化钠溶液完全中和,则原化合物中硫的质量分数为( )
A. 18% B. 46% C. 53% D. 36%
4. 用1L 1.0mol/L NaOH溶液吸收0.8molCO2,所得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量之比是( )
A. 1:3 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2
5. 把25.6g KOH和KHCO3的混合物在250℃煅烧,冷却后发现混合物的质量减少4.9g,则原混合物中KOH和 KHCO3组成为( )
A. KOH的物质的量>KHCO3的物质的量
B. KOH的物质的量<KHCO3的物质的量
C. KOH和KHCO3的物质的量相等
D. KOH和KHCO3以任意物质的量之比混合
6. 燃烧2t含硫48%的黄铁矿,在理论上能生成多少吨98%的硫酸?(设还有2%的硫留在炉渣里。)1.57t;
7. 某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%,NO制HNO3产率是92%,HNO3跟NH3反应生产,则制HNO3所用去的氨气的质量占总耗氨质量(不考虑生产中其他损耗)的百分含量是多少?15.53%
考点6. 溶液计算的考查点及试题例析
[知识分析]:
该专题涉及到的主要是质量分数与物质的量浓度的求算及与溶解度之间的互求。在计算时一定要明确有关概念式:如,,同时要理清它们之间的关系:如,w=s/(s+100)×100%并注意单位的对应,及多种不同的途径均能得出正确答案。
溶解度曲线的有关要求。
(1)曲线上的点和上方的点为饱和溶液,而下方的点则为不饱和溶液。
(2)根据曲线的斜率来选取分离与提纯的方法。
(3)注意曲线上溶解度点与质量分数的变换。
(4)会从曲线上选取有用数据计算。
[例13] 在标准状况下,将气体(摩尔质量为)溶于水中,所得溶液密度为,则此溶液的浓度为( )。
A. B. C. D.
解析:溶液的质量为,
溶液的体积为,
则溶质的质量分数为,化简后为C。
物质的量浓度为,化简后为A。
答案:A、C
【能力训练】
1. 溶液中含,取溶液稀释到,则稀释后溶液中的物质的量浓度是( )
A. B. C. D.
2. 用溶液吸收,所得溶液中的和的物质的量浓度之比约是( )
A. B. C. D.
3. 把(密度为)加到等体积的水中,稀释后溶液中溶质的质量分数为( )
A. B. C. D.
4. 时,足量A的溶液分别蒸发一定量水后,再恢复至。若蒸发水时,无溶质析出,若蒸发水时,析出溶质,若蒸发水时,析出溶质。则该温度下A的溶解度为(上述析出的溶质不带有结晶水)( )。
A. B. C. D.
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网