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1、- 1 - 章末整合提升 化学计算的常用方法守恒法 典例 1 向一定量的Fe、FeO 、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使 混合物完全溶解，放出224 mL( 标准状况下 ) 的气体。所得溶液中加入KSCN 溶液无红色出现， 混合物中铁元素的质量分数为( ) A81.4% B77.8% C68.6% D无法计算 【解析】用盐酸溶解混合物后，向得到的溶液中加入KSCN 溶液，无红色出现，说明得 到的溶液中溶质是氯化亚铁，即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁的形式存在，HCl 的物 质的量为1 mol/L 0.1 L0.1 mol， 根据氯元素守恒， 则n(Fe)
2、 n(FeCl2) 1 2 n(HCl) 0.05 mol，m(Fe元素 ) 0.05 mol 56 g/mol 2.8 g ，根据氢元素守恒，生成氢气的物质的量为 n(H2) 0.224 L 22.4 L mol 10.01 mol， Fe 与 HCl 反应生成0.01 mol H2消耗 HCl 的物质的量为0.01 mol2 0.02 mol ，则与氧化物反应的HCl 的物质的量为0.1 mol 0.02 mol 0.08 mol ，所 以氧化物中含有n(O) 0.08 mol 1 20.04 mol ， m(O) 0.04 mol 16 g/mol 0.64 g ，则混 合物中铁元素的质
3、量分数为 2.8 g 2.8 g 0.64 g 100% 81.4%， A项正确。 【答案】A 【针对训练】 1 在硫酸、明矾和硫酸铝组成的混合溶液中，c(Al 3) 0.3 molL1， c(SO 2 4) 0.7 molL 1 ，c(H ) 0.1 mol L1，则 c(K ) 为( ) A0.15 mol L 1 B0.2 mol L 1 C0.3 mol L 1 D0.4 mol L 1 解析：选 D。根据电荷守恒可得c(Al 3) 3 c(H ) c(K ) c(SO 2 4) 2c(OH ) ，在含 有硫酸、明矾和硫酸铝的混合溶液中，c(OH ) 可忽略不计，则 c(K ) 0.4
4、 mol L1。 2将 3.6 g炭粉和 29 g Fe 3O4质量分数为80% 的磁铁矿粉混合后，隔绝空气加强热，充 分反应后收集到的气体是( ) ACO2 - 2 - BCO CCO 、CO2的混合物，其中CO的体积占 1 2 DCO 、CO2的混合物，其中CO的体积占 2 3 解析：选 D。n(C) 3.6 g 12 g mol 10.3 mol，n(O) 4n(Fe3O4) 4 29 g 80% 232 g mol 10.4 mol， 由于 1 2 n（C） n（O） 3 41，故生成的气体为 CO和 CO2的混合物。 由原子守恒可知，n(CO)n(CO2) n(C) 0.3 mol
5、，n(CO)2n(CO2) n(O) 0.4 mol ，将两式联立，解得n(CO2) 0.1 mol ， n(CO)0.2 mol ，故 D项正确。 3(2019西安高一检测) 一定条件下，当溶液中XO 4与 H2O2分子个数比恰好为25 时， 溶液中 XO 4被还原为较低价态，则X元素的化合价变为( ) A 2 B 3 C 4 D 5 解析：选A。设 XO 4被还原后X 元素的化合价为a，据得失电子守恒知，(7 a) 2 0 ( 1) 25 ?a 2。 化学计算的常用方法差量法 典例 2 把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后， 剩余金属粉末的 质量与原加入铁粉的质量相等，则原
6、溶液中H 与 SO2 4的物质的量浓度之比为( ) A14 B27 C12 D38 【解析】设原溶液中H2SO4和 CuSO 4的物质的量分别为n(H2SO4) 、n(CuSO4) 。 FeH2SO4=FeSO 4H2m( 减) 1 mol 56 g n(H2SO4) m1 g FeCuSO4=FeSO 4Cu m( 增) 1 mol 8 g n(CuSO4) m2 g 因为剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，所以m( 减 ) m( 增) ，则m1 g m2 g ，即 56n(H2SO4) 8n(CuSO4) ， n（H2SO4） n（CuSO4） 8 56 1 7，则 c（H ） c（
7、SO 2 4） 1 2 1 7 1 4。 - 3 - 【答案】A 【针对训练】 4把 4.48 L(标准状况 ) CO2通过一定质量的固体Na2O2后，收集到3.36 L(标准状况 ) 气 体，则这3.36 L气体的质量是( ) A3.8 g B5.6 g C4.8 g D6.0 g 解析：选D。 2CO22Na2O2=2Na2CO3O2V 2 1 1 224 L 1.12 L (4.483.36) L 即参加反应的CO2为 2.24 L ，剩余CO2的体积为4.48 L 2.24 L 2.24 L 。生成的O2为 1.12 L。从而可求出气体的总质量为 2.24 L 22.4 L/mol 4
8、4 g/mol 1.12 L 22.4 L/mol 32 g/mol 6.0 g。 5为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g 样品加热，其质量变为 w2 g ，则该样品的纯度( 质量分数 ) 是( ) A. 84w253w1 31w1 B. 84（w1w2） 31w1 C.73w 242w1 31w1 D. 115w2 84w1 31w1 解析：选 A。 由题意知 (w1w2) g 应为 NaHCO 3分解生成的CO2和 H2O的质量，设样品中NaHCO3 质量为x g ，由此可列如下关系： 2NaHCO3= Na2CO3CO2 H2O 2 84 62 x g (
9、w1w2) g 284 x g 62 （w1w2） g ，解得x 84（w1w2） 31 ，则w(Na2CO3) w 1x w1 84w253w1 31w1 ，A 项正 确。 化学计算的常用方法关系式法 典例 3 用 CO还原 10.0 g某磁铁矿石样品( 所含的杂质不参加反应)，生成的CO2再跟 过量的石灰水反应，得到12.8 g沉淀。求该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数。 【解析】发生的化学反应有 - 4 - Fe3O44CO= 高温 3Fe 4CO2、 CO2Ca(OH)2=CaCO3 H2O 。 可以得出下列关系： Fe3O44CO24CaCO 3 232 400 m(Fe3O4) 12
10、.8 g 232m(Fe3O4) 40012.8 g ， 解得m(Fe3O4) 7.424 g ， w(Fe3O4) 7.424 g 10.0 g 100% 74.24%。 【答案】74.24% 【针对训练】 6某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应，消耗的H 和产生的 CO2的物 质的量之比为65，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为( ) A11 B12 C13 D14 解析：选B。设该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量分别为amol 和bmol，则 (A 代 表二价金属 ) ACO 32H CO 2， A(HCO3)2 2H 2CO 2 a mol 2a mol a m
11、ol b mol 2b mol 2b mol 由(2a2b) (a2b) 65 可得，ab12。 7Mg 、Zn、Al、Fe 四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H2的物质的量与投入金 属的质量的关系如图所示，则所表示的金属分别是( ) AAl 、Mg 、Fe、Zn BFe、 Zn、Mg 、Al CMg 、Al 、Zn、Fe DZn、 Fe、Mg 、Al 解析：选A。利用关系式可知，当产生1 mol H2时所需 4 种金属的质量分别如下： 2 3Al H 2 18 g 1 mol Mg H2 24 g 1 mol Fe H2 56 g 1 mol Zn H2 65 g 1 mol 结合题图
12、可知分别表示Al 、Mg 、Fe、Zn。 8将a mol 钠和a mol 铝一同投入m g 足量水中，所得溶液密度为d g cm 3，该溶液 中溶质的质量分数为( ) - 5 - A. 82a 46am % B. 8 200a 46a2m % C.8 200 a 46am % D. 8 200a 69am % 解析：选C。本题既考查了Na与 H2O的反应，又考查了Al 与 NaOH溶液的反应，应注意 用关系式法来进行计算。 2Na 2NaOH H2 a mol a mol a 2 mol 2Al 2NaOH 2NaAlO23H2 a mol a mol a mol 3a 2 mol 所得溶液的质量为23a g 27a g m g a 2 mol 3 2a mol 2 g mol 1(46 am) g ，溶 液中的溶质为NaAlO2，质量为amol82 gmol 182a g，所以w(NaAlO2) 82a g （46am） g 100% 8 200 a 46am % 。