高考化学专题复习——化学计算

第六部分化学计算

一、化学基本计算方法

1．差值法

当反应前后固体或液体的质量发生变化时或反应前后气体的压强、密度、物质的量、体积等发生变化时可用差量法计算。

（1）体积差

[练习1] 常温下盛有20mL的NO2和NO组成的混合气体的大试管倒立在水中，充分反应后，剩余气体的体积为16mL气体，则原混合气体中，NO2和NO的体积分别是多少？

若在上述大试管中缓缓通入O2，一段时间后，试管内残留2mL气体，则通入O2体积可能为多少L？

（2）质量差

[练习2] 将10.000g氯化钠、溴化钾和氯化钙的混合物溶于水中，通入氯气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧（高温高压），灼烧后残留物的质量为9.813g。若将此残留物再溶于水并加入足量的碳酸钠溶液，所得的沉淀经干燥后质量为0.721g，求原混合物中各化合物的质量。

将一定量的Na投入246gt℃时的水中，得到t℃时312g饱和NaOH溶液，则t℃时NaOH 的溶解度是（）

A.23g

B.31g

C.46g

D.62.5g

（3）其他差值

[练习3] 在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。

（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移方向和数目。

（2）若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量各是多少？

2．守恒法

（1）质量守恒包含两项内容：①质量守恒定律，②反应前后某原子的质量不变。[练习4] 密度为ρg/cm3的盐酸溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，直到沉淀完全为止。已知沉淀的质量和原盐酸的质量相等，则原盐酸的物质的量浓度为（）

A.25.4ρ

B.12.7ρ

C.6.97ρ

D.6.35ρ

[练习5] 在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则此反应中Y和M的质量之比为（）

A.16∶9

B.22∶9

C.32∶9

D.46∶9

[练习6] 金属A和非金属B可以直接化合生成化合物AB。甲、乙、丙三人分别做A 和B化合生成AB的实验，每人所用A和B的质量互不相同，但A和B的总质量都是9g。甲用7gA和2gB充分反应后制得AB6g；乙用4gA和5gB充分反应后制得AB6g；丙制得AB4.44g。试通过分析和计算，确定丙用了多少gA和多少gB？

（2）原子守恒

系列反应中某原子（或原子团）个数（或物质的量）不变。以此为基础可求出与该原子（或原子团）相关连的某些物质的数量（如质量或物质的量）。

[练习7] 为了测定某铜、银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的浓HNO3中待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标况），并测得溶液的pH=0。假设反应后溶液的体积为80mL，计算：

（1）被还原硝酸的物质的量。（2）合金中银的质量分数。

[练习8] NaHCO3和Na2CO3的混合物10g，溶于水制成200mL溶液，其中c(Na+)=0.50mol/L。若将10g的这种混合物，加热到质量不变为止，减少的质量为（）

A.5.3g

B.4.7g

C.5.0g

D.4.0g

（3）电荷守恒溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，即：阳离子物质的量（或浓度）与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量（或浓度）与其所带电荷数乘积的代数和。

[练习9] 酸雨是过度燃烧煤和石油，生成硫、氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水分析数据如下：c(SO42－)=3.6×10－5mol/L，c(Cl－)=8.0×10－6mol/L，c(NH4+)=3.0×10－6mol/L，c(Na+)=1.0×10－6mol/L，c(NO3－)=2.4×10－5mol/L。则此次酸雨的pH接近于（）

A. 65.

B. 5

C. 4

D. 45.

（4）电子得失守恒

化学反应中（或系列化学反应中）氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。[练习10] 将m mol的Cu2S跟足量稀HNO3反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO、和H2O，则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是（）

A. 4m mol

B. 10m mol

C. 10m/3 mol

D. 2m/3 mol

[练习11] 将10.416g纯铁丝溶于过量的盐酸，在加热下用5.050gKNO3去氧化溶液中的Fe2+，待反应完成后，剩余的Fe2+还需要24mL0.3mol/L的KMnO4溶液才能完全氧化，其反应化学方程式为：

KMnO4FeCl22FeCl3H2O

（1）配平上述化学方程式

（2）试通过计算确定KNO3的还原产物，并写出KNO3与FeCl2反应的化学方程式。

3．关系式法

关系式法是根据化学方程式计算的诸法中较主要的一种方法，它可以使多步计算化为一步完成。凡反应连续进行，上一步反应的产物为下一步反应的反应物的反应，，绝大多数可用关系式法解决。寻找关系式的方法，一般有以下两种：

①写出各步反应的方程式，然后逐一递进找出关系式；

②根据某原子守恒，直接写出关系式。

[练习12] 某硫铁矿样品1g充分灼烧，称得残余物为0.8g。则制得100吨98%的硫酸，需这种硫铁矿多少吨？（假设生产过程中有1%的硫损失）。

4．平均值法与极值法

[练习13] 有一硝酸铵样品，经测定后其中氮的质量分数为37%，则混入的杂质为

A.CO(NH2)2

B.NH4HCO3

C.(NH4)3PO4

D.NH4Cl （）[练习14] 已知原子量：Li 6.9 Na 23 K 39 Rb 85。有某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物10.8g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16g，据此，可确定碱金属M是（）

A.Li

B.Na

C.K

D.Rb

[练习15] 有锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（）

A.锌

B.铁 B.铝 D.镁

[练习16] 有两种气态烃组成的混合物VL在过量O2中完全燃烧后，产生2VLCO2和

1.5VL水蒸气（同温同压下），关于原混合气体的说法不正确的是（）

A.肯定含C2H2

B.肯定含CH4

C.肯定不含C3H4或C3H6

D.可能含有C2H4、C2H6

5．讨论法

[练习17] 向10mL2mol/L的AlCl3溶液中加入0.5mol/L的烧碱溶液，反应后得到沉淀0.78g，则加入的烧碱溶液的体积是多少mL？

[练习18] H2和O2的混合气，在120℃和 1.013×105Pa下为aL，点燃反应后恢复到

原状态时，测得气体体积为bL，求原混合气中H2和O2各多少L？

[练习19] 等物质的量的NaHCO3和KHCO3的混合物9.20g与10mL盐酸反应。

（1）试分析，欲求标准状况下生成CO2的体积时，还需什么数据（用a、b等表示，要注意单位）

（2）求标准状况下生成CO的体积

（333

准状况下生成CO2的体积大于____________L，小于____________L。

二、化学基本计算形式

1．求化学式

[练习20] 吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡含C：71.64%，H：6.67%，N：4.91%，其余为O。已知吗啡的相对分子质量不超过300。试求：

（1）吗啡的相对分子质量，吗啡的分子式

（2）已知海洛因是吗啡的二乙酸酯。求海洛因的相对分子质量，海洛因的分子式。

[练习21] 为测定一种复合氧化物的磁性粉末材料的组成，称取12.52g样品，将其全部溶于过量稀HNO3后，配成100mL溶液，取其一半，加入过量K2SO4溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、烘干后得4.66g固体，在余下的50mL溶液中加入少许KSCN溶液，显红色；加过量NaOH溶液，则生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体。（1）计算磁性粉末材料中氧元素的质量分数。

（2）确定该材料的化学式。

[练习22] 某复盐晶体的化学式为A x B(ED4)y·zH2O且x+y+z=10。用此晶体完成下列实验：

①称取40.20g晶体，在坩埚中小火加热至质量不再改变，固体质量减少了10.8g。

②将剩余的固体全部溶于水，配成200mL溶液。取20mL此溶液，向其中加入过量的Ba(OH)2溶液后ED4阴离子和B阳离子全部沉淀出来，经过过滤、洗涤、烘干得到5.24g 沉淀。

③往沉淀中加入过量的盐酸，沉淀减少了0.58g。

试计算确定：（1）A、B各为什么元素？

（2）z的值；

（3）该晶体的化学式。

[练习23]有机物A、B分别是烃和烃的衍生物。由等物质的量的A和B的混合物0.5mol 在28L氧气（标准状况）中恰好完全燃烧生成44g二氧化碳和18g水蒸气。试通过计算回答：

（1）该混合物的组合可能有________种，它们分别是：（填分子式、不一定填满）

所耗氧气的量也一定，则A、B的分子式分别是：___________ _____。（3）另取a mol的以任意比混合的A和B的混合物，在足量的氧气中完全燃烧，若生成的CO2量为定值，则生成物水的质量范围是：__________ _。（单位：g）

2．有关溶液的计算

（1）溶解度的计算

[练习24] 已知在常温，氢氧化镁饱和溶液的pH=11，则此温度下氢氧化镁的溶解度为______________________。

[练习25] 著名的“侯氏制碱法”第一步反应是向饱和氨化食盐水中通入二氧化碳，该反应可表示为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl

有关物质的溶解度数据如下（g/100g水）

上述反应进行完全。试回答下列问题（计算结果保留三位有效数字）

（1）反应完成后45℃时析出的晶体的化学式是________________，并计算析出晶体的质量。

（2）过滤除去晶体后再降温至10℃，此时析出的晶体是（填化学式）__________________计算所析出晶体的质量。

[练习26] 恒温下，将两个铂电极插入一定量的Na2SO4饱和溶液中进行电解，经过一段时间后，在阳极逸出n mol气体，同时在溶液中析出m gNa2SO4·10H2O晶体。则原溶液中Na2SO4的质量分数为（）

A.71m/161(m+32n)

B.71m/161(m+36n)

C.m/(m+18n)

D.m/(m+36m)

[练习27] 在20℃时食盐的溶解度为36g，取一定量该温度下的饱和溶液用惰性电极进行电解，当阳极析出2.24L气体（标准状况）时，食盐完全电解，所得溶液密度为1.20g/cm3，试计算：

（1）电解时，所取饱和食盐水的质量为多少g？

（2）电解后溶液中NaOH的物质的量浓度。

[练习28] 某温度时，硫酸铜溶解度是25g。若温度不变，将32g无水硫酸铜粉末撒入m g水中，试计算：

（1）形成饱和溶液但无晶体析出时，m是多少？溶质的质量分数是多少？

（2）形成不饱和溶液时，m的取值范围、溶液的溶质质量分数各为多少？（用含m的代数式表示）

（3）形成饱和溶液并有晶体CuSO4·5H2O析出时，m的取值范围、析出晶体的质量、溶质的质量分数各是多少？（用含m的代数式表示）

[练习29] A、B两种化合物的溶解度曲线如右图：

现要用结晶法从A、B混和物中提取A(不考虑A、

B共存时对各自溶解度的影响)

（1）取50克混和物,将它溶于100克热水,然后冷却

至20℃。若要使A析出而B不析出,则混和物中B

的质量百分分数B%≤___________。

（2）取W克混和物，将它溶于100克热水，然后

冷却至10℃，若仍要使A析出而B不析出，请写出

下列两种情况下，混和物中A的质量百分比应满足

什么关系式?(以W、a、b表示)

①当W

②当W>a+b时，A%___________________。

（2）pH计算

[练习30]下图是测定Na2O2（含Na2O杂质）纯度的实验装置，不同时间电子天平的读数如右图列表所示：

试计算样品中Na2O2

[练习31] 下图为20毫升一定物质量浓度的盐酸，用一定物质量浓度的氢氧化钠溶液滴定的图示，依据图示计算出盐酸和氢氧化钠的物质量的浓度。

[练习32] （1）Na2O和Na2O2的混合物的混合物109mg和足量水作用，得到300mL溶液，其中含溶质120mg，试计算原混合物中Na2O和Na2O2的质量和所得溶液在常温下的pH。

（2）若Na2O和Na2O2的混合物质量为Wg，和足量水作用后得到的溶液中，所含溶质的质量较原混合物增加了Xg。试写出X的数值大小范围（以含W的代数式表示之）

[练习33] 在25℃时，有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液，取V x L该盐酸同该NaOH溶液中和，需要V y LNaOH溶液。问：

（1）若x+y=14时，V x/V y=____________（填数值）

（2）若x+y=13时，V x/V y=____________（填数值）

（3）若x+y>14时，V x/V y=____________（填数值），且V x_______V y（填“>”、“<”或“=”）（x≤6，y≥8）

（3）有关浓度的计算

[练习34] 标准状况下，用一定量的水吸收氨气后制得的溶液浓度为12.0mol/L、密度为

0.915g/cm3的氨水。试计算1体积水吸收多少体积氨气可制得上述氨水。（水的密度以

1.00g/cm3计）

[练习35]现有H2SO4、K2SO4浓度均为0.5mol/L的混合溶液200mL，用它配制含c(H+)=4mol/L，c(K+)=0.2mol/L，c(SO42－)=2.1mol/L的溶液。需98%密度为1.84g/cm3的浓H2SO4______ ___mL。

3．反应热的计算

[练习36] 火箭推进器中盛有强还原剂N2H4(l)和强氧化剂H2O2(l)，当它们混合反应时，即产生大量N2(g)和H2O(g)，并放出大量热，已知0.4molN2H4(l)和足量H2O2(l)反应生成N2和H2O(g)时，放出256.652kJ热量。

（1）写出N2H4和H2O2的电子式_____________、________________

（2）写出上述化学方程式_______________________________________

（3）已知H2O(l)=H2O(g)；△H=＋44kJ/mol，则16gN2H4(l)与足量H2O2(l)反应生成N2和H2O(l)时，放出的热量为______________kJ。

（4）上述反应用于火箭推进剂，除能释放出大量热和快速产生大量气体外，还有一个突出的优点是____________________________________________.

[练习37] 已知白磷和红磷分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：

①P4(白磷，s)+5O2(g)=P4O10(s)；△H＝－2983.2kJ/mol

②P(红磷，s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；△H＝－738.5kJ/mol

则白磷转化为红磷的热化学方程式是________________________________，由此热化学方程式看出，更稳定的磷的同素异形体是______________

4．方程式计算

[练习38] 某溶液中含H+、SO42－、NO3－三种离子，其中H+、SO42－的物质的量浓度分别为7mol/L和2.0mol/L。取该溶液20mL，加入3.2g铜粉，加热使它们充分反应，收集到的气体在标准状况下的体积是多少？

[练习39] 钾玻璃中含有18.4%的K2O，11.0%的CaO，70.6%的SiO2。试计算三种氧化物的物质的量之比。若制造5.1t钾玻璃、石灰石、石英各多少吨？

[练习40] 过氧化钙是一种安全无毒的氧化物、通常含有部分CaO，且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧化钙样品的组成，进行如下实验：①称取0.27g样品，灼热使之完全分解，生成CaO、O2、H2O，得到的O2在标准状况下体积为33.6mL；②另取0.120g样品，溶于稀盐酸，加热煮沸，使生成的H2O2完全分解。然后将溶液中的Ca2+完全转化为CaC2O4沉淀，经过滤洗涤后，将沉淀溶于热的稀H2SO4，用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定，共用去31.0mLKMnO4溶液。化学方程式如下：

5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5CaSO4+10CO2↑+8H2O

（1）写出CaO2受热分解的化学方程式

（2）计算样品中CaO2的质量分数

（3）计算样品中CaO2·xH2O的x值。

三、综合计算

[练习41] 将n mol木炭和1 mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。

（1）可能发生的反应有：

①FeO+C=Fe+CO↑②2FeO+C=2Fe+CO2↑

③FeO+CO=Fe+CO2↑④____________________________

（2）若n<1/4。充分反应后，反应器中，固体物质是_________，气体物质是___ _ （3）若n>4，充分反应后，反应器中，固体物质是_________，气体物质是___ _ （4）若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是_________________

（5）若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n值为__________。

[练习42] 在已平衡的托盘上各放一只等质量的烧杯，并分别往烧杯中注入5mol/L的盐酸60mL，向左盘中加入a gCaCO3粉末，往右盘中加入x gA物质粉末，充分反应后天平仍保持平衡。

（1）若A为NaHCO3

①当a≤15时，x的值为________________；（用含a的代数式表示，下同）

②当25.2≥a＞15时，x的值为____________________；

③当a≥25.2时，x的值为______________________；

（2）若A为KHCO3，且两只烧杯中均无固体物质存在，则x的取值必须满足的条件是_________________________________________。

[练习43] 标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量石灰水中，得到的白色沉淀质量为15.0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3g。

（1）计算燃烧产物中水的质量

（2）若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。

（3）若原气体是两种等物质的量的气体混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式（只要求写出一组）

[练习44] 已知氨与氯气可迅速发生一下反应：2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl。现有A L氨气、氯气的混合气，其中氨气的体积分数为x,充分反应后气体体积为y L。

（1）讨论氨气的体积分数x取不同值时，反应后气体体积y的关系式。

（2）当混合气体的体积（A L）为55L时，计算反应后气体体积y的最大值、最小值及y=A 时的氨气的体积分数x的值。

画出反应后气体体积y随氨气的体积分数x变化的图象。

[练习45] 在一支10毫升试管中充满NO2和O2的混合气，将其倒立在盛有足量水的水槽中，若以y（毫升）表示完全反应后试管内剩余气体的体积，x（毫升）表示原混合气体中NO2的体积：

（1）试建立y=f（x）的函数关系（即讨论x为不同值时反应后的体积y）；

（2）在坐标中作出y=f（x）的曲线。

NO3

[练习46] 在100mLNaOH溶液中加入NH

和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图

表示加入的混合物质量与产生的气体体积（标准

状况）的关系。

试计算：

（1）NaOH溶液的物质的量浓度。

[练习47]将等物质的量的两种氧化物溶于100mL硫酸中，而后逐滴加入1.00mol/L的NaOH 溶液。当加入的NaOH的体积V1=50mL时，开始有沉淀析出，且沉淀量随NaOH加入量逐渐增加。当NaOH的体积V2=650mL时，沉淀量为最大值，继续滴加NaOH时，沉淀量逐步减少。当V3≥750mL时，沉淀量不再改变。

（1）最初加入的50mLNaOH溶液的作用是什么？

（2）计算所用硫酸的浓度。

（3）试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量。

[练习48]将一定量的CO2气体通入500mLNaOH溶液中，充分反应后，将溶液低温蒸发，得到不含结晶水的白色固体A，取3份质量不同的该白色固体A分别与50mL相同浓度的盐酸反应，得到气体的体积（在标准状况下）与固体A的质量关系如下：

________________________________________________________

（2）请通过计算，讨论，判断固体A是什么物质？其成分的质量分数各是多少？

（3）参加第1组反应的NaOH的物质的量是多少？

[练习48]滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测物质的克数通常用T(M1/M2)表示。如T(H2SO4/NaOH)=0.04g/mL表示：每毫升某标准硫酸溶液恰好中和0.04gNaOH。

（1）若要使标准盐酸对CaO的滴定度T=0.0056g/mL则该盐酸的物质的量浓度是多少？（2）上述盐酸对NaOH的滴定度是多少？

（3）若与1g含杂质的NaOH样品完全反应。消耗上述盐酸amL（杂质不与盐酸反应），则每毫升该盐酸相当于样品的纯度和整个样品的纯度各是多少？

（4）若达到滴定终点时消耗bmL上述盐酸，且NaOH样品的纯度恰好为b%，则样品的质量应取多少？

[练习50]在盛有足量Na2O2的密闭容器中，将一定量的CH4和O2的混合气体用点火花反复点燃使充分反应（无碳的氧化物）。

（1）假设原混合气体中CH4和O2物质的量分别为xmol，ymol，反应后气体物质的量为n mol，试讨论x与y在不同比例时的n值。将结构填入下表（可不填满，也可不补充）

（2）某烃与O2的混合气体在上述条件下反应，当3mol的该烃与3mol氧气或2mol的该烃与4mol氧气这两种情况下，经充分反应后剩余气体物质的量相同。试通过计算求该烃可能有的分子式。

O3、Fe2O3、SiO2）

[练习51]准确称取6g铝土矿（含Al

样品放入盛有100mLH2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过

滤，向滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生的沉淀质量

（g）与所加NaOH溶液的体积（mL）的关系如图所示。

（1）试求H2SO4溶液的物质的量浓度。

（2）若a=2.75，则铝土矿中各成分质量分数分别是多少

（3）a值的范围在__________________之间，在这个范

围内，a值越大，_____________的含量越少。

[练习52]已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应方程式如下：

今有某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热，得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后，剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6。通过计算（忽略气体的溶解）回答：

（1）该固体是否可能只是有一种盐组成的？若可能，指出是哪种盐。

（2）若该固体是混合物，指出它的可能组成（物质的量之比）。

[练习53]下图装置中，容器甲内充入0.1molNO气体，干燥管内装有一定量Na2O2，从A 出缓缓通入CO2气体。恒温下，容器甲中活塞缓慢由B向左移动，当移至C处时容器体积缩至最小，为原体积的9/10，随着CO2的继续通入，活塞又逐渐向右移动。

（1）①当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24g。此时，通入标准状况下的CO2为多少L？容器甲中NO2转化为N2O4的转化率是多少？

②活塞移至C处后，继续通入a molCO2，此时活塞恰好回至B处。则a值必小于0.01，其理由是______________________________________________

_________________________________________________________________

（2）若改变干燥管中Na2O2的量，再通过调节甲容器的温度及通入CO2的量，使活塞发生从B到C，又从C到B的移动，则Na2O2的质量最小值应大于_________________g。