2020届高考化学计算题专题练习

江苏省如皋中学2020届高三化学专题练习

化学计算

计算题解题的一般策略

审题直接得出的量可直接求出

间接得出的量寻找物质之间的相互关系

热重分析图坐标的含义、曲线变化的含义

关键点的坐标

解题思路独立反应利用方程式或关系式计算电子得失守恒或元素守恒

平行反应（A ＋C → B ＋C →）

利用方程式或关系式计算

元素守恒或电子得失守恒

连续反应（A ＋B →C C ＋D →E ）

关系式或利用方程式计算

电子得失守恒或元素守恒

守恒应用

元素守恒电荷守恒电子得失守恒

常见计算类型

含量测定热重分析求出A 、B 、C 的物质的量，再计算比例求出指定物质（元素）的量，再按要求表达

盐分解时通常先失去结晶水、最后变为金属氧化物

计算时将纵坐标由百分比转化为一定物质的量背景下的数值

书面表达

过程规范

结果清楚

物理量表示规范

文字表述清楚

关系式或守恒式表达准确

单位准确、结果符合要求

所取物质量的变化

所配溶液与所取溶液的比例

组成计算（A x B y C z ）

相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Ca 40

Mn 55 Fe 56 Co 59 Ni 59 Sn 119

1．将1.92 g铜与足量浓HNO3反应，生成NO2、N2O4的混合气1.12 L(标准状况下)，求消耗HNO3的物质的量。

2．将SnO和SnO2的混合物加入10mL 3mol·L?1的硫酸中。氧化物恰好完全溶解。在所得的溶液中通入0.224L（标准状况）氯气时，恰好使溶液中的Sn2＋完全转化为Sn4＋，求氧化物中锡元素的质量分数。

3．硫酸镍铵[(NH4)x Ni y(SO4)m·n H2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：①准确称取2. 3350 g 样品，配制成100. 00 mL 溶液A；②准确量取25. 00 mL 溶液A，用0. 04000 mol·L-1 的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2＋(离子方程式为Ni2＋+H2Y2－=NiY2－+2H＋)，消耗EDTA 标准溶液31. 25 mL；③另取25. 00 mL溶液A，加足量的NaOH 溶液并充分加热，生成NH356. 00 mL(标准状况)。通过计算确定硫酸镍铵的化学式。

4．Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水。计算并分析A 、B 、C 点物质的化学式。

5．为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数，准确称量1.20g 软锰矿样品，加入2.68g Na 2C 2O 4

固体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参加反应），充分反应后冷却，将所得溶液转移到250mL 容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.0mL ，用0.0200mol·L -1高锰酸钾溶液进行滴定，当滴入20.0mL 溶液时恰好完全反应。实验过程中发生的反应如下：

MnO 2 + C 2O 2－4+ H ＋ = Mn 2+

+ CO 2↑+ H 2O （未配平）

MnO －4+ C 2O 2－4+ H + =Mn 2+ + CO 2↑+ H 2O （未配平）

求该软锰矿中二氧化锰的质量分数。

温度/℃

剩余固体的质量 原始固体的质量

(%)

6．碱式碳酸铝镁[Mg a Al b (OH)c (CO 3)d ·

x H 2O]常用作塑料阻燃剂。为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：①准确称取3.390g 样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO 20.560L （已换算

成标准状况下）。②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）随温度的变化如右图所示（样品在270℃时已完全失去结晶水，600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物）。 根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁的组成。

100

73.45

37.02

200400600

800

温度/℃

固体残留率(%)

7．硫铁矿渣中含有Fe 2O 3，其质量分数为70%。将20kg 质量分数为49%的硫酸加入到5kg 烧渣中浸取（杂质不参与反应），铁的浸取率为96%。过滤，向滤液中加入适量FeS 2固体使其中的Fe 3+恰好被还原（该反应无气体和沉淀生成，所得溶液中的硫元素只有一种化合价）。所得溶液中加入FeCO 3，调pH 为6，过滤。忽略溶液所残留的硫酸。按上述方法，加入FeCO 3的质量至少为多少 （给出计算过程）。

参考答案

1．本题属于平行反应计算。

计算方法之一：

根据方程式解二元一次方程组

Cu + 4HNO 3(浓)＝Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O 1 4 2 1

2

n (NO 2) 2n (NO 2) n (NO 2) Cu + 4HNO 3(浓)＝Cu(NO 3)2 + N 2O 4↑+ 2H 2O 1 4 1 n (N 2O 4) 4n (N 2O 4) n (N 2O 4)

n (NO 2) + n (N 2O 4) ＝ 1.12L

22.4L/mol

＝0.05mol

[1

2

n (NO 2) +n (N 2O 4)]×64g/mol ＝1.92g 解得：n (NO 2)＝0.04mol ，n (N 2O 4)＝0.01mol 消耗的n (HNO 3)＝2n (NO 2)+4n (N 2O 4)＝2×0.04mol+4×0.01mol ＝0.12mol 计算方法之二：

n (NO 2) + n (N 2O 4) ＝ 1.12L

22.4L/mol ＝0.05mol

根据电子守恒：n (Cu)×

2＝n (NO 2)×1+n (N 2O 4)×2 解得：n (NO 2)＝0.04mol ，n (N 2O 4)＝0.01mol 根据N 原子守恒

消耗的n (HNO 3)＝2n [Cu(NO 3)2]+n (NO 2)+ 2n (N 2O 4)＝2n (Cu)+n (NO 2)+ 2n (N 2O 4)

＝0.12mol 2．本题可看成是独立反应。

混合物溶于硫酸，Sn 元素的化合价不发生变化，溶于硫酸时溶质为SnSO 4和Sn(SO 4)2。 根据电子得失守恒有：n (Sn 2＋)×2＝n (Cl 2)×2 n (Sn 2＋)＝0.01mol 根据电荷守恒有：n (Sn 2＋)×2＋n (Sn 4＋)×4＝n (SO 42?)×2 n (Sn 4＋)＝0.01mol 则原氧化物中：n (Sn 2＋)×2＋n (Sn 4＋)×4＝n (O 2?)×2 n (O 2?)＝0.03mol n (Sn)＝n (Sn 2＋)＋n (Sn 4＋)＝0.02mol m (Sn)＝0.02mol×119g·mol ?1＝2.38 g m (O)＝0.03mol×16g·mol ?1＝0.48 g

ω(Sn)＝ 2.38g

（2.38g ＋0.48g ）＝0.83

3．n (Ni 2＋)= 0. 04000 mol·L -1×31. 25 mL×10-3L·mL -1 =1. 250×10-3 mol

n (NH 4 +)= 56. 00 mL×10-3 L·mL -122. 4 L·mol －1

=2. 500×10-3 mol n (SO 42－)=

2n (Ni 2＋)+n (NH 4+)2 =2×1. 25×10-3 mol+2. 500×10-3 mol

2

=2. 500×10-3mol

m (Ni 2＋)= 59 g·mol －1×1. 250×10-3 mol=0. 07375 g m (NH 4+)= 18 g·mol －1×2. 500×10-3 mol=0. 04500 g

m (SO 42-)= 96 g·mol -1×2. 500×10-3

mol=0. 2400 g

n (H 2O)=2. 3350 g×25. 00 mL

100. 00 mL

-0. 07375 g-0. 04500 g-0. 2400 g

18 g·mol -1

=1. 250×10-2 mol

x ∶y ∶m ∶n = n (NH 4+)∶n (Ni 2+)∶n (SO 42-)∶n (H 2O)= 2∶1∶2∶10

硫酸镍铵的化学式为(NH 4)2Ni(SO 4)2·10H 2O

4．原始固体的质量即为Co(OH)2的质量，可假设有Co(OH)21mol ，质量为93g 。则固体中Co 的物质的量为1mol ，质量为59g 。 设290℃后固体的化学式为CoO x A 点固体的相对分子质量为93×89.25%=83，此时x =1.5，即该固体为Co 2O 3 B 点固体的相对分子质量为93×86.38%=80.3，此时x =4/3，即该固体为Co 3O 4 C 点固体的相对分子质量为93×80.65%=75，此时x =1，即该固体为CoO 5．本题可看成平行反应计算。

方法一：利用关系式法计算，将方程式配平可得到如下比例关系：

n (C 2O 2－

4)＝ 2.68g

134g/mol ＝0.02mol

n (MnO －4)＝0.02mol/L×

0.02L ＝0.0004mol ，换算成250mL 溶液，则为0.004mol 。 MnO 2 ~ C 2O 2－4 MnO －

4 ~ C 2O 2－4

1 1

2 5

n (MnO 2) + 52

n (MnO －4)＝n (C 2O 2－

4) n (MnO 2)＝0.02mol －5

2

×0.004mol ＝0.01mol

m (MnO 2)＝0.01mol×87g/mol ＝0.87g ω(MnO 2)＝0.87g

1.20g

＝0.725

方法二：无需先配平方程式，利用电子得失守恒进行计算

n (MnO 2)×2 + n (MnO －4)×5＝n (C 2O 2－

4)×

2，接下略 6．n (CO 2)＝0.560 L

22.4 L·mol

－1＝2.50×10－2 mol m (CO 2)＝2.50×10－2 mol×44 g·mol －1＝1.10 g 0～270℃之间，失去结晶水，m (H 2O)＝3.390 g×(1－0.7345) ＝0.9g

结晶水的物质的量＝0.9 g

18 g·mol －1＝5×10－2 mol 在270～600℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO 2和H 2O m (CO 2)＋m (H 2O)＝3.390 g×(0.7345－0.3702)＝1.235 g m (H 2O)＝1.235 g －1.10 g ＝0.135 g

n (H 2O)＝0.135 g

18 g·mol －1＝7.50×10－3 mol n (OH －)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol

根据电荷守恒：n (Mg 2＋)×2＋n (Al 3＋)×3＝n (CO 2－

3)×

2＋n (OH －)×1

根据质量守恒：n (Mg 2＋

)×24＋n (Al 3＋

)×27＋n (CO 2－

3)×60＋n (OH －)×17＋0.9g ＝3.390 g 计算可得：n (Mg 2＋)＝2.50×10－2 mol n (Al 3＋)＝5×10－3 mol

n (Mg 2＋)∶n (Al 3＋)∶n (OH －)∶n (CO 2－

3)∶n (H 2O)＝5∶1∶3∶5∶10

碱式碳酸铝镁的化学式为：Mg 5Al (OH)3(CO 3)5·

10 H 2O 7．硫酸烧渣中的n (Fe 2O 3)＝5×1000 g×70%×96%

160 g·mol －1

＝21 mol FeS 2＋14Fe 3+＋8H 2O ＝15Fe 2+＋16H +＋2SO 2－

4

还原Fe 2(SO 4)3所需的FeS 2：n (FeS 2)＝21 mol×1

7＝3 mol 根据硫元素守恒：

n (FeSO 4)＝n (H 2SO 4)＋2n (FeS 2)＝20×1000 g×49%

98 g·mol －1＋2×3mol ＝106mol 因为最终溶液中溶质为FeSO 4，所以溶液中Fe 和S 的物质的量相等。 n (FeCO 3)＝106 mol －21 mol×2－3mol ＝61mol m (FeCO 3)＝61 mol×116 g·mol －1＝7076 g