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高中化学解题方法归纳(难点1~6)


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高中化学解题方法归纳(难点 1~6)
难点 1 .守恒法
守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。系统学习守恒法的应用,对提高解题速率和破解高考难题 都有很大的帮助。 ●难点磁场 请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。 - 现有 19.7 g 由 Fe、FeO、Al、Al2O3 组成的混合物,将它完全溶解在 540 mL 2.00 mol·L 1 的 H2SO4 溶液 中, 收集到标准状况下的气体 8.96 L。 已知混合物中, Fe、 FeO、 Al、 2O3 的质量分数分别为 0.284、 Al 0.183、 -1 0.274 和 0.259。 欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀, 至少应加入 2.70 mol· 的 NaOH(aq) L 体积是________。 ●案例探究 [例题]将 CaCl2 和 CaBr2 的混合物 13.400 g 溶于水配成 500.00 mL 溶液,再通入过量的 Cl2,完 + - - 全反应后将溶液蒸干,得到干燥固体 11.175 g。则原配溶液中,c(Ca2 )∶c(Cl )∶c(Br )为 A.3∶2∶1 B.1∶2∶3 C.1∶3∶2 D.2∶3∶1 命题意图:考查学生对电荷守恒的认识。属化学教学中要求理解的内容。 知识依托:溶液等有关知识。 错解分析:误用电荷守恒: + - - n(Ca2 )= n(Cl ) + n(Br ),错选 A。 + 解题思路:1 个 Ca2 所带电荷数为 2,则根据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,知原溶液中: + - - 2n(Ca2 ) = n (Cl ) + n (Br ) 将各备选项数值代入上式进行检验可知答案。 答案:D ●锦囊妙计 化学上,常用的守恒方法有以下几种: 1.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。 2.电子守恒 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。 3.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)。 4.质量守恒 包含两项内容:①质量守恒定律;②化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。 此外,还有物料平衡,将编排在第 16 篇——水的电离中。 ●歼灭难点训练 1.( ★ ★ ★ ) 将 3.48 g Fe3O4 完 全 溶 解 在 100 mL 1.00 mol/L 的 H2SO4(aq) 中 , 然 后 加 入 K2Cr2O7(aq)25.00 mL,恰好使 Fe2 全部转化为 Fe3 ,且 Cr2O 7 全部转化为 Cr3 。则 K2Cr2O7 的物质的量
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+ +

2?



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浓度为__________。 2.(★★★)某露置的苛性钾经分析含水:7.62%(质量分数,下同)、K2CO3:2.38%、KOH :90.00%。 - 取此样品 1.00 g 放入 46.00 mL 1.00 mol·L 1 的 HCl(aq) 中,过量的 HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq)中 和至中性,蒸发中和后的溶液可得固体_______克。 3.(★★★★)A、B、C 三种物质各 15 g,发生如下反应: A+B+C ? ?? D 反应后生成 D 的质量为 30 g。然后在残留物中加入 10 g A,反应又继续进行,待反应再次停止,反应 物中只剩余 C,则下列说法正确的是( ) A.第一次反应停止时,剩余 B 9 g B.第一次反应停止时,剩余 C 6 g C.反应中 A 和 C 的质量比是 5∶3 D.第二次反应后,C 剩余 5 g 4.(★★★★★) (1)中学教材上图示了 NaCl 晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与 + - - NaCl 相同, 2 与最近 O2 的核间距离为 a×10 8cm, Ni 计算 NiO 晶体的密度(已知 NiO 摩尔质量为 74.7 g· mol -1 )。

图 1—1 (2)天然的和绝大部分人工制备的晶体,都存在各种缺陷,例如在某种 NiO 晶体中就存在如图 1—1 所 + + + 示的缺陷:一个 Ni2 空缺,另有两个 Ni2 被两个 Ni3 所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中 Ni 和 + + O 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为 Ni0.97O,试计算该晶体中 Ni3 与 Ni2 的离子数之比。 附:参考答案 难点磁场 提示:根据 Na 原子守恒和 SO 4 守恒得如下关系: 2NaOH ~ Na2SO4~ H2SO4 则:n(NaOH) = 2n(H2SO4) c(NaOH)·V [NaOH(aq)] = 2c(H2SO4)·V [H2SO4(aq)] V [NaOH(aq)]可求。 答案:800 mL 歼灭难点训练 1.提示:Fe3O4 中 +2 价铁所失电子物质的量与 Cr2O 7
2?

2?

中+6 价铬所得电子物质的量相等。

3.48 g 2? ×(3-2)= 0.02500 L×c(Cr2O 7 )×(6-3)×2。 232 g ? mol ?1
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-1

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答案:0.100 mol·L 2.提示:根据 Cl 原子守恒得: - - n(KCl) = n(HCl) = 1.00 mol·L 1×0.04600 L = 4.60×10 2 mol,m(KCl) 易求。 答案:3.43 g 3.解析:第一次反应 A 不足,因为第一次反应后加入 A 又能进行第二次反应。第二次反应后,只剩 余 C,说明 A、B 恰好完全反应。则: m 反(A)∶m 反(B) = (15 g+10 g)∶15 g = 5∶3 第一次反应耗 B 的质量 mB 为:15 g∶mB=5∶3,mB=9 g 即第一次反应后剩余 B 质量为:15 g-9 g=6 g。 可见(A)选项不正确。 根据 mA+mB+mC=mD ,可知生成 30 g D 时消耗 C 的质量。 mC=30 g-15 g-9 g=6 g 即第一次反应后剩余 C 质量为:15 g-6g=9g。 又见(B)选项不正确。 易见反应消耗 A、B、C 质量之比为:mA∶mB∶mC=15 g∶9 g∶6g=5∶3∶2 (C)选项不正确。 答案:D 4.提示:由题得 NiO 晶体结构(如右图)。其体积为: - V = (a×10 8cm)3 + - 右图向三维空间延伸,它平均拥有的 Ni2 、O2 数目为: N(Ni2 ) =N(O2 ) = 由密度公式得: ρ (NiO) =
+ -

1 1 ×4 = =N(NiO) 8 2

74 .7 g ? mol ?1 m( NiO ) M ( NiO ) ? ? 。 V ( NiO ) Vm ( NiO ) (a ? 10 -8 cm) 3 ? 2 N A
+ +

(2)(电荷守恒法)设 1 mol Ni0.97O 中含 Ni3 物质的量为 x,则 Ni2 的物质的量为(0.97 mol-x);根 据电荷守恒得: 3x+2×(0.97 mol-x)=1 mol×2 x=0.06 mol + + N(Ni3 )∶N(Ni2 )=0.06 mol∶(0.97 mol-0.06 mol)=6∶91 答案:(1)

74 .7 g ? mol ?1 (a ? 10 ?8 cm) 3 ? 2 N A

(2)6∶91

难点 2 .估算法
估算就是不算,估算法是通过推理、猜测得出答案的一种方法。 ●难点磁场 不要计算,请推测下列题目的答案,然后自我界定学习本篇是否需要。 甲、乙两种化合物都只含 X、Y 两种元素,甲、乙中 X 元素的百分含量分别为 30.4% 和 25.9%。 若已知甲的分子式是 XY2,则乙的分子式只可能是( ) A.XY B.X2Y C.X2Y3 D.X2Y5 ●案例探究 - [例题]在 100 mL 0.10 mol·L 1 的 AgNO3(aq) 中,加入 100 mL 溶有 2.08 g BaCl2 的溶液,再加 入 100 mL 溶有 2.50 g CuSO4·5H2O 的溶液,充分反应。下列说法中正确的是
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A.最终得到白色沉淀和无色溶液 B.最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物 C.混合过程中,逸出无色气体 + - D.在最终得到的溶液中,c(Cu2 ) = 0.01 mol·L 1 命题意图:考查学生对离子反应的认识及进行相关计算的能力。 知识依托:Ba2


与 SO 4 、Ag

2?



与 Cl



的反应及过量计算。

错解分析:数字运算失误。 解题思路:本题有以下两种解法。 + - 方法 1(计算法):n(Ag ) = 0.100 L×0.10 mol·L 1 = 0.010 mol n(Ba2 ) = n (BaCl2) =
- +

2.08 g = 0.0100 mol 208 g ? mol -1

n(Cl ) = 2n(BaCl2) = 0.0200 mol n(SO 4 ) = n(CuSO4·5H2O) =
- +

2?

2.50 g = 0.0100 mol 250 g ? mol -1

首先 Cl 与 Ag 发生反应生成白色 AgCl 沉淀: + - Ag + Cl ==== AgCl↓ 0.010 mol 0.010 mol 0.010 mol 反应后剩余 Cl :0.0200 mol-0.010 mol = 0.010 mol。其次 Ba2 沉淀: Ba2
+ - +

与 SO 4 发生反应生成白色 BaSO4

2?



SO 4 ==== BaSO4↓

2?

0.010 mol 0.010 mol 0.010mol + 生成 BaSO4 0.010 mol。反应后溶液中含 Cu2 ,其浓度为: c(Cu2 ) =


0.010 mol - = 0.033 mol·L 1 0.100 L ? 3

与备选项对照,可知答案。 + 方法 2(估算法):最后 Cu2 留在溶液中,溶液浅蓝色,A 项不可选。由 CuSO4·5H2O 的质量是 3 位 + 有效数字,及溶液的体积也是 3 位有效数字可推知 c(Cu2 )应为 3 位有效数字,D 项不可选。由于溶液混 合时,只发生 Ag


与 Cl 、Ba2 与 SO 4 的反应,所以也不会逸出气体,C 项不可选。





2?

答案:B 评注:就解题效率而言,估算法大大优于计算法。 ●锦囊妙计 估算法虽可大大提高解题效率,但其使用范围有一定的局限性,绝大多数计算题是不能用估算法解决 的。尝试用估算法解题是好的,但面对每一个题都想用估算法解决,有时也会贻误时间。 ●歼灭难点训练 1.(★★★)有规律称:强酸溶液每稀释 10 倍 pH 增加 1 ,强碱溶液每稀释 10 倍 pH 减小 1,但此 规律有一定的局限性。试问将 pH = 3 的 H2SO4(aq) 稀释 105 ,其 pH 为( ) A.8 B.7 C.2 D.3 - 2.(★★★★)将质量分数为 0.052(5.2%)的 NaOH(aq)1 L(密度为 1.06 g·cm 3)用铂电极电解,当溶液
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)

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中 NaOH 的质量分数改变了 0.010(1.0%)时停止电解,则此时溶液中应符合的关系是( NaOH 的质量分数 A B C D 0.062(6.2%) 0.062(6.2%) 0.042(4.2%) 0.042(4.2%) 阳极析出物的质量/g 19 152 1.2 9.4 阴极析出物的质量/g 152 19 9.4 1.2

3.(★★★★)氢型阳离子交换树脂的主要反应可用下式表示:2R — H + M2 ? ?? MR2 + 2H ,若
+ +

将 100 mL 水经过氢型阳离子交换树脂交换后,流出液用 0.10 mol·L 1 的 NaOH 溶液中和,完全反应后用去 + + NaOH 溶液 20 mL,若此水中存在的阳离子只有 Ca2 ,则 100 mL 水中含有 Ca2 为( ) A.20.03 mg B.40 mg C.80.16 mg D.160.32 mg 4.(★★★★★)图 2—1 中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体 X(X = A、B、C)的物质的量 n(X),纵 坐标表示消耗 O2 的物质的量 n(O2), B 是两种可燃性气体 , 是 A、 的混合气体, C 中: A、 C B 则 n(A)∶ n(B)为( ) A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.任意



附:参考答案 难点磁场 图 2—1 解析: 由于甲分子中含 X: 30.4%, N(X)∶N(Y) = 1∶2, 且 现乙分子中含 X: 25.9%, 小于 A 中 X 的 百分含量,故可估算出乙分子中,N(X)∶N(Y)必小于 1∶2,只有 D 选项中 N(X)∶N(Y) = 1∶2.5 符合题 意。 答案:D 歼灭难点训练 1.提示:酸不可能稀释为碱,也不可能稀释后 pH 变小或不变。 答案:B 2.解析:电解 NaOH(aq) 的实质是电解水。随溶液中水的减少,w(NaOH)逐渐增大,因而 C、D 项不 可选。电解时阳极产生 O2,阴极产生 H2,其质量前者大,后者小,故 B 项为正确答案。 答案:B
3.提示:由题意:n(Ca2 ) =
+ + + +

1 1 + + n(H ) = n(NaOH),根据数据可断定 n(Ca2 )数值为两位有效数字。又: 2 2


m(Ca2 ) = n(Ca2 )×M(Ca2 ),则 m(Ca2 )数值为两位有效数字。 答案: B 4.提示:首先排除任意比。由图可知: 1 mol A 耗用 0.5 mol O2,1 mol B 耗用 2 mol O2;若 A、B 以 1∶1 混合, 1 mol C 耗用 1.25 mol O2, 则 而图中 1 mol C 耗用 1 mol O2, 可见 A、 混合物中, B n(A)∶ n(B)>1∶1。观察备选项可知答案。 答案:A

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难点 3. 差量法
利用化学反应前后物质间所出现象的差量关系解决化学问题的方法就是差量法。 ●难点磁场?? 请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。? - 在天平左右两盘上各放一只同等规格的烧杯,烧杯内均盛有 1.00 mol· L 1 的 H2SO4(aq)100.0 mL, 调节天平使其处于平衡状态,然后向两只烧杯内分别放入少量的镁粉和铝粉(设镁、铝的质量分别为 a g .. 和 b g) ,假定反应后天平仍处于平衡状态,则:? (1)a、b 应满足的关系式为 ;? (2)a、b 的取值范围为 。? ●案例探究?? [例题]将上题中的: .. “少量镁粉和铝粉”改为:少量镁粉、过量铝粉,其他不变,试求之。 命题意图:考查学生应用差量进行过量计算的能力。 知识依托:Mg、Al 与 H2SO4 的反应;过量计算。 错解分析:应用过量物质的数据进行计算得出错误的结果,忽视有效计算得出不确切的答案。 解题思路:反应前后天平都平衡,表明两烧杯内质量净增数值相等。则可根据反应前后的质量差进行 计算。 - n(H2SO4) = 1.00 mol·L 1×0.100 L = 0.100 mol Mg + H2SO4 ==== MgSO4 + H2↑ Δm 24 g 1 mol 2g 22 g ag

a mol 24

11a g 12

2 Al + 3 H2SO4 ====Al2(SO4)3 + 3 H2↑ 54 g 3 mol 6g

1.80 g 0.100 mol

0.2 0 0g

(波纹线上为求出数值,下同)。根据题意: ①

a < 0.100 24 11a g 12

(H2SO4 过量) (Al 过量) (净增值相等)

②b>1.80 ③b g-0.200 g =

由①③得:b<2.40,结合②可知 b 的范围。 由②③得:a>1.75,结合①可知 a 的范围。 答案:(1)11 a = 12 b - 2.40 (2)1.75<a<2.40,1.80<b<2.40 ●锦囊妙计 遇到下列情形,可尝试用“差量法”解题: 1.反应前后固体或液体的质量发生变化时; 2.反应前后气体的压强、密度、物质的量、体积等发生变化时。 ●歼灭难点训练 1.(★★★)10.0 mL 某气态烃在 50.0 mL O2 中充分燃烧,得到液态水和 35.0 mL 的气体混合物(所有 气体的体积都是在同温同压下测得的),则该气态烃可能是( ) A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C3H6
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2.(★★★★)用 H2 还原 x g CuO,当大部分固体变红时停止加热,冷却后得残留固体 yg,共用掉 z g H2,此时生成水的质量为( ) A.

8 (x-y) g 9

B.

9 (x - y) g 8

C.9 z g

D.

9 zg 40

3.(★★★★)总压强为 3.0×107 Pa 时,N2、H2 混合气体(体积之比为 1∶3)通入合成塔中,反应达平 衡时,压强降为 2.5×107 Pa,则平衡时混合气体中 NH3 的体积分数为( ) A.35% B.30% C.

1 4

D.

1 5

4.(★★★★★)已知 NH3 和 Cl2 相遇,发生下列反应: ①8NH3+3Cl2 ==== N2+6NH4Cl (NH3 过量) ②2NH3+3Cl2==== N2+6HCl (Cl2 过量) 今向过量的 NH3 中通入少量的 Cl2。若开始时 Cl2、NH3 混和气体中 Cl2 的体积分数为 x,混合气 体反应前后的体积分别是 a L 和 y L。则: (1)x 的取值范围是__________________; (2)y 与 x 的函数关系是__________________。 附:参考答案 难点磁场 提示:题设条件下,H2SO4 过量,则: Mg + H2SO4====MgSO4+ H2↑ Δm 24 g 1 mol 2g 22 g ag

a mol 24

11a g 12
Δm 48 g

2 Al + 3 H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑ 54 g 3 mol 6g bg

b mol 18

8b g 9 8b 11 ? a ,即:32 b = 33 a 9 12
① ①

由反应前后天平都平衡得:

a < 0.100 24
由 H2SO4 过量知:

b <0.100 18



①②联立,解得:b<2.48。不满足③,舍去。 ①③联立,解得:a<1.75。满足②,为正确答案。 答案:(1)32 b= 33 a (2)a<1.75 b<1.80 歼灭难点训练 1.提示:用体积差进行计算: CxHy(g)+(x+ 1L 10.0 L
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y y 点燃 ? )O2(g) ?? ? 点燃 x CO2(g)+ H2O(l) 4 2

V 前-V 后 1+

y 4

25.0 L
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y = 6。 答案:BD 2.提示:用固体质量差进行计算: H2+CuO ???? Cu+H2O 80 g 64 g 18 g
?

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Δm 16 g x g-y g

9 ( x ? y)g 8

不可用 z g H2 进行计算,因为用掉的 H2 并非全都参加了反应;不可只用 x g 进行计算,因为 CuO 未全部参加反应;不可只用 y g 进行计算,因为 y g 是 CuO 和 Cu 的质量和。 答案:B 3.提示:本题有多种解法,根据压强差计算尤为简捷:由于恒温恒容下,气体的压强比等于物质的量 比,所以: N2+3 H2 1 3
高温、高压 催化剂

2 NH3 2 p(NH3)

Δp 2 3.0×107 Pa-2.5×107 Pa,

p(NH3) = 0.5×107 Pa,

0.5 ? 10 7 Pa 1 = 。 ? (NH3)= 2.5 ? 10 7 Pa 5
答案:D 4.解析:NH3 过量,Cl2 不足,只发生反应①: 8 NH3+3 Cl2==== N2+6NH4Cl ΔV 8L 3L 1L 10 L

8ax L a L·x 3
则:

ax L 3
x<

10ax L 3 3 11

8ax <a(1-x)L 3 10ax y L = a L- L。 3
答案:(1)0<x<3/11

(2)y=a-

10ax 3

难点 4 .和量法
与差量法相反,为解决问题方便,有时需要将多个反应物(或生成物)合在一起进行计算。 ●难点磁场 用和量法尝试解下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。 在密闭容器中,放入(NH4)2CO3 和 NaOH 的固体混合物共 19.6 g,将容器加热到 250℃,充分反 应后,排出容器中的气体,冷却称得剩余固体质量为 12.6 g。则原混合物中(NH4)2CO3 和 NaOH 的物质 的量之比为( ) A.>1∶2 B.= 1∶2
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C.<1∶2 D.以上答案都不正确 ●案例探究 [例题]18.4 g NaOH 和 NaHCO3 固体混合物,在密闭容器中加热到约 250℃,经充分反应后排出 气体,冷却,称得剩余固体质量为 16.6 g。试计算原混合物中 NaOH 的质量分数。 命题意图:考查学生的过量判断能力,及计算混合物所含成分质量分数的能力。 知识依托:NaHCO3 的不稳定性及碱与酸性气体的反应。 错解分析:过量判断失误,导致计算过程和计算结果错误。 解题思路:发生的反应有:①2NaHCO3 ???? Na2CO3+H2O+CO2↑, ②2NaOH+CO2 ???? Na2CO3+H2O(加热条件下,不生成 NaHCO3) 通过极限思维可知,原固体混合物中,NaHCO3 含量越大,固体失重越大,NaOH 含量越大,固体失 重越小。 判断 NaHCO3 受热分解产生的 CO2 能否被 NaOH 完全吸收是解决问题的关键,这首先需要写出 NaHCO3 与 NaOH 恰好完全反应的化学方程式。 题设条件下,固体失重:18.4 g-16.6 g = 1.8 g。 设固体失重 1.8 g 需恰好完全反应的 NaHCO3 和 NaOH 混合物质量为 x,则: NaHCO3+NaOH ???? Na2CO3+H2O 124 g x x= 18 g 1.8 g
? ? ?

124 g ? 1.8 g = 12.4 g<18.4 g 18 g

可见,题设条件下反应发生后 NaOH 过量,过量 NaOH 质量为: 18.4 g-12.4 g = 6.0 g, 参加反应的 NaOH 质量为:

12.4 g - ×40.0 g·mol 1 = 4.00 g, -1 124 g ? mol

原混合物中 NaOH 质量为:6.0 g+4.00 g = 10.0 g, w(NaOH) =

10.0 g ×100% = 54.3%。 18.4 g

答案:54.3% 。 ●锦囊妙计 遇到以下情形,可尝试用和量法解题: 1.已知混合物反应前后质量,求混合物所含成分质量分数时; 2.已知反应前后混合气体的体积,求混合物所含成分体积分数时; 3.求反应前后气体的压强比、物质的量比或体积比时。 ●歼灭难点训练 1.(★★★)某温度下,在体积一定的密闭容器中适量的 NH3(g) 和 Cl2(g) 恰好完全反应。若反应产物 只有 N2(g) 和 NH4Cl(s),则反应前后容器中压强比应接近于( ) A.1∶11 B.11∶1 C.7∶1 D.11∶7 2.(★★★)Na2CO3(s) 和 NaHCO3(s) 的混合物 190.0 g, 加热至质量不再减少为止, 称量所得固体质量
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为 128.0 g。则原混合物中 Na2CO3 的质量分数为__________。 3.(★★★★)取 6.60 g NaHCO3 和 Na2O2 的固体混合物,在密闭容器中加热到 250℃,经充分反应 后排出气体,冷却后称得固体质量为 5.30 g。计算原混合物中 Na2O 2 的质量分数。 4.(★★★★★)在一密闭容器中, 放入(NH4)2CO3 和 NaOH 两种固体共 A g 将容器加热到 200℃, 经 充分反应后排出其中气体, 冷却称得剩余固体质量为 B g, 求出不同组合范围内的(NH4)2CO3 和 NaOH 的 质量填入下表。 A 与 B 关系 m[(NH4)2CO3] m(NaOH)

附:参考答案 难点磁场 提示:固体混合物失重:19.6 g-12.6 g = 7.0 g,题设条件下发生的反应为:
(NH4)2CO3 ???? 2 NH3↑+H2O↑+CO2↑ 2 NaOH+CO2 ???? Na2CO3+H2O↑ 当(NH4)2CO3 与 NaOH 恰好完全反应时,固体失重 7.0 g,所需混合物的质量可求:
? ?

因为 17.6 g<19.6 g,所以 NaOH 过量。 答案:C 歼灭难点训练

w(Na2CO3) =

190.0 g ? 168.0 g = 11.58%。 190.0 g

答案:11.58% 3.解析:发生的反应有:2NaHCO3 ???? Na2CO3+H2O+CO2↑; 2Na2O2+2 CO2====2Na2CO3+O2↑;2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2。 若 Na2O2 不足,则 Na2O2 先吸收 CO2,再吸收 H2O。 首先确定水是否参加了反应。 题设条件下,固体失重:6.60 g-5.30 g = 1.30 g。
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?

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当 Na2O2 与 NaHCO3 分解生成的 CO2 恰好完全反应时, 设固体失重 1.30 g 需这样的混合物质量为 x。则:

可见,原混合物中 Na2O2 并未将 NaHCO3 分解生成的 CO2 全部吸收,也就未吸收 H2O。 设原混合物中 NaHCO3、Na2O2 的物质的量分别是 a、b,则: aNaHCO3+bNa2O2==== 84.0a+78.0b=6.60

a ? 2b a ? 2b a b Na2CO3+ CO2↑+ H2O+ O2↑ 2 2 2 2

(原混合物质量)

106×a+2b2=5.30 (剩余固体质量) 解得:b=0.0200 mol (a 可不求出)

78.0 g ? mol ?1 ? 0.0200 mol w(Na2O2)= ×100%=23.6%。 6.60 g
答案:23.6% 4.解析:加热时,容器内发生以下反应: (NH4)2CO3 ???? 2NH3↑+H2O+CO2↑
?



2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O ② 当①反应生成的 CO2 与 NaOH 固体完全反应时,可认为发生了以下反应: (NH4)2CO3+2NaOH ???? 2NH3↑+2H2O+Na2CO3
?



(1)当③反应发生,且(NH4)2CO3 和 NaOH 恰好完全反应时,

88 B g 时: 53 96 A 6A 96 B 48 m[(NH4)2CO3]= g= g,或 m[(NH4)2CO3]= g= B g; 11 53 176 106 80 B 40 B 80 A 5A m[NaOH]= g= g 或 m(NaOH)= g。 g? 11 106 53 176 88B (2)当 A> 时,③反应发生,(NH4)2CO3 过量,这时同时有①反应单独发生。 53
即当 A= (NH4)2CO3+2NaOH ???? 2NH3↑+2H2O+Na2CO3 80 g
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106 g
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80 B g Bg 106 40B 80 B 40B m(NaOH)= g= g;m[(NH4)2CO3]=(A- ) g。 53 53 106 88B (3)当 A< 时,③反应发生,且 NaOH 过量。 53
(NH4)2CO3+2NaOH ???? 2NH3↑+2H2O↑+Na2CO3 96 g 80 g 106 g
?

Δm 70 g (A-B) g

96 ( A ? B ) 48( A ? B ) g= g; 70 35 48( A ? B ) 48 B ? 13 A m(NaOH)=A g- g= g。 35 35
m[(NH4)2CO3]= 答案: A 与 B 关系 m[(NH4)2CO3] m(NaOH)

96 ( A ? B ) g 70

88B 53 88B A> 53 88B A< 53
A=

6A 48 B g或 g 11 53 40B Ag- g 53 48( A ? B ) g 35

5A 40 B g或 g 11 53 40B g 53 48 B ? 13 A g 35

难点 5. 设一法?
设一法是赋值法的一种,是解决无数值或缺数值计算的常用方法。 ●难点磁场?? 请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。? 现向 1.06 g 含杂质的碳酸钠样品中加入过量的氯化氢溶液, 得到标准状况下干燥纯净的气体 2.20 L, 则该碳酸钠样品中所含杂质可能是 A.碳酸钡和碳酸钾 B.碳酸钾和碳酸氢钠? C.碳酸氢钠和碳酸氢钾 D.碳酸钙和碳酸锌? ●案例探究?? [例题]吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。 (1)吗啡中含碳 0.7158(质量分数,下同)、氢 0.0667、氮 0.0491,其余为氧。已知其相对分子质量不 超过 300,试求: ①吗啡的相对分子质量;②吗啡的分子式。 (2)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯,试求: ①海洛因的相对分子质量;②海洛因的分子式。 命题意图:考查学生根据物质内所含元素质量分数,确定物质化学式的能力。 知识依托:元素的质量分数与化学式的关系。 错解分析:不注意有效数字的位数,有效数字取舍不合理,再根据原子个数比列式就会得出错误的结 果。 解题思路:(1)由吗啡中各元素的含量和相对分子质量,可以断定吗啡分子中所含 N 原子数最少,设
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吗啡分子中含有 1 个 N 原子,则: Mr(吗啡)=14.0/0.0491=285<300 符合题意;若吗啡分子中含有 2 个 N 原子,则: Mr(吗啡)=28.0/0.0491=570>300 不符合题意。吗啡分子中含有 2 个以上的 N 原子更不可能,可见吗啡分子中只含有一个 N 原子, 且吗啡的相对分子质量为 285。 吗啡分子中所含 C、H、O 原子个数分别为: N(C)=285×0.7158÷12.0=17.0 N(H)=285×0.0667÷1.00=19.0 N(O)=285(1.0000-0.7158-0.0667-0.0491)÷16.0=3.00 吗啡的分子式为:C17H19NO3。 (2)生成二乙酸酯的反应可表示为: R(OH)2+2HOOCCH3 ? ?? R(OOCCH3)2+2H2O 显然,海洛因分子比吗啡分子多了 2 个 C2H2O 基团,则海洛因的分子式为: C17H19NO3+2C2H2O====C21H23NO5 海洛因的相对分子质量为: Mr(海洛因)=12×21+1×23+14×1+16×5=369。 答案:(1)①285;②C17H19NO3。 (2)①369;②C21H23NO5。 ●锦囊妙计 遇到下列情况,可用设一法: 1.c、w、ρ 间的相互转化; 2.根据质量分数确定化学式; 3.确定样品中杂质的成分。 ●歼灭难点训练 - 1.(★★★)某硫酸溶液的物质的量浓度为 c mol·L 1,溶质的质量分数为 w,试求此溶液的密度。 - - 2.(★★★)已知某硫酸铜溶液的物质的量浓度为 0.050 mol·L 1,密度为 1.08 g·cm 3,试求该溶液 的质量分数。 3.(★★★★)称取可能含有 Na、Mg、Al、Fe 的金属混合物 12 g,放入足量盐酸中,可得到标准状况 下 H2 的体积为 11.2 L,据此回答下列问题: (1)以上四种金属,一定含有的是__________________; (2)以上四种金属,可能含有的是__________________; (3)能否确定一定不含有某种金属? 4.(★★★★★)1924 年,我国药物学家从中药麻黄中提出了麻黄素,并证明麻黄素具有平喘作用。将 其予以合成,制作中成药,可解除哮喘病人的痛苦。 取 10.0 g 麻黄素完全燃烧可得到 26.67 g CO 2 和 8.18 g H 2O,并测得麻黄素中含 N:8.48%。 (1)试确定麻黄素的最简式__________________。 (2)若确定麻黄素的分子式还缺少一个条件,该条件是__________________。 附:参考答案 难点磁场 解析:若为 1.06 g 纯净的碳酸钠经题设过程可得到标准状况下干燥纯净的气体 2.24 L;而题设条件 下,1.06 g 含杂质的碳酸钠样品仅得到标准状况下干燥纯净的气体 2.20 L,可见,等质量的碳酸钠和杂质 分别与过量盐酸作用,碳酸钠产生二氧化碳多,杂质产生二氧化碳少;则题设条件下产生等量的二氧化碳 气体所需碳酸钠的质量小,所需杂质质量大。 为方便计算,设生成 1 mol 二氧化碳,则需要题中所列物质的质量分别是:
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Na2CO3~CO2 BaCO3~CO2 K2CO3~CO2 NaHCO3~CO2 106 g 1 mol 197 g 1 mol 138 g 1 mol 84 g 1 mol KHCO3~CO2 CaCO3~CO2 ZnCO3~CO2 100 g 1 mol 100 g 1 mol 125 g 1 mol 所需碳酸钡和碳酸钾的质量都大于碳酸钠的质量,A 项可选;所需碳酸氢钠和碳酸氢钾的质量都小于 碳酸钠的质量,C 项不可选;生成 1 mol 二氧化碳所需碳酸钾和碳酸氢钠混合物的质量介于 84 g ~ 138 g 之间,所需碳酸钙和碳酸锌混合物的质量介于 100 g ~ 125 g 之间,都有小于 106 g 的可能,故 B、D 项 都不可选。 答案:A 歼灭难点训练 1.提示:设 H2SO4(aq) 的体积为 1 L,则: - - m(硫酸溶液)=c mol·L 1×1 L×98 g·mol 1÷w=98 c/w g - 硫酸溶液的密度为:ρ (硫酸溶液)=98 c/w g÷1000 mL=0.098 c/w g·cm 3 答案:

0.098 c - g·cm 3 w

2.提示:为方便计算,设有硫酸铜溶液 1 L,则硫酸铜的质量为: - - m(硫酸铜)=0.050 mol·L 1×1 L×160g·mol 1=8.0 g - - 硫酸铜溶液的质量为:m(硫酸铜溶液)=1.08 g·cm 3×1000 mL=1.08×10 3 g 硫酸铜的质量分数为:w(硫酸铜)=8.0 g÷(1.08×103 g)=0.0074(或 0.0073)。 答案:0.0074(或 0.0073) 3.提示:摩尔电子质量法(设一法的一种):金属的摩尔电子质量是指金属在反应中失去单位物质的量 - 的电子的质量,其单位通常用 g·mol 1 表示。由题意: n(H2)=

11.2 L =0.500 mol 22.4 L ? mol -1

反应中得失电子的物质的量为: - n(e )=1.00 mol 则: 物质 Na 23


Mg 12

Al 9

Fe 28

混合物 12

摩尔电子质量 g ? mol -1

混合物的平均摩尔电子质量为 12 g·mol 1,则一定含有比其摩尔电子质量小的物质 (Al),也一定含 有比其摩尔电子质量大的物质(Na 或 Fe,不能确定),是否含 Mg 也不能确定。 答案:(1)Al (2)Mg、Fe、Na (3)不能 4.提示:设麻黄素分子中含有 1 个 N 原子,则:

14.0 g ? mol -1 - M(麻黄素)= =165 g·mol 1 0.0848
由于:n(CO2)=

26.67 g =0.6061 mol 44.00 g ? mol -1

n(H2O)=

8.18 g =0.454 mol 18.0 g ? mol -1
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则 1 mol 麻黄素中:n(C)=

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0.6061 mol ×165 g=10.0 mol, 10.0 g

n(H)=

0.4541 mol ×165 g×2=15.0 mol 10.0 g

再设麻黄素的分子式为:C10H15NOx,则 x=

165 g ? 12.0 g ? mol ?1 ? 10.0 mol ? 1.00 g ? mol ?1 ? 15.0 mol ? 14.0 g ? mol ?1 ? 1.00 mol 16.0 g ? mol ?1
mol

=1.000

最简式可得。借鉴例题可知 (2)答案,但已知麻黄素的式量范围不一定能求出麻黄素的化学式。 答案:(1)C10H15NO (2)M(麻黄素)(即麻黄素的式量)

难点 6. 奇偶数法?
奇偶数法是利用数字间的奇、偶性规律,探讨试题答案的一种巧解方法。? ●难点磁场?? 试利用数字间的奇偶性规律巧解下面题目,然后自我界定学习本篇是否需要。? 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的 物质的量之比为 2∶1 时,还原产物是( ) A.NO2 B.NO C.N2O D.N2 ? ●案例探究?? [例题]若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为 2∶3 的化合物,则这两种元素的原子序数之 差不可能是 A.1 B.3 C.5 D.6 命题意图:主要考查学生对元素周期表“奇偶数”规律的认识或考查学生对元素周期表特殊元素性质 的认识。 知识依托:元素周期表。 错解分析:不了解元素周期表的奇偶性规律,利用其他方法解题得出错误答案。 解题思路:本题有多种解题方法,其中最简捷的是奇偶数法。 方法 1(枚举法): ⅡA 族元素 Be、 Mg 与 ⅤA 族元素 N、 形成的化合物符合题干要求, P 其中 Mg3N2 中 Mg 与 N 原子序数差 5。ⅢA 族元素 B、Al 与 ⅥA 族元素 O、S 形成的化合物亦符合题干要求, 其中 Al2O3 中 Al 与 O 原子序数差 5,Al2S3 中 Al 与 S 原子序数差 3。欲找差值为 1 的化合物,需 从变价元素中找,如 N2O3 中 N 与 O 原子序数差 1。选 D 项。 方法 2(奇偶数法):由于两种元素形成的化合物中原子个数之比为 2∶3,则可断定一种元素处于奇数 族,另一种元素处于偶数族,奇数族原子序数为奇数,偶数族为偶数,奇数与偶数差值是奇数。观察备选 项,可知选 D 项。 答案:D ●锦囊妙计 下列问题的解决过程中,可能用到奇偶数法: 1.某些化学方程式的配平; 2.化合物的分子式与原子序数的推定; 3.化学反应中化合价的升降数值; 4.化合价与分子式的关系;
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5.有机分子中 H 等原子的个数。 ●歼灭难点训练 1.(★★★)配平下列化学方程式: (1)_____PH3====_____P+_____H2 (2)_____NH3+____NO====_____N2+______H2O 2.(★★★★)单质 M 能和热浓硫酸反应,若参加反应的单质与 H2SO4 的物质的量之比为 1∶4,则 该元素在反应后显示的化合价可能是( ) A.+4 B.+3 C.+2 D.+1 3.(★★★★)某金属元素 R 最高价氟化物的相对分子质量为 M1,其最高价硫酸盐的相对分子质量为 M2。设此元素最高正价为 n,则 n 与 M1、M2 的关系可能是( ) A.n=(M2-2M1)/58 B.n=(M2-M1)/29 C.n=(2M2-M1)/58 D.n=(M2-M1)/58 O 4.(★★★★★)已知某有机物 A 的式量为 128。 (1)若 A 物质中只含有碳、氢、氧三种元素,且 A 分子中含有一个酯的结构(—C—O—),则 A 的分 子式为__________,结构简式为____________(任写出一种)。 (2)若 A 物质中只含有碳、氢、氮三种元素,且 A 分子中氮原子数目最少,则 A 的分子式为 __________, A 分子中有一个由氮原子和其他碳原子形成的六元环, A 的结构简式为__________(任 若 则 写一种)。 附:参考答案 难点磁场 解析:由题意知,2 个金属原子失去的电子,将被 1 个 HNO3 分子中 +5 价的 N 原子得到,由于 2 个金属原子失去的电子数一定是偶数, 所以得到偶数个电子的这个 +5 价的 N 原子反应后化合价一定 是奇数。与备选项对照,可知 C 项可选。 答案:C 歼灭难点训练 1.(1)2 2 3 (2)4 6 5 6 2.解析:单质 M 和热浓 H2SO4 反应,H2SO4 被还原为 SO2,硫元素化合价降低总数必为偶数,则 M 元素化合价升高总数必为偶数。由题意知:n(M)∶n(H2SO4)=1∶4,可见 M 化合价变化应为偶数,这样可 淘汰 B、D 项选项。具体分析 A、C 知 A 项(如单质碳)可选,而 C 项不可选。 答案:A 3.解析:此题须讨论 n 为奇、偶数两种情况。 (1)若 n 为奇数,则其氟化物和硫酸盐的化学式分别是:RFn、R2(SO4)n。

。 (2)若 n 是偶数,则其氟化物和硫酸盐的化学式分别是:RFn、R(SO4)n2。

答案:AB 4.提示:(1)含有一个酯键的 A 的分子式为 C7H12O2 ,其结构有多种,如:

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(2)A 式量 128 是偶数, 决定了 A 分子中氮原子数目是偶数, 因为当 A 分子中氮原子数目是奇数时, 不论氮原子存在于硝基还是氨基中,A 式量都是奇数。则 A 分子中最少含有 2 个氮原子,A 分子式可 为 C7H16N2,其结构简式有多种,如:

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