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专项突破:各类计算填空题

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 工艺流程定量计算

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1.利用守恒思想计算 【例1】碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。 (1)碱式氯化铜有多种制备方法 ①方法1:45~50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为_________________________________________。 ②方法2:先制得CuCl2,再与石灰

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1.利用守恒思想计算

【例1】碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。

(1)碱式氯化铜有多种制备方法

①方法1:45~50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为___________。

②方法2:先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。

专项突破:各类计算填空题

M′的化学式为________。

(2)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验:①称取样品1.116 0 g,用少量稀HNO3溶解后配成100.00 mL 溶液A;②取25.00 mL 溶液A,加入足量AgNO3溶液,得AgCl 0.172 2 g;③另取25.00 mL 溶液A,调节pH 4~5,用浓度为0.080 00 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2+(离子方程式为Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H),滴定至终点,消耗标准溶液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式。

[解题思路] 守恒1:由得失电子守恒可得:4CuCl+O2+8H2O专项突破:各类计算填空题2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]

守恒2:由电解质溶液中电荷守恒可得:

n(Cl)=n(AgCl)=4.800×10-3mol

n(Cu2+)=9.600×10-3mol

n(OH)=2n(Cu2+)-n(Cl)=1.440×10-2mol

守恒3:由质量守恒可得:n(H2O)=专项突破:各类计算填空题=4.800×10-3mol

解析 (1)①反应物为CuCl、O2和H2O,生成物为Cu2(OH)2Cl2·3H2O,根据电子守恒和原子守恒配平。②由图示Cu+M→Cu2++M′,说明Cu被m(氧化);M′+O2+H→M+H2O,说明M′被氧化为M,说明M价态高,由题信息“Fe3+对该反应起催化作用”,M为Fe3+,M′为Fe2+

(2)n(Cl)=n(AgCl) ×100.00 mL ÷25.00 mL=0.172  2 g ÷ 143.5 g·mol-1×100.00 mL÷25.00 mL=4.800×10-3mol

n(Cu2+)=n(EDTA)×100.00 mL ÷ 25.00 mL=0.080 00 mol·L-1×30.00 mL×10-3L·mL-1×100.00 mL÷25.00 mL=9.600×10-3mol

n(OH)=2n(Cu2+)-n(Cl)=2×9.600×10-3mol-4.800×10-3mol=1.440×10-2mol

m(Cl)=4.800×10-3mol×35.5 g·mol-1=0.170 4 g

m(Cu2+)=9.600×10-3mol×64 g·mol-1=0.614 4 g

m(OH)=1.440×10-2mol×17 g·mol-1=0.244 8 g

n(H2O)= (1.116 0 g -0.170 4 g-0.614 4 g-0.244 8 g )  ÷18 g·mol-1 =4.800×10-3mol

A∶B∶C∶X=n(Cu2+)∶n(OH)∶n(Cl)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1

答案:(2)①4CuCl+O2+8H2O专项突破:各类计算填空题2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O] ②Fe2+

(2)Cu2(OH)3Cl·H2O

[解决方案]

1.三大守恒思想

专项突破:各类计算填空题

2.电子守恒解题的思维模板

专项突破:各类计算填空题

特别提醒:对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。


【对点训练】

1.(转移电子守恒)

(1)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)。

答案:1.57

(2)用KClO3氧化3 mol 的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为________ mol。

答案:0.5

2.(电荷守恒)

为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1c(Cl)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为________。

答案:2

3.(质量守恒)

(1)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品Wg,测得Li的物质的量为n mol,则该样品中LiPF6的物质的量为________ mol(用含W、n的代数式表示)。

答案:(W-26n)/126

(2)在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2的体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为________。

答案:Co3O4

2.利用方程式之间的关系计算

【例2】水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:

Ⅰ.取样、氧的固定

用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定

将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32+I2===2I+S4O64)。

问题:取100.00 mL 水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为________ mg·L-1

[解题思路] 根据反应过程确定关系式

过程

对应反应

氧的固定

2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2

MnO(OH)2还原为Mn2+

MnO(OH)2+2I+4H===Mn2++I2+3H2O

滴定过程

2S2O32+I2===2I+S4O64

关系式:O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3

答案:80ab

【例3】氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系。在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:

回答下列问题:

专项突破:各类计算填空题

准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用a mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反应中Cr2O72被还原为Cr3+。样品中CuCl的质量分数为________。

[解题思路] 依据信息确定关系式

专项突破:各类计算填空题

答案 :59.7ab /m %

[解决方案] 利用关系式法解题的思维模板

专项突破:各类计算填空题

【对点训练】

4.ClO2易溶于水,用水吸收ClO2得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:

步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100.00 mL 试样;量取V1mL试样加入到锥形瓶中;

步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;

步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。

(已知2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)

原ClO2溶液的浓度为________ g/L(用步骤中的字母代数式表示)。

答案:135cV2/V1

5.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl;用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,K2MnO4转变为MnO2和KMnO4;滤去MnO2沉淀,浓缩滤液,结晶得到深紫色的针状KMnO4

问题:若用16.3 g 软锰矿(含MnO2  80%)进行上述实验最终生成的KMnO4与Na2C2O4反应,则消耗Na2C2O4的物质的量为________。

提示:①软锰矿制备K2MnO4的化学方程式

3MnO2+6KOH+KClO3专项突破:各类计算填空题3K2MnO4+KCl+3H2O

②K2MnO4制备KMnO4的化学方程式3K2MnO4+2H2SO4===MnO2↓+2KMnO4+2K2SO4+2H2O

③KMnO4能与经硫酸酸化的热Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2的化学方程式是2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O

解析:根据反应方程式,找出关系式:

3MnO2~3K2MnO4~2KMnO4~5Na2C2O4

专项突破:各类计算填空题

答案:0.25 mol

(责任编辑:化学自习室)
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