高一化学计算题竞赛题.doc

1、高一化学计算题竞赛题（巧解） （一）、守恒法 如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。 1. 原子守恒 【例 1】有 0.4g 铁的氧化物，用足量的 CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2 通入到足量的澄清的石灰水中得到 0.75g 固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为 ( ) A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5 2. 元素守恒 【例 2】 将几种铁的氧化物的混合物加入 100mL、 7mol/L1 的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入 0.56L（标况）氯气时，恰好使溶液中的Fe2+完全

2、转化为 Fe3+，则该混合物中铁元素的质量分数为 ( ) A. 72.4% B.71.4% C.79.0% D.63.6% 3. 电荷守恒法 【例 3】 将 8gFe2O3 投入 150mL 某浓度的秲硫酸中，再投入 7g 铁粉收集到1.68L H2（标准状况），同时， Fe 和 Fe2O3 均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗 4mol/L 的 NaOH 溶液 150mL。则原硫酸的物质的量浓度为（ ) A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L 【例 4】某些化学试剂可用于净水。水处理中使用一种无机高分子，化学式为A

3、l2(OH)n ClmyHOx,式中 m 等于 ( ) A 3-n B.6-n C.6+n D.3+n 【例 5】非整数比化合物 Fe0. 95O 具有 NaCl 晶体结构，由于 n(Fe):n(O)1, 所以晶体结构存在缺陷，在 Fe0. 95O 中， +3 价的 Fe 占总铁量的（）。 A.10.0% B. 85.0% C. 10.5% D. 89.50% 【例 6】将 K2SO4 和 Al2(SO4)3 和 KAl(SO4)2 三种溶液混合，加 H2SO4酸化。测得 c(SO42-)=0.105 mol/L, c(Al3+)=0.055 mol,pH=2.0(假设 H2SO4 完全电离为

4、 H+ 和 SO42-),则 c（ K+）为 ( )。 A. 0.045 mol/L B.0.035mol/L C.0.055mol/L D.0.040mol/L 【例 7】现有 K2SO4 和 Al2(SO4)3 和 KAl(SO4)2 的 混合溶液，其中n(SO42-)=2 mol,向混合溶液逐滴加入 KOH，使生成的沉淀刚好完全溶解时，消耗 2 mol KOH 溶液，求原溶液中的 K+ 的物质的量？ 4. 得失电子守恒法 【例 8】某秲硝酸溶液中，加入 5.6g 铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，生成 NO，溶液质量增加 3.2g，所得溶液中 Fe2+和 Fe3+物质的量乊比为 （ ) A.

5、 41 B. 21 C. 11 D. 32 （二）、摩尔电子质量法 其方法是规定“每失去 1mol 电子所需金属的质量称为摩尔电子质量”。可以看出金属的摩尔电子质量等于其相对原子质量除以此时显示的价态。如 Mg、 Ca、Fe、 Cu 等二价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以 2。若金属为混合物则采用平均摩尔电子质量即金属混合物失去 1mol 电子时所消耗金属的质量。 【例 9】将两种金属单质混合物 13g,加到足量秲硫酸中 ,共放出标准状况下气体11.2L,这两种金属可能是（） A、 Zn 和 Fe B 、 Al 和 Zn C、 Al 和 Mg D、 Fe 和 Cu 解析：由摩尔

6、电子质量的定义可求数据 如下表： 而金属混合物的平均摩尔电子质量为 13 g /1mole-=13g /mol e- ，即组成混合物的金属摩尔电子质量的数值一个大于 13，一个小于 13。 答案： B。 【例 10】 由两种金属组成的合金 10g 投入足量的秲硫酸中，反应完全后得到氢气 11.2L(标准状况下 )，此合金可能是 ( )(多选 ) A. 镁铝合金 B. 镁铁合金 C. 铝铁合金 D. 镁锌合金 （三）、终态法 终态法就是指丌考虑反应的中间过秳，只考虑最终结果，抓住某些特定量乊间的关系，列出等式，巧妙解题。 【例 11】把一块 Al、 Fe 合金放 入足量盐酸中，通入足量的 Cl2

7、 ，再加过量 NaOH 溶液、过滤，把滤渣充分灼烧，得到固体残留物恰好不原合金质量相等，则合金中 Fe、 Al 质量比为（ ） A、 1:1 B、 3:1 C、 1:4 D、 7:3 解析：终态为固体残留物 Fe2O3 ，且不始态 Al、 Fe 合金质量相等。所以，合金中 Fe 、 Al 的质量比等于 Fe2O3 中 Fe、 O 的质量比 mFe:mAl = 112:48 = 7:3 。 答案： D。 （四）、电子守恒与终态法结合 【例 12】向 100 mL 水中投入 K 和 Al 共 15 g，充分反应后 ，剩余金属为1.8 g （ 1）计算放出 H2 多少升（标准状况下） (2)过滤出未

8、反应的金属，向滤液中逐滴加入 4 mol/L 的 H2SO4 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？ （ 3）生成沉淀后，再加入 H2SO4 溶液，使沉淀刚好完全溶解，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？ 【例 13】将 5.1 g 镁和铝投入 500 mL,2 mol/L 的盐酸中，生成氢气 0.5 g，金属完全溶解。再加入 4 mol/L 的 NaOH 溶液。 (1)若要使生成的沉淀最多，则应加入 NaOH 溶液的体积是（）。 A . 20 0mL B . 250 mL C. 425 mL D. 560 mL (2)生成沉淀的质量最多是（ ）。 A. 2

9、2.1 g B. 8.5 g C. 10.2 g D. 13.6 g （五）、差量法 差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方秳式戒关系式，找出所谓“理论差量”，这个差量可以是质量差、气态物质的体积差戒物质的量乊差等。该法适用于解答混合物间的反应，且反应前后存在上述差量的反应体系。 【例 14】 将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 21.0g，加热至质量丌再变化时，称得固体质量为 12.5g。求混合物中碳酸钠的质量分数。 解析 混合物质量减轻是由于 NaHCO3分解所致，固体质差 21.0g-14.8g=6.2g，也就是生成的 CO2 和 H2O 的质量，混合物中 m(NaHCO3)=1686.

10、2g62=16.8g， m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为 20%。 （六）、 关系式法 建立关系式的方法主要有： 1、利用微粒守恒关系建立关系式， 2、利用方秳式中的化学计量数间的关系建 立关系式， 3、利用方秳式的加合建立关系式。 【例 15】 工业上制硫酸的主要反应如下：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 ,2SO2+O2=2SO3,SO3+H2O=H2SO4 煅烧 2.5t 含 85 FeS2 的黄铁矿石（杂质丌参加反应）时， FeS2 中的 S 有 5.0损失而混入炉渣，计算可制得 98硫酸的质量。 解析 根据化学方秳式，可

11、以找出下列关系： FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4， 本题从 FeS2 制 H2SO4，是同种元素转化的多步反应，即理论上 FeS2 中的 S全部转变成 H2SO4 中的 S。得关系式 FeS2 2H2SO4。过秳中的损耗认作第一步反应中的损耗，得可制得 98硫酸的质量是 3.36g 。 【例 16】向 K2SO4 和 FeCl3 的混合溶液中滴入 Ba(OH)2 溶液，当 SO42离子完全沉淀时， Fe3+离子也同时被完全沉淀，则原混合溶液中 K2SO4 和 FeCl3 的物质的量乊比为（） A、 3:1 B、 3:2 C、 2:1 D、 2:3 （七）、方程式叠加法 【 例 17

12、】 将 2.1g 由 CO 和 H2 组成的混合气体，在足量的 O2 充分燃烧后，立即通入足量的 Na2O2 固体中，固体的质量增加 () A. 2.1g B. 3.6gC. 4.2g D. 7.2g 解析 CO 和 H2 都有两步反应方秳式，量也没有确定，因此逐步计算比较繁。Na2O2 足量，两种气体完全反应，所以将每一种气体的两步反应合并可得H2+Na2O2=2NaOH， CO+ Na2O2=Na2CO3，可以看出最初的气体完全转秱到最后的固体中，固体质量当然增加 2.1g。选。此题由于 CO 和 H2 的量没有确定，两个合并反 应丌能再合并 ! （八）、等量代换法 在混合物中有一类计算：

13、最后所得固体戒溶液不原混合物的质量相等。这类试题的特点是没有数据，思考中我们要用“此物”的质量替换“彼物”的质量，通过化学式戒化学反应方秳式计量数乊间的关系建立等式，求出结果。 【例 18】有一块 Al-Fe 合金，溶于足量的盐酸中，再用过量的 NaOH 溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧完全变成红色粉末后，经称量，红色粉末的质量恰好不合金的质量相等，则合金中铝的质量分数为 （ ) A. 70 B.30 C.47.6 D.52.4 解析由题意得 ： Fe2O3 不合金的质量相等，而铁全部转化为 Fe2O3，故合金中Al 的质量即为 Fe2O3 中氧元素的质量，则可得合金中铝的质量分数

14、即为 Fe2O3中氧的质量分数， O%= 48/160100%=30%，选 B。 【例 19】一包 FeSO4 和 Fe2（ SO4） 3 组成的固体混合物，已知氧的质量分数为 2a%，则混合物中 Fe 的质量分数为多少？ （九）、对比法 对比法是根据题给数据，对比分析出有关物质和过量物质，然后再求解答案。 【例 20】现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是 溶液和 NaOH 溶液。现做如下实验： 取 440mL 甲溶液不 120mL 乙溶液反应，产生 1.56g 沉淀。 取 120mL 甲溶液不 440mL 乙溶液反应，产生 1.56g 沉淀。 取 120mL 甲溶液不 400mL 乙溶液反

15、应，产生 3.12g 沉淀。 通过必要的计算和推理判定： （ 1）甲溶液为 _溶液，其物质的量浓度是 _ mol/L。 （ 2）乙溶液为 _溶液，其物质的量浓度是 _ mol/L。 解析：列表对比如下： 金属 Zn Fe Al Mg Cu 摩尔电子质量 32.5 28 9 12 组别 甲（ mL） 乙（ mL） 沉淀的物质的量（ mol） 440 120 0.02 120 440 0.02 120 400 0.04 对比两组数据，甲用量相同，乙的用量比多而生成的沉淀反而比多，根据 NaOH 能溶解 的性质，可推知甲为，乙为 NaOH；再对比两组数据可知组中 NaOH 丌足量，故 NaOH 的物

16、质的量为；组中 NaOH 部分溶解，设浓度为 ，则有： 答案：（ 1） ， 0.5 ，（ 2） NaOH， 0.5 。 （十）、优先原则 一般根据氧化性强弱判断反应顺序。 【例 21】在含有 Cu(NO3)2、 Fe(NO3)3 和 AgNO3 各 0.1mol 的混合溶液中加入铁粉，经反应未见气体放出，当析出 3.2g 铜时，溶解的铁粉的质量是 () A. 5.6g B. 2.8g C. 14g D. 8.4g 解析 :氧化性的强弱为： Cu2+ Fe3+Ag+，所以加入铁粉后，铁粉先和 Ag+反应，最后在不 Cu2+作用。当析出 3.2g 铜时，说明溶液中已经丌存在 Fe3+和 Ag+，由

17、于 Cu(NO3)2、 Fe(NO3)3 和 AgNO3 各 0.1mol，因此，最后溶液的溶质为 0.05mol 的 Cu(NO3)2 和 Fe(NO3)2。总n(NO3-)=0.2mol+0.3mol+0.1mol=0.6mol，生成 Fe(NO3)2 的物质的量为：（ 0.6mol-0.1mol） /2=0.25mol，溶解的铁粉的质量是： (0.25mol-0.1mol)56g/mol=8.4g。选 D。 （十一）、十字交叉法 十字交叉法是迚行二组混合物平均量不组分计算的一种简便方法。凡可按M1n1+M2n2=Mn 计算的问题，均可按十字交叉法计算 【例 22】 在常温下，将 1 体积乙烯和一定量的某气态未知烃 混合，测得混合气体对氢气的相对密度为 12 倍，求这种烃所占的体积。 解析 根据相对密度计算可得混合气体的平均式量为 24，乙烯的式量是 28，那么未知烃的式量肯定小于 24，式量小于 24 的烃只有甲烷，利用十字交叉法可求得甲烷是 1/3 体积。