高考化学守恒计算问题原子守恒(粒子数守恒).doc

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1、守恒计算问题唐荣德守恒计算问题是指利用某种量的相等关系进行技巧计算的一类问题，它是矛盾对立面的统一，是一种宏观稳定的湮灭计算；从微观来看是电子、原子的行为，从宏观来看是化合价和质量的结果(电子 化合价，原子 质量)。它的一般解题方法是设一个未知数，解一元一次方程。守恒问题包括总质量守恒、电荷守恒、电子守恒、原子守恒和总价数相等关系，下面分别讨论之。五、原子守恒(粒子数守恒)化学反应中，反应前后某原子种类和数量不变。某种原子的原子数不变，从宏观表现来看，就是某种元素的质量不变。但是要注意，这与总质量守恒不同，前者是局部，后者是整体。1把m mol C2H4 跟n mol H2 混合于密闭容器中，

2、在适当条件下反应达到平衡时生成p mol C2H6，若将所得平衡混合物完全燃烧生成CO2和H2O，需O2的物质的量为 ( B )A. 3mn B. 3m C. 3m3p D. 3m3p解析：根据C、H原子个数守恒，共有m mol 碳原子，耗氧2m mol，(4m2n) mol H原子，耗氧 m，故可得B。2灼烧0.5 g硫铁矿使其中的硫全部转化为SO2，把这些SO2全部氧化并转变为硫酸，这些硫酸可用25 mL 0.6 mol/L的溶液完全中和，则硫铁矿含硫 ( A )A. 48% B. 45% C. 54% D. 90%解析：反应前后硫元素守恒。应选A。3有一块AlFe合金，溶于足量的盐酸中，

3、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，经称量红色粉末和合金质量恰好相等，则合金中铝的含量为 ( D )A70% B52.4% C47.6% D30%解析：反应前后铁的质量相等。故合金中铝的质量分数等于氧化铁中氧的质量分数。应选D。 4将一小块白铁(镀锌铁)片溶于过量的稀硫酸中，(已知：Zn(OH)22OH2H2O)，滤出沉淀经洗涤烘干，在氧气中充分灼烧，最后所得红色粉末与原白铁片质量相等，则白铁片上锌的质量分数为 ( C )A70% B45% C30% D27.8%解析：反应前后铁的质量相等。故合金中锌的质量分数等于氧化铁中氧的质量分数。应选C。5已

4、知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：3NO22NaOH2NaNO3NOH2ONONO22NaOH2NaNO2H2O现有m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为a mol / L的NaOH溶液，则需此NaOH溶液的体积是 ( D )A. LB. LC. LD. L解析：用氮守恒。6已知NO2与NaOH溶液反应为：3NO22NaOH2NaNO3NOH2O；NO、NO2可一起与NaOH溶液作用：NONO22NaOH2NaNO2H2O。在盛a mol NO、b mol NO2和c mol O2的密闭容器中，加入V L某浓度的烧碱溶

5、液后，密闭容器中压强几乎为零。则NaOH溶液的物质的量浓度(mol / L)为 ( D )A. B. C. D. 解析：据题意可得如下平均方程式：aNObNO2cO2(ab)NaOHNaNO2NaNO3H2O，不管右边物质的化学计量数如何，根据氮原子数守恒，可得出NaOH的系数为(ab)，即为(ab)mol，从而找出正确答案为D。 7铁有几种氧化物，现将14.4 g乙二酸亚铁(FeC2O4)与空气隔绝加热完全分解后得到7.2 g铁的某种氧化物。该氧化物是 ( A ) A. FeOB. Fe3O4C. Fe2O3D. FeO、Fe2O3 解析：14.4 g乙二酸亚铁为0.1 mol，含0.1 m

6、ol Fe，5.6 g Fe，根据Fe守恒，铁的某种氧化物中也含有5.6 g Fe，故含氧7.2 g5.6 g1.6 g，铁与氧的物质的量之比为：，为FeO，应选A。 80.1 mol有机物完全燃烧用去0.7 mol氧气，生成二氧化碳气体11.2 L(标准状况)，等量的该有机物能和16 g溴完全发生加成反应，该有机物不可能是 ( BD ) A. B. (CH3)3CCHO C. D. CH2=CHCOOC2H5 解析：由CxH2yOz7O2 5CO2yH2O中氧原子数相等得：z14 10y，z4 y，当z0，y4，得分子式为C5H8；当z1，y5，得分子式为C5H10O。0.1 mol该有机物

7、能加成0.1 mol溴，应有一个双键。故可能为A和C，不可能为B和D。9把6.56 g NaHCO3和Na2CO310H2O的混合物溶于水制成100 mL 溶液，其中Na+浓度为0.5 mol / L。如果将6.56 g 这种混合物加热到恒重失去的质量为多少克？解析：混合物受热分解时，Na原子未发生变化，最终以Na2CO3形式存在。据Na原子守恒则有：6.56(0.5)1063.91 ，即失重3.91 g。10铁的某种氧化物FeClx1.625 g溶于水后，加入足量的AgNO3溶液，生成的沉淀经洗涤干燥后称得质量为4.305 g。求x值及该氯化物的分子式。解析：反应前后氯的原子数不变，x3，F

8、eCl3。 11在氧气中灼烧0.44 g S和Fe组成的化合物，使其中的S全部转化为SO2，这些SO2全部氧化转化为H2SO4，所有H2SO4可用0.05 mol / L NaOH 200 mL溶液完全中和，原化合物中S的质量分数是多少？(36.4%) 解析：由S生成H2SO4中S质量守恒，可得S 2NaOH，S的质量为0.05 mol / L 200 mL32 g / mol0.16 g，S%36.4%。 12某二价金属M的氢氧化物溶液100 mL，加入过量的NaHCO3溶液，生成M的碳酸盐沉淀，过滤，沉淀与足量盐酸反应，生成标准状况下的气体4.48 L；将滤液加水稀释至250 mL，取出2

9、5 mL恰好与20 mL盐酸完全反应，收集到标准状况下的气体1.12 L。 (1) 写出M的氢氧化物溶液与NaHCO3溶液反应的化学方程式。 (2) 要计算金属M的原子量，你认为(填序号)_。 A. 还要知道M的氢氧化物溶液的物质的量浓度(2 mol / L) B. 还要知道M的碳酸盐的质量(39.4 g) C. 还要知道与M的碳酸盐反应的盐酸的物质的量(0.4 mol) D. 题设条件已足够，不需补充数据 根据你的选择，计算金属M的原子量。 (3) 计算加入NaHCO3的溶液中含NaHCO3的质量。 解析：(1) M(OH)22NaHCO3MCO3Na2CO32H2O (2) M(OH)22

10、NaHCO3MCO3Na2CO32H2O 0.4 0.2 0.2 MCO32HClMCl2H2OCO2 0.2 0.2 mol Na2CO32HCl 2NaClH2O CO2 0.2 0.2 NaHCO3 HCl NaClH2O CO2 0.3 0.3 (0.05)100.5 mol 本题求M的相对原子质量需要M的碳酸盐的质量，M (MCO3)197 g / mol，即M的碳酸盐的相对分子质量为197，M的相对原子质量为：19760137。 (3) 由上图示可知，NaHCO3的质量为：(0.3 mol0.4 mol)84 g / mol5.88 g。 也可从碳原子守恒知，碳原子全部变成了CO2

11、，故为(0.2 mol0.5 mol)84 g / mol5.88 g。13某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%，NO制HNO3的产率是92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3。则制HNO3所用的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑生产上的其它损耗)的_% 。(MCE90.36)解析：设m g NH3中有x% NH3转化为HNO3，则有m(1x%) g直接与HNO3反应。 根据N量守恒知，mx% g NH3将生成 mol HNO3，这些HNO3与 mol NH3等物质的量反应，可得，解得x53.1%。 14在含a mol AlCl3的溶液中加入含b mol

12、NaOH的溶液后有沉淀生成，再继续加入NaOH溶液直到2b mol NaOH时，沉淀与加b mol NaOH时一样多。试确定a与b的数量关系。 解析：加入b mol NaOH，使Al3+转化为Al(OH)3沉淀 mol，另有b mol NaOH，使Al3+转化为 mol，利用铝元素质量守恒可得：a mol molmol。 另解：按公式计算可得下式：nAl(OH)34C(Al3+)V(Al3+)C(OH)V(OH) ， mol (4a2b) mol，amol。 15某硅酸盐用氧化物形式表示为Al2O3mSiO2nH2O，其中m、n值均小于5。当硅酸盐中氧的质量为2.2 g时，氢的质量为0.1 g

13、。则硅酸盐中m值为_，n值为_；硅酸盐的分子式为_。 解法一：，32m28n48，8m7n12，m0.875n1.5，因为、为正整数，故试探得：n4，m2，分子式为Al2Si2O11H8。 解法二：由氢的质量知n(H2O)0.05 mol，由氧原子数守恒可得出： 0.13750.05 Al2O3 SiO2 2.2 g H2O m0.875n1.5， 答：4；2；Al2Si2O11H8 注意：在烃和烃的含氧衍生物的燃烧中，存在氧原子数的守恒；在烃的不完全燃烧中，存在碳原子数的守恒。 16在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：三组各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据

14、列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459生成气体体积(mL)280336336(1) 甲组实验中，盐酸_。(填“过量”、“适量”或“不足量”)理由是_。乙组实验中，盐酸_。(填“过量”、“适量”或“不足量”)理由是_。 要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据_，求得的盐酸的物质的量浓度为_。 (2) 求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据_，求得的Mg、Al物质的量之比为_。 (3) 在丙组实验之后，向溶液中加入1 mol / L的氢氧化钠溶液，能使合金中的铝恰好溶解，不形成含铝的沉淀，并使Mg2+刚好沉淀完全，再过滤出不溶固体，求滤液中各溶质的物

15、质的量和所加入的氢氧化钠溶液的体积(写计算过程)。 解：(1) 过量；因为乙组所用合金量比甲组多，产生H2也多，说明甲组中HCl未反应完； 不足量；因为甲组255 mg合金生成H2 280 mL，每毫克合金生成H2 mL。若乙组中合金耗尽，应生成H2 385 mL423 mL，实际只生成336 mL，所以盐酸不足量。盐酸30 mL； 气体336 mL；1 mol / L (2) 合金255 mg；气体280 mL；11 (3) 滤液中溶质为NaCl、NaAlO2； 设滤液中Mg、Al的物质的量均为x，则(2427)x0.459 g，x0.009 mol 一种解法是：根据Cl元素守恒：n(NaO

16、H)n(HCl)0.03 mol， 根据Al元素守恒：n(NaAlO2)n(Al)0.009 mol， 由Na元素守恒：n(NaOH)n(NaCl)n(NaAlO2)0.03 mol0.009 mol0.039 mol， V(NaOH)0.039 L390 mL 另一种解法是：Al HCl NaCl 0.009 0.009 0.031 0.03 当NaOH中和完HCl时，则Mg2+、Al3+将以沉淀析出，此时，n(NaOH)n(HCl)0.03 mol 又Al(OH)3OH H2O 0.009 0.009 V(NaOH)0.039 L390 mL17某硫酸溶液40 mL，加入1.6 g氧化铁粉

17、末后，溶液呈黄色，再加入5 g铁粉，溶液呈浅绿色，并有气体放出，最后有残余铁粉3.32 g。求原硫酸溶液的物质的量浓度。解析：氧化铁和反应的铁都生成了硫酸亚铁，且两者的物质的量相等，n(H2SO4)nFeSO4)20.03 mol0.02 mol0.05 mol，c1.25 molL18向一定物质的量的Fe3O4和Fe的混合物加入50 mL 2 mol / L H2SO4溶液，在一定条件下恰好使混合物完全溶解，放出448 mL(标准状况)的气体。在所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，那么，用足量的CO在高温下与相同质量的此混合物充分反应，能得到铁多少克？解析：相关反应为Fe3O44H2SO

18、4FeSO4Fe2(SO4)34H2O，FeH2SO4FeSO4H2，FeFe2(SO4)33 FeSO4，Fe3O44CO3Fe4CO2。反应最后得到的溶液是FeSO4溶液，故有n(Fe元素)n(Fe2+)n(H2SO4)2 mol / L0.05 L0.1 mol，用足量CO在高温下还原混合物能得到铁5.6 g。或由(Fe、Fe2+、Fe3+ ) FeSO4 H2SO4得出：n(总Fe)n(FeSO4)n(H2SO4)0.1 mol，m(总Fe)0.156 5.6 g 19将金属镁和氢氧化镁的混合物在空气中灼烧，混合物的质量在冷却后没有变化，求原混合物中镁元素的质量分数。已知：Mg(OH)

19、2MgOH2O 解析：根据质量守恒定律，反应前后镁元素的质量不变，混合物总质量不变。剩余物为MgO，故MgO中Mg元素的质量分数即为原混合物中镁元素的质量分数。Mg%60%。答：原混合物中镁元素的质量分数为60%。20将3.6 g CaCO3高温煅烧一段时间后冷却，测得固体剩余物中钙元素的质量分数为57.6%，求固体剩余物中氧化钙的质量。20. 解：固体剩余物中的钙元素应和3.6 g CaCO3中的钙元素质量相等。即3.6 g100%3.6 g40%100%1.44 g则剩余固体为2.5 g生成CO2的质量为3.6 g2.5 g1.1 g设生成1.1 g CO2时，生成CaO的质量为x，CaCO3CaOCO2 56 44 x 1.1 g x1.4 g答：剩余固体中氧化钙为1.4 g。21一定质量的木炭(设不含杂质)和碳酸钙的混合物在空气中强热，CaCO3完全分解，木炭被氧化。若生成的CO2总质量等于原混合物的总质量。(假定炭和CaCO3不含其它杂质)则原混合物中炭的质量分数是 。解析：可用碳守恒。设木炭的质量为x，CaCO3的质量为y。xx(xy )，解得xy21100w(C)100%16.4%。