热点题空1 关系式法、守恒法在化学计算中的应用物质转化过程中计算方法总结方法1：比例式法方法2：关系式法关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算，常用于滴定反应中的计算。解题步骤方法3：守恒法所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循守恒定律，在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。解题步骤1．[2022·山东，18(2)]实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2。已知SOCl2沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n值进行如下实验：实验Ⅰ：称取m1g样品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋达终点时消耗VmL(滴定过程中Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化为Cr3＋，Cl－不反应)。实验Ⅱ：另取m1g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2g。则n＝__________；下列情况会导致n测量值偏小的是__________(填标号)。A．样品中含少量FeO杂质B．样品与SOCl2反应时失水不充分C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成答案 eq\f(1000m1－m2,108cV) AB解析 滴定过程中Cr2Oeq\o\al(2－,7)将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被还原成Cr3＋，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，则m1g样品中n(FeCl2)＝6n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝6cV×10－3mol；m1g样品中结晶水的质量为(m1－m2)g，结晶水的物质的量为eq\f(m1－m2,18)mol，n(FeCl2)∶n(H2O)＝1∶n＝(6cV×10－3mol)∶eq\f(m1－m2,18)mol，解得n＝eq\f(1000m1－m2,108cV)。样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2＋，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小，A项选；样品与SOCl2反应时失水不充分，则m2偏大，使n的测量值偏小，B项选；实验Ⅰ称重后，样品发生了潮解，消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变，n的测量值不变，C项不选；滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大，D项不选。2．[2022·北京，16(3)(4)]煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如图所示。(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中eq\f(cI\o\al(－,3),cI－)保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将Ieq\o\al(－,3)还原，测硫仪便立即自动进行电解到eq\f(cI\o\al(－,3),cI－)又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。①SO2在电解池中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________。②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为____________________________________________________________________________________________________________________。(4)煤样为ag，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为__________________。已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑。答案 (3)①SO2＋Ieq\o\al(－,3)＋2H2O===3I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋ ②3I－－2e－===Ieq\o\al(－,3)(4)eq\f(16x,965a)%解析 (3)①由题意可知，二氧化硫在电解池中与溶液中的Ieq\o\al(－,3)反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为SO2＋Ieq\o\al(－,3)＋2H2O===3I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。②由题意可知，测硫仪工作时，I－在阳极失去电子发生氧化反应生成Ieq\o\al(－,3)，电极反应式为3I－－2e－===Ieq\o\al(－,3)。(4)由题意可得关系：S～SO2～Ieq\o\al(－,3)～2e－，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为eq\f(\f(x,2×96500)×32,a)×100%＝eq\f(16x,965a)%。3．将agFe2O3、Al2O3样品溶解在过量的100mL0.05mol·L－1盐酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀，消耗NaOH溶液100mL，则NaOH溶液的浓度为________。答案 0.05mol·L－1解析 n(HCl)＝0.05mol·L－1×0.1L＝0.005mol，加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀时，溶液中的溶质只有NaCl，根据氯原子守恒，n(NaCl)＝n(HCl)＝0.005mol，则n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.005mol，所以c(NaOH)＝eq\f(0.005mol,0.1L)＝0.05mol·L－1。4．[2019·全国卷Ⅰ，27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________________。答案 NH4Fe(SO4)2·12H2O解析 失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，由题意知eq\f(1.5×18,266＋18x)＝eq\f(5.6,100)，解得x≈12。5．银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃。若银铜合金中铜(M＝63.5g·mol－1)的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为__________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液______L。答案 50 25.0解析 5.0kg银铜合金中铜的物质的量为n(Cu)＝eq\f(5.0×103g×63.5%,63.5g·mol－1)＝50mol，由Cu、Al两种元素守恒得如下关系式：Cu ～ CuAlO2 ～ eq\f(1,2)Al2(SO4)31 1 eq\f(1,2)50mol 50mol 25mol至少需要Al2(SO4)3溶液的体积为eq\f(25mol,1.0mol·L－1)＝25.0L。6．[2019·全国卷Ⅱ，26(3)]立德粉(ZnS·BaSO4)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为____________________________________________________________，样品中S2－的含量为_____________________________________________________(写出表达式)。答案 由浅蓝色变为无色 eq\f(25.00－\f(1,2)V×0.1000×32,m×1000)×100%解析 达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分钟内颜色不再发生变化；根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，可得n(I2)过量＝eq\f(1,2)×0.1000V×10－3mol，再根据关系式S2－～I2可知，n(S2－)＝0.1000×25.00×10－3mol－eq\f(1,2)×0.1000V×10－3mol＝(25.00－eq\f(V,2))×0.1000×10－3mol，则样品中S2－的含量为eq\f(25.00－\f(V,2)×0.1000×32,m×1000)×100%。7．碱式碳酸镁是制备金属镁及其化合物的原料，现以卤块(主要成分为MgCl2，此外还含有Fe3＋、Fe2＋等离子)为原料制备碱式碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2]，制得的碱式碳酸镁常含一定量结晶水，化学式为MgCO3·Mg(OH)2·xH2O。称取42.8g样品，进行热重分析，并绘制出如图所示热重曲线示意图。已知T℃时固体样品为MgO，计算x＝________。答案 4解析 MgCO3·Mg(OH)2·xH2O的摩尔质量为(142＋18x)g·mol－1，则起始时MgCO3·Mg(OH)2·xH2O的物质的量为eq\f(42.8,142＋18x)mol，其中镁元素的物质的量为eq\f(2×42.8,142＋18x)mol，热重后得到氧化镁的质量为16.0g，则镁元素的物质的量为eq\f(16.0g,40g·mol－1)＝0.4mol，根据元素守恒可得：eq\f(2×42.8,142＋18x)＝0.4，解得x＝4。8．通过下列方法测定产品纯度：准确称取1.250gK3[Fe(C2O4)3]·3H2O样品，加入适量水溶解并用稀硫酸酸化，加热至80℃，趁热用0.1500mol·L－1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液18.30mL。测定过程中发生的反应为2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，计算样品的纯度(精确到小数点后两位，写出计算过程)。答案 根据反应方程式：2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O得关系式2MnOeq\o\al(－,4)～5C2Oeq\o\al(2－,4)，即n(C2Oeq\o\al(2－,4))＝eq\f(5,2)n(KMnO4)＝eq\f(5,2)×18.30×10－3L×0.1500mol·L－1＝6.8625×10－3mol，n{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}＝eq\f(6.8625×10－3mol,3)＝2.2875×10－3mol，w{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}＝eq\f(2.2875×10－3mol×491g·mol－1,1.250g)×100%≈89.85%。