高考化学对混合物的计算应该怎样做

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　　高考化学对混合物的计算应该怎样做

　　混合物的计算是高考化学综合计算题的主体。近几年高考题中常常在讨论中引入混合物成分分析，并设置不确定因素，从而必须通过讨论，加以推断和计算以确定混合物的组成，题型有：
　　
　　（1）计算型选择题，判断杂质成分的混合计算；
　　
　　（2）求混合物中各组分含量的计算；
　　
　　（3）渗入反应物过量的混合物计算。
　　
　　【例题1】有一根粗铝含铁和硅两种杂质，取等质量的粗铝分别投入足量的稀盐酸和足量的NaOH溶液，放出等量的氢气。则粗铝中，铁和硅的关系为①物质的量之比为2∶1；②物质的量之比为3∶1；③质量之比为2∶1；④质量之比为4∶1
　　
　　A．①③B．①④C．②③D．②④
　　
　　分析：合金中铝、铁、硅分别与酸反应时，只有铝和铁起反应；与碱反应时，只有硅和铝起反应且都生成氢气。从方程式可知，铝在两次反应中所用料与生成氢气相等，由此可得出，铁和硅分别生成的氢气也相等，从而得出铁与硅的量的关系
　　
　　答案：B
　　
　　【练习1】2.00L（标准状况）氢气和5.00g氯气混合气体经光照后直至检不出氯气剩余，加入9.00%NaOH溶液80.0mL（密度为1.10g/mL）。问需要加入多少毫升0.100mol/L的硫酸才能使溶液至中性？
　　
　　分析：如果先讨论反应物的过量问题则比较繁琐，如果用电荷守恒法则简捷、准确。
　　
　　答案：
　　
　　总结：此类试题着重于物质转化时两者的关系，所以解题时，理清物质间量的关系十分重要。
　　
　　【例题2】取一定量的Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4混合物与250mL1.00mol/L过量盐酸反应，生成2.016LCO2（标准状况），然后加入500mL0.100mol/LBa(OH)2溶液，得到沉淀的质量为2.33g，溶液中过量的碱用10.0mL1.00mL/L盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。
　　
　　分析：一般思路：设两个未知数，立方程组求解
　　
　　答案：7.42；1.68；1.42。
　　
　　【例题3】一包质量为23.2g的粉末，它是由Na2CO3、CuSO4、Na2O2、K2CO3、（NH4）2SO4、Na2SO4、KNO3等七种物质中的某几种混合而成。为测定其组成进行以下实验：
　　
　　①将粉末投到足量的蒸馏水中，得到无色溶液与气体，加热使反应完全，共收集到气体3.36L(SPT)。
　　
　　②将上述所得溶液两等份,一份加入酚酞溶液呈红色,用浓度为4mol/L的盐酸中和,用去盐酸12.5mL。
　　
　　③将另一份溶液用稀硝酸酸化，无气体产生，再加过量的Ba（NO3）2溶液得到白色沉淀，质量为12.815g。滤液中加入硝酸银溶液，无明显现象。
　　
　　④所得3.36L气体通过浓硫酸体积明显减少，在通过碱石灰，气体体积不变。根据以上实验现象推断：粉末由哪些物质组成？质量各是多少？
　　
　　分析：本题是推断与计算合二为一的题，题目长，要沉住气，舍得花时间审题。
　　
　　先定性判断混合物可能的组成：由①排除CuSO4，结合④混合物中应有Na2O2和（NH4）2SO4；由③排除硅酸盐，含有硫酸盐。
　　
　　再进行定量计算：按SO42—有：n[（NH4）2SO4]+n(Na2SO4)=0.11mol①式；由实验②中溶液电荷守恒可推n（Na+）=0.32mol,故有2n(Na2O2)+2n(Na2SO4)=0.32mol②式；气体组成有：
　　
　　1/2n(Na2O2)+2n[（NH4）2SO4]=0.15mol③式。
　　
　　解①②③得n[（NH4）2SO4]=0.05mol，m[（NH4）2SO4]=6.6gn(Na2O2)=0.1mol,m(Na2O2)=7.8gn(Na2SO4)=0.06mol,m(Na2SO4)=8.5g所以必有KNO3,且m(KNO3)=0.32g
　　
　　【练习2】有一瓶白色固体,取少量置于试管中加热,固体逐渐消失,放出水蒸气和其他两种气体,试管内除管口有少量水珠外,没有任何残留物.取0.350g这种固体跟过量的碱液反应,生成一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,这些气体正好能和30.0mL0.1mol/L硫酸完全反应；另取0.350g该固体跟足量的盐酸反应,放出一种无色无臭气体,将这些气体通入过量的澄清石灰水,得到0.400g白色沉淀。
　　
　　（1）计算0.350g该固体中含有的阴离子和阳离子的物质的量。
　　
　　（2）根据实验及计算结果确定白色固体是什么？写出判断的依据。
　　
　　总结：判断与计算相结合，对考生能力要求更高，要注意对基础知识的整合，同时又要善于将题分解成若干个小题，各个击破，然后再综合考虑。
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　　【例题4】现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后固体分成两等份,进行如下实验(设计算pH时溶液体积没有变化):
　　
　　①向其中一份固体中加入100mL2.0mol/L的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤.测得滤液的pH=14；
　　
　　②向另一份固体中加入140mL4.0mol/L的HCl溶液,使固体全部溶解，测得反应后溶液中只有H+、Fe2+、Al3+三种阳离子且pH=0。
　　
　　（1）引发铝热反应的实验操作是怎样的？
　　
　　（2）计算这包铝热剂中铝和氧化铁的质量各是多少？
　　
　　（3）实验②产生气体体积是多少？（标准状况下）
　　
　　分析：（1）引发铝热反应的条件是加入少量KClO3，插上镁条并将其点燃。
　　
　　（2）实验①中用去n（NaOH）=100mL÷1000×（2.0mol/L-1.0mol/L）=0.1mol
　　
　　无论是Al还是Al2O3,与NaOH溶液反应后都生成NaAlO2，铝热剂中n（Al）=2n（NaOH）=0.2mol,m(Al)=5.4g
　　
　　实验②所得溶液中,根据”电荷守恒”有n(H+)+2n(Fe2+)+3n(Al3+)=n(Cl-),则
　　
　　n(Fe2+)=(140×4.0-140×1.0-3×0.1)/2=0.06mol
　　
　　铝热剂中n(Fe2O3)=n(Fe2+)×1/2×2=0.06mol,m(Fe2O3)=9.6g
　　
　　(3)方法一:根据上述计算结果,铝热反应充分进行后所得固体混合物中含0.08molAl和0.12molFe
　　
　　实验②中所得氢气在标准状况下体积为:
　　
　　V(H2)=n(H2)×22.4L/mol=[n（Al）×1/2×3/2+n(Fe)×1/2]×22.4L/mol=2.688L
　　
　　方法二:取铝热剂的一半用”电子守恒”计算:
　　
　　0.1molAl→0.1molAl3+失电子0.3mol
　　
　　0.03molFe2O3→0.06molFe2+得电子0.06mol
　　
　　2nmolH+→nmolH2得电子0.3mol-0.06mol=0.24mol
　　
　　计算出n(H2)=0.12molV(H2)=2.688L
　　
　　【练习3】为测定一种氧化型的磁性粉末（复合材料）BaFexOy的组成，现称取一定质量的样品，向其中加入100mL2mol/L的过量硝酸。待其全部溶解后，把溶液分成两等份。一份加足量的稀硫酸，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、烘干后称量其质量为2.33g。向另一份溶液中逐滴滴加NaOH溶液，边加边振荡至恰好沉淀完全，将沉淀过滤、洗涤、灼烧，得固体1.6g。
　　
　　（1）化学式中的x值为。
　　
　　（2）若Fe全部是+2价，该磁性粉末溶于硝酸时消耗硝酸物质的量为；
　　
　　若Fe全部是+2价，该磁性粉末溶于硝酸时消耗硝酸物质的量为。
　　
　　（3）如果反应中消耗的NaOH溶液物质的量浓度为1mol/L，体积为80mL，试通过计算确定Fe的化合价和该磁性粉末的化学式。
　　
　　总结：在对物质转化过程的分析与判断的基础上，借助“守恒原理”，快刀斩乱麻，简化解题。除守恒法外，还有常用极值法、差量法等。