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能力展示
1. (2010·江苏高考第20题)以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1) 预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11，若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol·L-1，则溶液中Mg2+的浓度为　　　　　mol·L-1。
(2) 将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为　　　　　　　。
(3) 高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4) 若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数　　　　　(填“升高”、“降低”或“不变”)。
2. (2011·江苏高考第18题)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备:在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢滴加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应的化学方程式如下:
2AgNO3+4KOH+K2S2O8Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O
回答下列问题:
(1) 上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2.588g，在一定条件下完全分解为Ag和O2，得到224.0mL(标准状况)O2。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。
3. (2012·江苏高考第18题)硫酸钠过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.770 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A;②准确量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.582 5 g;③准确量取25.00 mL溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.020 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
(1) 已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10，欲使溶液中c(S)≤1.0×10-6mol·L-1，应保持溶液中c(Ba2+)≥　　　　mol·L-1。
(2) 上述滴定若不加稀硫酸酸化，Mn则被还原为MnO2，其离子方程式为　 。
(3) 通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
4. (2013·江苏高考第18题)硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验:①准确称取2.3350 g 样品，配制成100.00 mL溶液A;②准确量取25.00 mL溶液A，用0.04000 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-NiY2-+2H+)，消耗EDTA 标准溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH3 56.00 mL(标准状况)。
(1) 若滴定管在使用前未用EDTA 标准溶液润洗，测得的Ni2+含量将　　　　　(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2) 氨气常用　　　　　　　　　　　　　检验，现象是　　　　　　　　　　。
(3) 通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
1. (2013·扬州期末)硼镁矿属于硼酸盐，可用来制备硼酸(H3BO3)和MgO，方法如下:硼镁矿粉与(NH4)2SO4溶液混合后加热，反应生成H3BO3晶体和MgSO4溶液，同时放出NH3;再向MgSO4溶液中通入NH3与CO2，得到MgCO3沉淀和滤液，沉淀经洗涤、煅烧后得MgO，滤液则循环使用。回答下列问题:
(1) 与硅酸盐类似，硼酸盐结构也比较复杂，如硬硼钙石化学式为Ca2B6O11·5H2O，将其改写为氧化物的形式:　　　　　　　　　　。
(2) 上述制备过程中，检验沉淀洗涤是否完全的方法是　。
(3) 写出MgSO4溶液中通入NH3与CO2发生反应的化学方程式:　。
(4) 若准确称取1.68 g硼镁矿，完全反应后得H3BO3晶体1.24 g，MgO 0.8 g，计算该硼酸盐的组成(写出计算过程)。
2. (2013·徐州月考)达喜是常用的中和胃酸的药物，其化学成分是铝和镁的碱式碳酸盐[可表示为AlxMgy(OH)z(CO3)m·nH2O]。达喜的组成可通过下列实验测定:
①取研细的达喜粉末6.02g，逐滴加入2.0mol·L-1盐酸并充分混合，当加入盐酸85.0mL时开始产生CO2，当加入盐酸至90.0mL时恰好完全反应，共生成224mL的CO2气体(标准状况)。
②向①所得溶液中再逐滴加入某浓度的氢氧化钠溶液，当加至120mL时沉淀量最大，继续滴加至沉淀不再溶解，将剩余沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀3.48g。
(1) 实验②中氢氧化钠溶液的物质的量浓度为　　　　　　。
(2) 实验②中沉淀溶解的离子方程式为　 。
(3) 通过计算确定达喜的组成(写出计算过程)。
1. 化学计算中的守恒思想包括哪些
2. 测定两种混合物中一种物质的含量的方法有哪些
课堂评价
1. (2012·南京、盐城一模)准确称取Cu4O(PO4)2样品[假定只含Cu4O(PO4)2和CuO两种物质]1.928 g ，使其完全溶于一定量的硝酸中，再加氢氧化钠溶液，至沉淀完全，过滤、洗涤，将所得沉淀灼烧使其全部转变为黑色氧化铜，冷却后称得残留固体质量为1.360 g。计算所得样品中磷酸氧铜(摩尔质量为462 g·mol-1)的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。
2. (2013·连云港期末)次硫酸氢钠甲醛(xNaHSO2·yHCHO·zH2O)俗称吊白块，在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。它的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.5400g样品，完全溶于水配成100mL溶液。②取25.00mL所配溶液经AHMT分光光度法测得甲醛物质的量浓度为0.10mol·L-1。③另取25.00mL所配溶液，加入过量碘完全反应后，加入BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.5825g。次硫酸氢钠甲醛和碘反应的方程式如下:
xNaHSO2·yHCHO·zH2O+I2——NaHSO4+HI+HCHO+H2O(未配平)
(1) 生成0.5825g白色固体时，需要消耗碘的质量为　　　　。
(2) 若向吊白块溶液中加入氢氧化钠，甲醛会发生自身氧化还原反应，生成两种含氧有机物，写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 通过计算确定次硫酸氢钠甲醛的组成(写出计算过程)。
3. (2012·南京三模改编)硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等。工业上以铝灰(主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等)为原料制备硝酸铝的工艺流程如下:
Al(OH)3沉淀和溶解的pH如下表:
Al(OH)3 开始沉淀 沉淀完全 沉淀开始溶解 沉淀溶解完全
pH 3.3 5.0 7.8 12.8
回答下列问题:
(1) 工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是使Al(OH)3沉淀完全。此时，溶液中c(Al3+)=　　　　　　mol·L-1。(已知Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)
(2) 现用1 t铝灰制硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]，最后生产出7.5 t硝酸铝晶体。若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数为　　　　　　　　。
[问题思考]提示
1. 化学计算中的守恒思想包括质量守恒、得失电子守恒、原子(或离子)配比守恒、溶液中电荷守恒。2. 一般先称量总量，再通过物理、化学方法，包括测量质量、体积、滴定浓度等手段测得其中一种物质的含量，最后计算出目标物的含量。
趁热打铁，事半功倍。请同学们及时完成《配套检测与评估》中的练习第3-5页。
专题二　有关物质的量的基本计算
【高考回眸】
1. (1) 2.0　(2) NH4Cl
(3) n(CO2)==4.00×10-2 mol
n(MgO)==5.00×10-2 mol
n(H2O)==5.00×10-2 mol
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)=5.00×10-2 mol∶4.00×10-2 mol∶5.00×10-2 mol=5∶4∶5
碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。
(4) 升高
2. (1) 取少许最后一次洗涤滤液,滴入12滴 Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全
(2) n(O2)==1.000×10-2 mol
设样品中Ag2O2的物质的量为x,Ag2O 的物质的量为y。
248 g·mol-1×x+232 g·mol-1×y=2.588 g
x+y=1.000×10-2 mol
x=9.500×10-3 mol
y=1.000×10-3 mol
w(Ag2O2)==×100%=91.04%
3. (1) 1.1×10-4
(2) 2Mn+3H2O22MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O
(3) n(Na2SO4)=n(BaSO4)==2.50×10-3 mol
2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
n(H2O2)=×0.020 00 mol·L-1×=1.25×10-3mol
m(Na2SO4)=142 g·mol-1 ×2.50×10-3 mol=0.355 g
m(H2O2)= 34 g·mol-1×1.25×10-3 mol=0.0425 g
n(H2O)==2.50×10-3mol
x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2
硫酸钠过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O
4. (1) 偏高　(2) 湿润的红色石蕊试纸　试纸颜色由红变蓝
(3) n(Ni2+)=0.04000 mol·L-1×31.25 mL×10-3 L·mL-1=1.250×10-3 mol
n(N)==2.500×10-3 mol
n(S)==
=2.500×10-3mol
m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol=0.07375 g
m(N)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.04500 g
m(S)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.2400 g
n(H2O)==1.250×10-2 mol
x∶y∶m∶n=n(N)∶n(Ni2+)∶n(S)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O。
【高考前沿】
1. (1) 2CaO·3B2O3·5H2O
(2) 取少许最后一次洗涤滤液,滴入12滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全
(3) MgSO4+CO2+2NH3+H2OMgCO3↓+(NH4)2SO4
(4) n(B2O3)=×=0.01mol
n(MgO)==0.02mol
n(H2O)==0.01mol
n(MgO)∶n(B2O3)∶n(H2O)=2∶1∶1
故其组成为Mg2B2O5·H2O或2MgO·B2O3·H2O。
2. (1) 1.5mol·L-1
(2) Al(OH)3+OH-Al+2H2O
(3)n(C)==0.01mol
n(OH-)=2.0mol·L-1×(0.085-0.005)L=0.16mol
n(Mg2+)==0.06mol
由3n(Al3+)+2n(Mg2+)=n(OH-)+2n(C)
得n(Al3+)=0.02mol
m(Mg2+)=0.06 mol×24 g·mol-1=1.44 g
m(Al3+)=0.02 mol×27 g·mol-1=0.54 g
m(OH-)=0.16 mol×17 g·mol-1=2.72 g
m(C)=0.01 mol×60 g·mol-1=0.60 g
m(H2O)=6.02 g-1.44 g-0.54 g-2.72 g-0.60 g=0.72 g
n(H2O)==0.04 mol
n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(OH-)∶n(C)∶n(H2O)=2∶6∶16∶1∶4
达喜的组成为Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O。
【典题演示】
典题演示1　(1) CO(NH2)2+H2SO4+H2O(NH4)2SO4+CO2↑　(2) 30.8%
(3) n(NH4H2PO4)=n(P)=2n[Ca3(PO4)2]=2×=1.00×10-3 mol
n[CO(NH2)2]=[n总(N)-n(NH4H2PO4)]=×(1.10×10-2 mol-1.00×10-3 mol)=5×10-3 mol
故n(NH4H2PO4)∶n[CO(NH2)2]=1∶5
解析　(2) n总(N)=n(N)=n(NaOH)=0.5000 mol·L-1×22.00×10-3 L=1.10×10-2 mol
m(N)=1.10×10-2 mol×14g·mol-1=0.154 g
w(N)=×100%=30.8%
变式训练1　(1) Fe3++CuClFe2++Cu2++Cl-
(2) n(CuCl)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol·L-1×20.00×10-3L=0.002mol
n[Cu2(OH)2CO3]=n(CO2)=n(BaCO3)==0.003mol
n(CuCl)+2n[Cu2(OH)3Cl]+2n[Cu2(OH)2CO3]==0.012mol
故n[Cu2(OH)3Cl]=0.002 mol
n(CuCl)∶n[Cu2(OH)3Cl]∶n[Cu2(OH)2CO3]=0.002mol∶0.002mol∶0.003mol=2∶2∶3
典题演示2　n(S)=n(BaSO4)==0.04mol
n(N)=n(NH3)==0.01mol
n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=2×=0.06mol
n(K+)=n(N)=0.01mol
根据电荷守恒:
n(OH-)=n(K+)+n(N)+3n(Fe3+)-2n(S)=0.12mol
n(K+)∶n(N)∶n(Fe3+)∶n(S)∶n(OH-)=1∶1∶6∶4∶12
黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6(SO4)4(OH)12
变式训练2　(1) 4Mn+12H+4Mn2++5O2↑+6H2O
(2) 淀粉溶液
(3) n(C2)=0.02000mol·L-1×20.00×10-3L×=1.000×10-3mol
n(Cu2+)=0.05000mol·L-1×10.00×10-3L=0.5000×10-3mol
由电荷守恒知,n(K+)+2n(Cu2+)=2n(C2)
n(K+)=1.000×10-3 mol
设该晶体的化学式为K2[Cu(C2O4)2]·xH2O
m(H2O)=0.168 0g-0.500 0×10-3mol×M[K2Cu(C2O4)2]=0.1680g-0.5000×10-3mol×318g·mol-1=0.009g
n(H2O)==0.5000×10-3mol
n(H2O)∶n(Cu2+)=1∶1,得x=1
即该晶体的化学式为K2[Cu(C2O4)2]·H2O
典题演示3　(1) CaCl2+H2O2+2NH3+8H2OCaO2·8H2O↓+2NH4Cl
(2) ①温度低可减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率(或防止过氧化氢的分解) 　②通入过量NH3使溶液呈碱性,抑制CaO2·8H2O的溶解(或使溶液呈碱性,减少CaO2·8H2O的溶解,提高产品的产率)
(3) 当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变浅红色,且30 s内不褪色
(4) 根据化学方程式:2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O和CaCl2+H2O2+2NH3+8H2OCaO2·8H2O↓+2NH4Cl,构建比例式:5(CaO2·8H2O)5H2O22KMnO4,所以n(CaO2·8H2O)=n(KMnO4)=×0.0200 mol·L-1×23.03×10-3L=1.151 5×10-3 mol
CaO2·8H2O的质量分数=×100%=82.91%
解析　(1) 根据流程图中的箭头指向,确定反应物有CaCl2、H2O2、NH3,产物有CaO2·8H2O,利用反应前后元素守恒,确定另一反应物为H2O、副产物为NH4Cl。(2) 30%H2O2受热易分解,因此沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率;由于通入NH3的步骤为“沉淀”,所以通入过量NH3使溶液呈碱性,抑制CaO2·8H2O的溶解,促使其沉淀。(3) 由于用0.0200 mol·L-1 KMnO4标准溶液(紫色)进行滴定,所以滴定终点观察到的现象为当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变浅紫红色,且30s内不褪色。
变式训练3　97.54%
解析　根据反应的离子方程式:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,得关系式:5Fe2+Mn
n(Fe2+)=0.010 00mol·L-1×0.02 L×5=1×10-3 mol
m(FeSO4·7H2O)=1×10-3mol×278 g·mol-1=0.278 g
FeSO4·7H2O的质量分数为×100%=97.54%。
【课堂评价】
1. n(CuO)×80 g·mol-1+n[Cu4O(PO4)2]×462 g·mol-1=1.928 g
n(CuO)+4×n[Cu4O(PO4)2]=
解得n(CuO)=0.001 mol
n[Cu4O(PO4)2]=0.004 mol
w[Cu4O(PO4)2]=0.004 mol××100%=95.85%
2. (1) 1.27g
(2) 2HCHO+OH-CH3OH+HCOO-
(3) 25.00 mL溶液中:
n(NaHSO2)=n(NaHSO4)=n(BaSO4)==0.0025mol
n(HCHO)=0.10 mol·L-1×25.00×10-3L=0.0025 mol
100 mL溶液中:
n(NaHSO2)=4×0.0025mol=0.01 mol
n(HCHO)=4×0.0025mol=0.01 mol
n(H2O)==0.02mol
x∶y∶z=n(NaHSO2)∶n(HCHO)∶n(H2O)=0.01∶0.01∶0.02=1∶1∶2
次硫酸氢钠甲醛的化学式为NaHSO2·HCHO·2H2O
3. (1) 1.3×10-12　(2) 60%

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