资源简介

第一章 第5讲 酸和碱之间的反应培优训练
思维导图
知识梳理
一、等量迁移法
由一个等量关系找到其他等量，将物质变化时相互关联的等量关系用相关量代替，解决问题。
一般有利用质量守恒进行等量迁移、利用耗量相等进行等量迁移、利用价键守恒进行迁移等。
二、守恒法
1.定义：利用反应前后某些量之间的恒定或等价关系，推理得到正确答案。
2.原理：选择化学式或溶液中某两种数相等，或者几个连续（或平行）方程式前后某些量保持不变为依据。
3.类型：
（1）质量（元素或原子）守恒：根据质量守恒定律，从宏观上来看，化学反应前后质量相等；从微观上看，反应前后原子的种类和数目不变。
（2）得失电子守恒
在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。
电化学：负极（或阳极）失电子总数=正极（或阴极）得电子总数。
（3）电荷守恒
电解质溶液：阴离子所带负电荷的总量=阳离子所带正电荷的总量。
离子反应：生成符号两边离子所带电性相同、电荷数相等。
三、极值法
“极值法”即“极端假设法”，是用数学方法解决化学问题的常用方法，一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物，进行计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论。
四、差量法
1.定义：利用最终态（生成物）与起始态（反应物）的量的变化来求解的方法。
2.使用条件：差值与起始量或终态量存在比例关系，且化学计量的差值必须是同一物理量。
3.解题步骤：首先，准确写出有关反应的化学方程式；其次，找出产生差量的“对象”和“理论差量”，这个量可以是质量、物质的量、气体的体积、压强等，且该差量的大小应与参加反应物质的有关量成正比；最后，根据反应方程式，从“实际差量”中寻找比例关系，列比例式求解。
4.类型：一定温度和压强下，反应前后气体的体积差；反应前后固体（或气体）物质的质量差等。
五、关系式法
1.定义：多步进行的连续反应，以中间产物为媒介，找出起始原料和最终产物的关系式，首尾列式，一步计算完成。
2.途径：
（1）利用微粒守恒建立关系式；
（2）利用方程式之间的物质的量的关系建立关系式；
（3）利用方程式的加和性建立关系式。
3.类型：一种是微观上，化学反应前后同种元素的原子必然相等；另一种是对于循环反应，将方程式相加，消去循环项。
六、讨论法
1.特点：物质的变化因条件的不同有多种可能性，或变化的结果有多种可能性，或条件和结果均不确定，必须在一定范围内加以确定，因此通过讨论一一研究。
2.题型：讨论反应发生的过程；讨论反应物是否过量；讨论反应物与生成物的组成和取值范围。
3.解题步骤：首先，正确写出两种反应物以不同物质的量混合式，发生反应的化学方程式；
其次，依据不同的反应方程式，确定过量反应物的取值范围，并确定取值范围与发生的反应及生成产物的关系；
最后，在各取值范围内，以不足量的反应物为基准，计算所得生成物的量。
例题精讲
一、等量迁移法
【例1】将某溶液加入一定量的稀硫酸中，可恰好完全反应，滤出沉淀后的滤液与原溶液的质量相等。求所加硫酸溶液中溶质的质量分数。
【例2】若干克木炭一碳酸钙混合物在空气中受强热后碳酸钙可完全分解，木炭完全氧化。生成的气体的质量等于原混合物的总质量。求原混合物中的木炭的质量分数。
【变式训练1】充分煅烧某碳酸镁和碳酸钙混合物，可得到由两种氧化物组成的固体残留物。固体残留物无损失，经称量知其质量是原混合物质量的一半。求残留物中镁元素与钙元素的最简质量整数比。
【变式训练2】向稀硫酸和硫酸铜混合液中加入足量的铁粉，完全反应后剩余固体物质的质量与所加铁粉的质量相等。求原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比。
二、守恒法
【例1】某不纯的烧碱样品中含有3.8%、5.8%、NaOH90.4%。取M克样品，溶于质量分数为18.25%的盐酸溶液100克中，并用30%的NaOH溶液来中和剩余的盐酸至中性。把反应后的溶液蒸干后可得到固体质量多少克？
【例2】向一定量的溶液中加入200克4.9%的硫酸充分反应后，向溶液中加入一定量的铁正好完全反应，蒸发冷却可得到晶体（不含结晶水）多少克？
【变式训练1】现有不纯的金属M（含有不溶于水也不溶于酸的杂质），取该金属样品4.0克，投人19.45克20%的稀盐酸中，恰好完全反应，测得该金属与盐酸生成的氯化物中含氯50%，则该金属样品中金属M的质量分数为多少？
【变式训练2】取镁粉、铝粉、铁粉、锌粉组成的混合物M克，跟一定量的溶质质量分数为30%的稀硫酸恰好完全反应，经蒸干水分后得到固体物质N克（不含结晶水），求生成氢气多少克。
三、表格型一过量分析
【例1】甲、乙、丙、丁四位同学用锌与稀硫酸反应，所得相关数据记录如下（实验中的误差忽略不计）：
甲 乙 丙 丁
取用稀硫酸质量/g 100 100 100 200
加入金属锌质量/g x 1.25x 2x 2x
生成氢气的质量/g 0.4 0.5 0.6 0.8
计算：（1）甲同学加入的金属锌质量x；
（2）稀硫酸中溶质的质量分数。
【例2】某同学用一定质量分数的稀硫酸做“氧化铜+硫酸→硫酸铜+水”的实验，其五次实验结果如下表所示：
实验次数 氧化铜/g 硫酸溶液/g 硫酸铜/g
1 2.0 120 4.0
2 4.0 120 8.0
3 6.0 120 9.6
4 8.0 200 16.0
5 10.0 200 x
根据实验结果填写下列空格：
（1）哪几次反应氧化铜有剩余________；
（2）哪几次反应硫酸有剩余________；
（3）表中x的值是；________；
（4）硫酸溶液中溶质的质量分数为________。
【变式训练1】实验室有一瓶由碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物，小科用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应（所得溶液均为不饱和溶液），四组实验数据记录如下表，请分析计算：
实验组别 一 二 三 四
稀盐酸质量/g 100.0 100.0 100.0 100.0
混合物质量/g 3.0 6.0 9.0 12.0
所得溶液质量/g 101.9 103.8 105.0 a
剩余固体质量/g 0 0 m n
（1）反应后稀盐酸还有剩余的是第________组。
（2）求混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比。
（3）表中a的值为________。
（4）求表中n的值。
【变式训练2】实验室有一份在空气中潮解变质的氢氧化钠样品，质量为1.5g某实验小组将这份样品完全溶解，配成50g溶液，然后缓慢滴入7.3%的稀盐酸，同时进行搅拌，使二氧化碳全部逸出。滴加过程中，多次测得溶液pH和溶液总质量，部分数据如下表所示：
测量次数 第1次 第6次 第16次 第21次 第26次
滴加的盐酸总质量/g 0 5 15 20 25
溶液总质量/g 50 55 m 69.78 74.78
溶液pH 12.4 12.1 7.0 2.2 2.1
请分析计算：
（1）第________次测量时，溶液中只有一种溶质。
（2）表中________。
（3）样品中碳酸钠的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（4）1.5g样品中氢氧化钠固体的质量。
四、折线型
【例1】现有16g和CuO的混合物，进行如下实验；把混合物全部加入100g足量的硫酸溶液中，完全溶解后，滴加溶质质量分数为16%的氢氧化钠溶液，滴加氢氧化钠溶液的质量与生成沉淀质量的关系如图1所示，回答下列问题：
（1）当时，求CuO的质量；
（2）求所用硫酸溶液溶质的质量分数；
（3）求a的取值范围。
【例2】在100mL稀盐酸中加入混合均匀的和固体粉末，充分反应后使气体全部逸出。图2是加入粉末的质量与产生11.2（该状况下，气体的密度为1.964g/L）体积的关系。请计算：
（1）该盐酸中HCl的质量。
（2）若该盐酸为120mL时，加入粉末为58.5g，求产生的体积。
（3）若粉末的质量为xg，该盐酸的体积为140mL，产生的体积为yL。试写出粉末质量x（g）与产生体积y（L）之间的关系。
【变式训练1】已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和。现利用图3A的实验装置进行实验，反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图3B。
注：图3A中的仪器甲是一种加热仪器，图3B中A、B点的固体组成分别是铁的氧化物中的一种。
（1）查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400~500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800~1200℃。实验室要利用图3A来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是________（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；若完全反应后图3A中可以观察到哪些现象________________、________________。图3A装置明显存在的不足之处是________。
（2）利用图3B显示的相关信息，回答如下问题。
①在0~400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是________________。
②图中________g。
③试据图计算并推断A点固体的合理化学式（要求有计算过程）。
【变式训练2】不同温度下，草酸钙分解的产物是否相同？
已知下列事实：
①草酸钙高温完全分解得到两种气态氧化物和一种固态氧化物。
②12.8g的草酸钙分解过程中温度与剩余固体的质量关系如图4所示。
根据上述事实，回答下列问题：
（1）草酸钙高温完全分解的化学方程式为________________________。
（2）400~500℃之间发生反应的化学方程式是：________________________。700℃时剩余固体的成分是________。
五、关系式法
【例1】用含60%的黄铁矿（主要成分为）800t，通过下列反应制取硫酸：
若在整个制取过程中损失硫元素7%，能制得98%的硫酸多少t？
【例2】向49克稀硫酸中加入50克20.8%的氯化钡溶液，充分反应后，硫酸有剩余。滤出沉淀，向滤液中加入32克25%的氢氧化钠溶液后，测得溶液正好呈中性，求硫酸的质量分数。
【例3】将一些氧化铜粉末加入100克14%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解。再向该蓝色溶液中加入铁粉16.8克，充分反应过滤，仍得到干燥后的固体物质16.8克。求：
（1）原加入的氧化铜质量是多少克。
（2）最后得到的溶液的质量分数是多少。
【变式训练1】常温下，在20g盐酸和硫酸混合液中，逐滴加入17.1%的氢氧化钡溶液。当碱液滴加至20g，硫酸钡沉淀达到最大值；当碱液加至60g时，溶液。求：
（1）原混合液中硫酸的质量分数。
（2）当时溶液中溶质的质量。
【变式训练2】有一放置在空气中的KOH固体，经测定，其中含KOH84.9%，5.1%，2.38%，7.62%。将此样品若干克投入98克10%的盐酸中，待反应完全后，再需加入20克10%的KOH溶液方能恰好中和。求蒸发中和后的溶液可得固体多少克。
六、讨论法
【例1】在天平的两个托盘上分别放一个盛有等质量的、等质量分数的稀硫酸的烧杯，调节天平使其平衡，然后在一个烧杯中加入ag铁粉，另一个烧杯中加入bg镁粉，充分反应天平仍平衡。若知两烧杯内都含有mg纯硫酸，请用代数式表示下列各种情况下a与b的关系：①酸不足；②金属不足；③Fe不足，Mg过量。
【例2】在托盘天平两盘上，放上A、B两个烧杯，烧杯内均盛有质量不同但都含有溶质为9.8克的稀硫酸，已知A烧杯比B烧杯重，现在向A、B两烧杯中分别投入等质量的铁和锌，反应结束后，天平保持平衡，则反应前A、B烧杯最大质量差为多少？
【变式训练1】为了测定某氢氧化钠固体是否含有碳酸钠（不含其他杂质），现用纯氢氧化钠与其进行对比实验如下：
①称取纯氢氧化钠和待测氢氧化钠各mg分别配成25.0g溶液，均滴加酚酞试液2~3滴。
②把12.0%的盐酸逐滴加入实验①配成的两种溶液中，当酚酞试液刚好由红色变为无色（溶液呈中性）时，纯氢氧化钠配成的溶液消耗盐酸，待测氢氧化钠配成的溶液消耗盐酸。
（1）若，，则待测氢氧化钠配成的溶液中NaOH的质量分数是多少？
（2）若，，，则待测氢氧化钠配成的溶液中NaOH的质量分数是多少？
【变式训练2】某固体样品中除了含有高温不分解，也不与空气成分反应的物质外，还可能含有、CaO中的一种或两种。某化学兴趣小组为探究该固体的成分，称量样品，经高温充分煅烧并在干燥的保护气中冷却，至质量不再减轻为止，剩余固体的质量为。下列推断不正确的是（ ）（多选）。
A.若，则原样品中无
B.若，则原样品中一定有
C.若，则原样品中一定有CaO
D.若，则原样品中一定无CaO
七、平均值法（极值法）
【例1】镁铝合金M克和足量的盐酸反应生成0.1克，则M可能是（ ）。
A.0.8 B.1 C.1.5 D.无法确定
【例2】20克、混合气体点燃充分燃烧生成18克水，则原混合气体中氢气和氧气的质量比为（ ）。
A.1:4 B.1:1 C.9:1 D.2:3
【例3】将10克、的混合物装入大试管中，加热使之分解，冷却向试管中加入4克水，振荡后仍有4.24克未溶解。再加入2克水，振荡后仍有3.28克固体未溶解，计算原混合物中氯酸钾的质量分数。
【变式训练1】铁铝合金M克和足量的硫酸反应生成2克，则M可能是（ ）。
A.15 B.75 C.30 D.58
【变式训练2】（双选）现有25克CO和的混合气体充分燃烧，将生成的气体通入足量的石灰水，发现烧杯内的物质增重22克，则原混合气体中CO质量可能是（ ）。
A.17 B.14 C.8 D.22
【变式训练3】将一定量的碳和氧气放入一密闭的容器中，得到10克气体，将气体通过足量的石灰水后，气体剩余5.6克，计算反应物中碳和氧气的质量比。
【变式训练4】某一氧化碳气体中混有下列气体中的一种气体，经测定该混合气体中氧的质量分数为55%，则其混杂的气体可能是（ ）。
A. B. C. D.（气体）
【变式训练5】两种金属粉末的混合物30克，与足量的稀硫酸反应，只生成氢气1克，则这种混合物中的两种金属可能是（ ）。
A.Mg Al B.Zn Fe C.Mg Fe D.Al Fe
八、差量法
【例1】用氢气还原10克CuO，加热片刻后，冷却称得剩余固体物质量为8.4克；则参加反应CuO的质量是多少克？
【例2】将CO和的混合气体2.4克，通过足量的灼热的CO后，得到的质量为3.2克，求原混合气体中CO和的质量比。
【变式训练1】已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。把30mL甲烷和氧气的混合气体点燃，冷却至常温，测得气体的体积为16mL，则原30mL中甲烷和氧气的体积比为多少？
【变式训练2】给45克铜和氧化铜的混合物通入一会氢气后，加热至完全反应，冷却称量固体质量为37克，求原混合物中铜元素的质量分数。
【变式训练3】取氯酸钾和二氧化锰的混合物15.50克，放入一个大试管中加热，完全反应后冷却到反应前的温度，称得残余固体物质的质量为10.70克。
求：（1）生成氯化钾和氧气各多少克。
（2）原混合物中二氧化锰多少克。

展开更多......

收起↑