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(共53张PPT)
专题四　化学计算常用方法
[考试要点]　1.掌握关系式法在计算中的应用。　2.理解热重分析法的含义。
考点一
关系式法在计算中的应用
1．“关系式”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，可以将最初反应物与最终生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。
(1)连续滴定：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。
(2)过量返滴：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质反滴定计算出过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所消耗物质的物质的量。
2．多步反应找关系式的解题步骤
1．(2023·湖北卷，18节选)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与过量H2O2反应的探究如下：
实验②中Cu溶解的离子方程式为______________；产生的气体为________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是___________________________________________________。
2．[2021·山东卷，18(3)]六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂，熔点为275 ℃，沸点为346 ℃，易溶于CS2，极易水解。实验室中，先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W),再制备WCl6。
利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下：
①称量：将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为m1 g；开盖并计时1分钟，盖紧称重为m2 g；再开盖加入待测样品并计时1分钟，盖紧称重为m3 g;则样品质量为________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
1．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
(1)称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀硫酸酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_____________________。
(2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀硫酸酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为_________________。
2．ClO2很不稳定，产物溶于水可以得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤Ⅰ：准确量取ClO2溶液20.00 mL，稀释成100.00 mL试样；量取V1 mL试样加入锥形瓶中；
步骤Ⅱ：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，振荡后，静置片刻；
步骤Ⅲ：加入指示剂X，用a mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
已知：2ClO2＋8H＋＋10I－===5I2＋2Cl－＋4H2O
I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
(1)步骤Ⅰ中量取20.00 mL ClO2溶液所用的仪器为________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)指示剂X为________，滴定终点的实验现象是_____________________
_________________________________________________________________________________________________________________________。
原ClO2溶液的浓度为________ g·L-1(用含字母的代数式表示)。
考点二
热重分析法
1．“热重曲线”(如图)是指使用热天平记录的曲线，纵坐标为试样质量或残留率，横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。
2．图中T1为起始温度，T5为终止温度。对于含有结晶水的某固体，M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段：T1→T2为固体失去结晶水的过程；T3→T4为M固体分解的过程。对于具体的图像，可能发生分步反应失去结晶水或M固体分解生成多种物质。
3．M固体可能为盐或氧化物，随着温度的升高，继续分解可能失去一些挥发性的物质，如NH3、CO2、CO等气体，而金属一般以化合态残留在最终产物中。
3．[2023·全国乙卷，28(1)]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题。
在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝__________，
y＝________。
1．热重分析法是程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种实验方法。MgCl2·6H2O的热重曲线如图所示。已知：MgCl2·6H2O在空气中受热脱水时，不产生无水氯化镁。
(1)试确定200 ℃时固态物质的化学式：___________________。
(2)554 ℃时分解得到的主要产物为白色固体和一种酸性气体，写出该反应的化学方程式：__________________________________。
解析：(1)由题图可知，起始时MgCl2·6H2O的质量为4.06 g，物质的量为0.02 mol，则m(MgCl2)＝95 g·mol-1×0.02 mol＝1.9 g，所以200 ℃时，MgCl2·6H2O失去部分结晶水，固态物质中m(H2O)＝2.62 g－1.9 g＝0.72 g，n(H2O)＝0.04 mol，即此时固态物质中n(MgCl2)∶n(H2O)＝0.02 mol∶0.04 mol＝1∶2，故200 ℃时固态物质的化学式为MgCl2·2H2O。
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1．胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2。将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷却至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为_______________________________(写表达式)。
课时作业
训练(四)　化学计算常用方法
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(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________(填标号)。
①胆矾未充分干燥
②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少量胆矾迸溅出来
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2．CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图。
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(1)写出400～600 ℃范围内分解反应的化学方程式：_______________。
(2)与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是_________________。
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4．0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。请回答下列问题：
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式________________________。
(2)取270 ℃所得样品，在570 ℃时灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为___________。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_______________，其存在的最高温度是______________________。
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