高考化学计算专题一、涉及化工生产流程的计算题型特点：以常见化工生产流程图为背景，根据不同反应步骤中反应物的利用率计算反应物的投料比或产率。

解题方法：以化学方程式为基础，应用守恒理论，对多个相关联的化学方程式进行简约（叠加），找出分散在不同化学反应中的不同物质之间的化学计量数关系，以此计量关系进行计算。

1．现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。

火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和足量焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373~1573K，使锌蒸馏出来。

主要反应为：焙烧炉中：2ZnS＋3O2＝2ZnO＋2SO2 ①鼓风炉中：2C＋O2＝2CO ②ZnO (s)＋CO (g) Zn (g)＋CO(g) ③假设鼓风炉体积固定且密闭，随反应的进行鼓风炉内不同时间气态物质的物质的量浓度(mol/L)如下表反应进行时间/min CO Zn CO20 0.11 0 02 0.1 0.01 0.0130 c1c2c235 c1c2c2(1) 若保持温度不变，在鼓风炉中增大CO的浓度，K值（填“增大”、“减小”或“不变”）；(2) 已知：该温度时，化学平衡常数K=1.0，则表中c1＝（写出计算过程）(3) 假设通过改变反应条件，若使焙烧炉中反应①的ZnO几乎完全被CO还原，焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比不超过。

(4) 若起始浓度不变，通过改变反应条件，达平衡时鼓风炉中反应③CO的转化率为80%，此时该反应的平衡常数K＝，此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O2的体积比大于二、有关物质纯度的检验题型特点：以某种物质纯度或某种元素的含量检验（定量实验）为背景，根据氧化还原滴定原理进行计算。

解题方法：找出氧化还原反应过程中相关物质的量关系，进行定量计算。

2．黄铁矿主要成分是FeS2。

某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol/L 的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。

已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO2－＋2Fe2＋＋4H＋Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O（1）样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）。

（2）若灼烧6g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量，产生的SO3与水全部化合生成H2SO4，放出13.03kJ热量，写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式：。

（3）煅烧10t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积（标准状况）为L，制得98％的硫酸质量为t，SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是kJ。

三、有关物质组成的计算3．超细硅酸铝具有极好的悬浮性和纯白外观，与颜料配合使用能明显地改进涂料的白度。

其样品化学式可表示为Al x Si35O y·zH2O,企业标准规定超细硅酸铝中含水量7%～10%为优良级。

某化学兴趣小组为测定该样品的组成，按如下步骤实验：步骤一：准确称取9.936g超细硅酸铝样品，充分加热至不再分解为止，冷却、称量，得固体9.216g。

步骤二：另准确称取9.936g超细硅酸铝样品，加足量盐酸，充分反应后，过滤，洗涤，烘干得SiO2固体8.400g。

(1)计算该超细硅酸铝样品是否为优良级。

(2)求该样品的化学式。

4．为研究水滑石的组成、结构和性质，某校研究性学习小组取得了二种牌号的水滑石样品拟进行探究，请你参与探究并回答相关问题。

（1）甲同学取天然水滑石样品进行恒重分析，已知天然水滑石的化学式可表示6MgO·Al2O3·CO2·12H2O，取0.1mol水滑石进行加热时，温度与剩余固体质量的关系如下图,平行线上的数字表示残留固体的质量。

当温度在0～280℃质量不变，是什么原因：。

A→B减少的物质及其物质的量为：；C→D减少的物质及其物质的量为：；D处化学组成为：。

（2）乙组取的CA（美国化学文摘）登记号为12304-65-3的合成水滑石样品，现只知其化学式为：Mg a Al b(OH)C(CO3)d，a+b+c+d=25, a、b、c、d为正整数。

取该水滑石样品0.1mol,用1mol/L盐酸使其完全溶解。

①消耗盐酸的体积至少为：L（用字母表示）；②若参加反应的盐酸的物质的量与生成CO2的物质的量之比为18∶1，则该水滑石的化学式为：。

5．某结晶水合物中有两种阳离子和一种阴离子，其所含元素均为短周期元素，为确定其组成，某同学进行了如下实验：称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物分别制成溶液。

向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝加热后共计可收集到2.24L该气体（标状下）；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。

另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6g。

(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是和，阴离子是。

(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。

(3)假设过程中向该溶液中加入的NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1，请在右图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。

四、极限法的计算解题方法：极值法解题的基本思路：①把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。

②把混合物假设成纯净物。

③把平行反应分别假设成单一反应。

6．将a mol的Na2O2和b mol NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应，假设NaHCO3分解产生的CO2与Na2O2反应完后，H2O再与Na2O2反应．（1）当剩余固体为Na 2CO 3，排出气体为O 2，H 2O 时，b a的值为________． （2）当剩余固体为Na 2CO 3，NaOH ，排出气体为O 2，H 2O 时，b a的值为________．（3）当1 b a时，剩余固体为________，排出气体为________．（4）当排出的O 2和H 2O 为等物质的量时，则ba的值为________．五、整体思维法(终态法)整体思维抛开事物之间复杂的变化关系，从整体认识把握事物之间联系规律，具有化繁为简，快速解题的功效，能较好的锻炼学生思维的全面性、灵活性，因此高考无论在选择还是综合性题目中经常有意设置。

7．将0.34 g Cu 和CuO 的混合物加入约2 mol·L －1浓硫酸中，并加热使其完全溶解，然后用NaOH 溶液中和过量硫酸，再用水稀释到0.5 L ，加入纯铁粉1.85 g ，反应后过滤、干燥，得不溶物1.89 g 。

求置换出的铜的质量及原混合物中铜的质量分数。

【答案】1. 解析：(1) 不变； (2) 0.01 mol/L ，解：由表中数据分析可知，反应③进行至30 min 时，反应③达到平衡状态；故c 1浓度为CO 的平衡浓度。

设：从起始到平衡CO 的浓度变化为x mol·L -1ZnO (s)＋CO (g)Zn (g)＋CO2 (g)起始： 0.11 0 0 变化： x x x 平衡： (0.11－x ) x x则该温度下反应的平衡常数 即：x 2＋x －0.11＝0(x ＋1.1)·(x －0.1)＝0 x ＝0.1 mol·L -1所以c 1＝0.01 mol·L -1(3) 焙烧炉中： 2ZnS ＋3O 2＝2ZnO ＋2SO 2 ① 鼓风炉中：2C ＋O 2＝2CO ②ZnO (s)＋CO (g) Zn (g)＋CO 2 (g) ③ ①＋②＋③×2＝2ZnS ＋3O 2＋2C ＋O 2=2Zn ＋2CO 2则焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比不超过3:1 (4) 0.352 ；12:5或2.4平衡时鼓风炉中反应③CO 的转化率为80%，此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比为：3/(1/0.8)=2.4 2．解析：（1）1FeS 2～2SO 2～4Fe 3＋～2/3 Cr 2O 72－120 2/3m 0.02mol/L×0.025Lm=0.09g FeS 2%=90%(2)2SO 2(g)＋O 2(g)=2SO 3(g) △H ＝－196.6kJ/mol SO 3(g)＋H 2O(l)＝H 2SO 4(l)；△H ＝－130.3kJ/mol （3）1FeS 2 ～ 2SO 2 ～ 2H 2SO 4 120g 2×22.4L 2×9810×106×90% V m×98%V=3.36×106 m=15t Q= 10×106×90%÷120×2×(196.6/2 +130.3)=3.429×107kJ 3．解析：(1)m(H 2O)=9.936g －9.216g=0.720g w(H 2O)=0.720g/9.936g ×100%=7.246% 为优良级(2)n(H 2O)=0.72/18 mol=0.04mol n(SiO 2)=8.4/60 mol=0.14moln(Al 2O 3)=(9.936－8.400－0.72)/102 mol=0.008molK=(0.11×0.8)20.11×0.2=0.352ZnO (s)＋CO (g)＋CO2 (g)起始：变化：平衡：0.11000.11×0.80.11×0.80.11×0.80.11×0.20.11×0.80.11×0.8n(Al 2O 3)∶n(SiO 2)∶n(H 2O)=2∶35∶10 故该样品化学式为：Al 4Si 35O 76·10H 2O 4．解析：(1)天然水滑石在温度低于280℃是稳定的；0.4molH 2O ；0.1molCO 2；6MgO·Al 2O 3； (2)①0.1c+0.2d 或0.2a+0.3b ；②Mg 6Al 2(OH)16CO 3 5. 解析：（1）NH 4+ A13+ SO 42-（2）mol molg gSO n 2.0/2336.46)(24==-mol molL gNH n 1.0/4.224.22)(4==+根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理：)(2)1(3)(2434-++=+SO n A n NH n 可得：mol mol mol A n 1.0)1.02.02(31)1(3=-⨯=+0.4molH 2O0.8molH 2O0.1molCO 20.6molMgO 0.1molAl 2O 3molg molg mol mol g mol g mol g O H n /18/962.0/181.0/271.03.45)(2⨯-⨯-⨯-==1.2mol该结晶晶水合物的化学式为NH 4A1（SO 4）2·12H 2O [或（NH 4）2SO 4·A12（SO 4）3·24H 2O]（3）6.解析：题中涉及化学反应如下： ↑++22323CO O H CO Na Δ2NaHCO ①232222O CO 2Na 2CO O 2Na ++ ②↑++2222O 4N a O H O 2N a O 2H ③（1） 当剩余固体为32CO Na ，排出气体为2O 、O H 2时，因为没有NaOH 生成，水未与22O Na 反应．将方程式①×2＋②得： （2）+↑++232322O CO 4Na 4NaHCO O 2Na O 2H 2由方程式可知：21=b a ． （2）当剩余固体为32CO Na 、NaOH ，排出气体为2O 、O H 2时，由于有NaOH 生成，所以有水与22O Na 反应．假设反应后无O H 2生成，将方程式①×2＋②＋③得： ↑+++232322O 2N a O H CO 2Na 2NaHCO O 2Na由方程式可知此时1=ba．因为有水生成，所以121<<b a（3）当1>ba时，由2讨论可知：剩余固体为32CO Na 、NaOH 、22O Na ；排出气体为2O ． （4）当排出的2O 和O H 2为等物质的量时，依方程式讨论有： ↑++22323CO O H CO Na Δ2NaHCO2b b b 232222O CO 2Na CO 2O 2Na ++b b 2b 设反应的O H 2的物质的量为x 2222O 4N a O H O Na 2O H 2++x x 2x依题意有：22x b x b +=- 3bx =所以，反应中消耗22O Na 的物质的量为：mol 3422o Na b x b n =+=，用去3NaHCO 的物质的量为：mol 23NaHCO b n =所以，32234==b b b a7. 置换出的铜的质量为0.32 g ，原混合物中铜的质量分数约为70.59%。