元素化合物之计算专题复习---课题8稿

1元素化合物之计算专题复习【本课时教学内容】：本课时主要复习与元素化合物知识有关的图像计算和氧化还原计算。了解题目的呈现方式，体会元素化合物知识在计算中的重要作用，并从新的角度对元素化合物知识进行梳理。【考纲及课标要求】：了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。考纲上明确要求在元素化合物部分，能正确书写化学方程式和离子方程式并能进行有关计算。【本课时教学目标】：1、知识与技能:通过本课程的两类计算，使学生进一步理解并应用常用的守恒计算方法，了解题目的呈现方式，进一步体会元素化合物性质的重要性。2、过程与方法：采用讨论、交流、比较、归纳等方式，让学生参与知识的形成过程。3、情感态度价值观：通过本课的学习，进一步增强解决高考计算问题的能力和信心。【本课时学生需求】：近年来，高考主观题部分，涉及到计算的题目，得分率低，大多数学生在心理上不敢不愿做计算题，一是准确率低，二是怕耗时长。因此，学生也迫切希望对相关的计算总结归纳整理，并提炼出相关的计算方法，以提高做计算题的得分率和信心。【本课时教学策略】：一是采用典型例题法，让学生充分思考和训练思维；二是利用讨论、交流的方式，增强学生对相关计算的感悟归纳整理能力；三是在知识的呈现方式上，将本课内容以学案方式下发给学生，以便学生课后复习、消化、提高。【本课时教学过程】一、重难点突破：有关方程式的计算：在以化学方程式为基础进行计算时，同一物质的单位要相同，不同物质的单位可以不同。即上下单位一致、左右相当。要防止化学方程式不配平，列比例式时相关物质上下单位不统一而造成的错误。注意解题规范，合理使用单位和有效数字。二、2011年化学考纲及说明----计算部分：1．了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。2.理解质量守恒定律的含义。(隐含计算)3.能正确书写化学方程式和离子方程式，并能进行有关计算。4.了解物质的量的单位------摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏伽德罗常数的含义。(隐含计算)5.根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体摩尔体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算。6.理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。7.掌握守恒的计算。8.掌握数图结合的计算三、与元素化合物有关的两类计算：21、元素化合物中涉及图像的计算：图像及表的分析能力是现代社会对人的综合能力的要求之一，近几年来在高考题全国卷以及海南卷、宁夏卷、江苏卷等各地化学高考试卷中,通过图像、图表等来提供和传递信息的试题频频出现,不能快速接受、吸收、整合该类化学信息，该类问题则无从下手，难以得出正确答案，为便于大家了解该类试题的特点，下面以几道典型的与图像有关的计算为例做一分析。【教师】例1某溶液，只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32-、SO42-中的某些离子，当向该溶液中加入NaOH溶液时发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积（V）发生变化如右图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是。其离子浓度之比为。【答案】：H+、NH4+、Al3+、SO42－2︰3︰1︰4【学生】练习1．将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH＋4的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示,则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NH＋4的物质的量分别是。【答案】：2mol、3mol、4mol【教师】例2把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中后有0.58g白色沉淀生成，在所得的浑浊液中，逐滴加入0.5mol/L盐酸，加入盐酸的体积(V)与生成沉淀的质量(m)关系如图所示：（1）混合物中MgCl2的物质的量为（2）混合物中AlCl3的物质的量为（3）混合物中NaOH的物质的量为（4）P点表示盐酸的体积是________．3【答案】：(1)0.01mol（2）0.005mol（3）0.045mol(4)90mL.【学生】练习2．如图是向MgCl2、AlCl3混合液中依次加入M和N时生成沉淀的物质的量与加入的M和N的体积关系图（M、N各表示盐酸或氢氧化钠溶液中的一种），以下结论不正确的是（）A.混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)=1∶1B.混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)=3∶1C.点V之前加NaOH溶液，点V之后加盐酸D.所加盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度相同【答案】：B。【学生】感悟：此类题的关键、思路、方法。【教师】总结归纳：计算的关键是元素及其化合物的性质。能与碱反应的常见阳离子：H+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+、NH4+,其中，通常，加强碱NaOH先产生沉淀，后沉淀又溶解的是Al3+、加入氨水，先产生沉淀后又溶解的主要有Ag+、Cu2+。考查最多的是铝及其化合物的两性。2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH―+2H2O=2AlO－2+3H2↑Al3++3OH―=Al(OH)3↓AlO－2+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH―=AlO－2+2H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl3++4OH―=AlO－2+2H2OAlO－2+4H+=Al3++2H2O在图像分析题中，相当多的都会涉及Mg、Al、Fe及其化合物。因此熟练掌握“镁三角”“铝三角”“铁三角”的转化关系，对于快速解此类题，读懂图像的意义，确立元素的守恒关系具有重要意义。计算涉及的方法主要为元素守恒。【教师】例30.80gCuSO4·5H2O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）如下图所示。4请回答下列问题：（1）试确定200℃时固体物质的化学式_____________（要求写出推断过程）；（2）CuSO4·5H2O存在的最高温度是_____________；（3）若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是_______________mol·L-1。【答案】：（1）CuSO4·H2O；（2）102℃；（3）0.22、元素化合物中涉及氧化还原的计算【教师】例1向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示，已知：2Fe2++Br2==2Fe3++2Br-，2Fe3++2I—==2Fe2++I2，则：（1）还原性：I-__Fe2+__Br-＞(填＞或﹤)（2）原混合溶液中FeBr2的物质量为____mol（3）计算当通入2molCI2时，被氧化的Fe2+的物质的量为______；（4）计算原溶液中：n（Fe2+）：n（I-）：n（Br-）=______________；（5）C点溶液中的阳离子共有______mol;阴离子共有______mol【答案】：（1）＞；（2）6；（3）2mol（4）2：1：3【学生】练习1（2011天津）工业废水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有还原沉5淀法。该法的工艺流程为第②步中，还原1molCr2O72—离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。【答案】：6mol【教师】例2．铁在冷的稀硝酸中反应的主要还原产物为NO，而在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为N2O，当溶液更稀主要还原产物为NH4+，请分析下图回答问题（假设在任一气体产生曲线段内只有一种还原产物）。c(H+)b/c/d/a/V(气体)(标准状况)on(Fe)abcd⑴配平由b到c点时反应的化学方程式。Fe+HNO3=Fe(NO3)3+NH4NO3+H2O⑵判断从o点到a点时的还原产物为。⑶从a点到b点时产生的还原产物为，其原因是。⑷已知到达d点时反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子为，分析投入金属铁的物质的量之比nc(Fe)/nd(Fe)为。【答案】：⑴8、30、8、3、9；⑵NO；⑶N2O；⑷Fe2+、nc(Fe)/nd(Fe)=2/3【学生】练习2在浓盐酸中HNO2与SnCl2反应的离子方程式为：3SnCl2＋12Cl－＋2HNO2＋6H＋===N2＋3SnCly－x＋4H2O.关于该反应的说法正确的是①氧化剂是HNO2②还原性：Cl－N2③每生成2.8gN2，还原剂失去的电子为0.6mol④x为4，y为2⑤SnCly－x是氧化产物A．①③⑤B．①②④⑤C．①②③④D．只有①③【答案】：A6【学生】练习3某含铬Cr2O72－废水用硫亚铁铵［FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O］处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是A．消耗硫酸亚铁铵的物质量为n(2-x)molB．处理废水中Cr2O72－的物质量为nx2molC．反应中发生转移的电子数为3nxmolD．在FeO·FeyCrxO3中3x=y【答案】A【学生】总结：氧化还原反应的实质、思路、方法。【教师】归纳总结1．明确此反应是否是氧化还原反应。（元素化合价是否有变化）2．清晰氧化还原反应的概念，确定氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物。3．质的方面：常见的氧化还原反应。（1）Fe------Fe2+-------Fe3+（2）NH3--------NO------NO2-------HNO3-------Cu(NO3)2（3）KMnO4(H+)或K2Cr2O7(H+)与Fe2+、SO2、Br-、I-、S2-（4）HNO3或浓H2SO4与金属、Fe2+、SO2、Br-、I-、S2-（5）ClO-与Fe2+、SO2、Br-、I-、S2-（6）Fe3+与Fe、Cu、SO2（7）H2O2与SO2、、I-、S2-(8)与活泼的金属(如Na、Al、Zn、Fe)。（9）与某些非金属单质（如H2、C、Si）。常见氧化剂对应的产物：MnO4-→Mn2+；H2O2→H2O；Cl2、ClO-、ClO3-→Cl-；浓HNO3→NO2；稀HNO3→NO（HNO3的还原产物还有可能是N2O、NH4NO3等）；浓H2SO4→SO2；Fe3+→Fe2+；Br2→Br-;Cu(OH)2→Cu2O.Ag(NH3)2+→NH3+Ag;常见还原剂对应的产物：M(金属)→Mn+;Fe2+→Fe3+;S2-→S;I-→I2;SO32-→SO42-（H2SO3→H2SO4;Na2SO3→Na2SO4）;SO2→SO3;H2→H+;CO→CO2;4．量的方面：（1）电子守恒：氧化剂与还原剂得失电子总数相等。其解题的一般步骤是：a找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。b找准一个原子或一个离子得失电子电子数（注意化学式中粒子个数）c根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式：n(氧化剂)×变价原子个数×化合价的变化值（高价-低价）=n(还原剂)×变价原子个数×化合价的变化值（高价-低价）（2）元素守恒:在化学反应前后，参加反应的各物质（反应物）中的同一种元素的质量总和一定等于反应后生成的各物质（生成物）中该种元素的质量总和。7（3）电荷守恒:对于一个离子反应（同时又是氧化还原反应），反应物微粒所带的电荷数和生成物微粒所带的电荷数必定相等。【10分钟测试】：1、有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2＋)为0.2mol·L－1,c(Cl－)为1.3mol/L。要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4mol/LNaOH溶液的体积为A．40mLB．72mLC．80mLD．128mL2、在Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示，则原溶液中Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量之比为A、1：2B、3:1C、3:2D、2:13．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的A．物质的量之比为3：2B．质量之比为3：2C．摩尔质量之比为2：3D．反应速率之