专题十七 化学计算 【例1】 C 解析：n(H2)＝0.04mol，m(Cu)＝1.28g，n(CuO)＝ n(Cu)＝0.02mol，剩余n(HCl)＝0.08mol，溶液中只有FeCl2，故溶液中的n(FeCl2)＝ (0.44mol－0.08mol) /2＝0.18mol，根据电子得失守恒：2n(Fe)＝2n(Fe2O3)＋2n(CuO)＋2n(H2)；根据元素守恒：n(Fe)＋ 2n(Fe2O3)＝0.18mol，n(Fe)＝0.1mol，n(Fe2O3)＝0.04mol，m(Fe)＝5.6g。
【变式训练1】 D 解析：金属反应后，溶液中一定含硝酸盐，再加硫酸，形成的硝酸一定会溶解铜或铁，选项A的说法错误；若金属全部溶解，溶液可能正好是Fe(NO3)2，则选项B错误；选项C中金属全部溶解，溶液中可能是Cu2＋和Fe2＋或Cu2＋和Fe3＋，则b应该是个范围，选项C错误；选项D中n(HNO3)＝0.05bmol ，则2n(Cu) ＋3n(Fe) ＝3n(NO) , n(NO)＝ [2ay＋3(1－a)y]/3，作为常见参加反应的酸的硝酸为2ay＋3(1－a)ymol，作为氧化a
剂的硝酸是[2ay＋3(1－a)y]/3，酸可能过量，故4[2ay＋3(1－a)y]/3≤0.05b，解得 b≥80y(1－)。
3【例2】 (1) 溶液呈血红色 取少量步骤2配好的溶液于试管中，滴加几滴0.01mol/L酸性高锰酸钾溶液，振荡 高锰酸钾溶液紫红色颜色褪去 (2) 2∶0.98 (或100∶49)
(3) 制备或测定过程中少量Fe2＋被氧化了(其他合理答案也可)
解析：(1) 用KSCN溶液检验Fe3＋，用KMnO4溶液检验Fe3＋中含有Fe2＋。
(2) Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，n(Fe3＋)＝2n(Cu)＝0.2mol。酸性KMnO4滴定时得反应是5Fe2＋～MnO－4，滤液的n(Fe2＋)＝5n(MnO－4)＝ 5×0.200mol·L－1×0.029 8L×10＝0.298mol，故原来的Fe2＋是0.298mol－0.2mol＝0.098mol, 原n(Fe3＋)/ n(Fe2＋)＝0.2mol/0.098mol＝2/0.98＝100/49。 【变式训练2】n(SO24－)＝
1.747 5
mol＝0.007 5mol 233
n(K2Cr2O2)＝0.05×0.020 00mol＝0.001mol n(Fe2＋)＝n(K2Cr2O2)×6＝0.006mol n(OH－)＋n(SO24－)×2＝n(Fe2＋)×3
n(OH－)＝0.006mol×3－0.075mol×2＝0.003mol
a∶b∶c＝0.006mol∶0.003mol∶0.007 5mol＝4∶2∶5 【例3】 (1) 6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O (2) 14.29%
(3) Fe35(OH)15(SO4)45·54H2O
解析：(2)n(Fe)＝2.80g/160g·mol－1×2＝0.035mol，n(SO24－)＝10.48g /233g·mol－1＝0.045mol，n(OH－)＝3×n(Fe)－2×n(SO24－)＝3×0.035－2×0.045＝0.015mol ，盐基度＝n(OH－)/3n(Fe)×100%＝ 0.015mol/(3×0.035mol) ×100%＝14.29%。
(3) n(H2O)＝(7.51g—0.035mol×56g·mol －1－0.045mol×96g·mol－1－0.015mol×17g·mol－1)/18g·mol－1＝0.054mol。化学式： Fe35(OH)15(SO4)45·54H2O。 【变式训练3】 (1) CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3＋(NH4)2SO4 (2) 2.8×10－6
(3) ① 138.9t ② 12.4t
解析：(1) 反应物是CaSO4、2NH3、CO2，结合水书写化学方程式。 (2) c(Ca2＋)＝ Ksp(CaCO3)/ c(CO23－)＝2.8×10－6mol/L，反应后的(NH4)2SO4浓度和硫酸钙悬浊液的浓度相等，则c(SO24－) ＝136g·L－1÷136g/mol＝1.0mol/L。则Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)×c(SO24－)＝2.8×10－6。
(3) ① 设可生产纯度为95%的(NH4)2SO4的质量为x。
CaSO4 ～ (NH4)2SO4 136 132 136t 0.95x ? x＝138.9t
② 每天需CO2为(1 000＋1)kmol /0.9＝1 112.2 kmol，则需补充90%的CaCO3为112.2×100×10－3/0.9＝12.4t。 随堂训练
1. B 解析：n(气体)＝0.5mol，n(HNO3)氧化剂＝0.5mol，n(HNO3)酸＝2n(Cu)＝0.6mol，n(HNO3)总＝1.1mol。
2. CD 解析：n(Fe)＝0.05mol，硝酸剩余，溶液中的溶质是HNO3和Fe(NO3)3，n(e－)＝0.15mol，n(气体)＝0.05mol，则1.12L气体是NO，选项B错误；反应后c(NO3－)＝3c(Fe3＋)＋c(H＋)＝0.85mol·L－1，选项C正确；反应前n(HNO3)＝0.85mol/L×0.2L＋0.05mol＝0.22mol，c(HNO3)＝1.1mol/L，选项A错误；反应后n(HNO3)后＝0.02mol，n[Fe(NO3)3]＝0.05mol，若用铁溶解在剩余溶液，则最后溶液溶质只有Fe(NO3)2，根据反应3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Fe＋2Fe(NO3)3===2Fe(NO3)2，溶解的铁的物质的量是0.02mol×3/8＋0.05mol/2＝0.032 5mol，质量是1.82g，选项D正确。 3. (1) －1 224.96 (2) 13.3 (3) 1.728g 解析：(1) n(N2H4)＝0.031 25mol，则ΔH＝－19.14 ×2÷0.031 25kJ·mol－1＝－1 224.96kJ·mol－1。
(2) 根据题意知平衡时，c(N2O4)＝0.012 0mol/L，c(NO2)＝0.03mol/L，K＝0.012 0
＝13.3。
0.030 0×0.030 0
(3) 依据(2)反应后的气体中，n(NO2)＝ 0.030 0mol，n(N2O4)＝0.012 0mol，根据电子转移相等，2n(Cu)＝n(NO2)＋2n(N2O4)，n(Cu)＝0.027mol，m(Cu)＝1.728g。 4. (1) 49.9(50.0也可) (2) ≤2.2×10－6 (3) Zn4(OH)6CO3
(3) 5ZnSO4 ＋10NH4HCO3===Zn5(OH)6(CO3)2↓＋ 5(NH4)2SO4 ＋ 8CO2↑＋ 2H2O (4) Zn4(OH)6CO3
解析：(1) 18.4mol/L×98g/mol×V(H2SO4)＝100mL×1.5g/cm3×60%，V(H2SO4)＝0.049 9L＝49.9mL。
(2) 根据Fe(OH)3沉淀出现，c(OH－)≥
3
Ksp
＝10－7mol/L，因此c(Cu2
c（Fe3）
c（N2O4）
＝
c2（NO2）
＋)≤Ksp[c(OH)2]/c2(OH－)＝2.2×10－6mol/L。
(3) 由流程图可知，反应物是ZnSO4 和NH4HCO3，产物至少有Zn5(OH)6(CO3)2和CO2，根据元素守恒判断还有(NH4)2SO4 产物，配平判断还有水生成。
(4) 依题意，0.1mol混合物完全分解得到ZnO、CO2、H2O的物质的量分别为0.46mol、0.16mol、0.3mol，可知1mol 混合物中含4.6mol Zn、1.6mol C、6mol H；又知1mol A中含H为6mol、含C为2mol，则1mol B中含H为6mol、含C为1mol；所以B的化学式可以表示为Znx(OH)6CO3，由化合价代数和为0可得x＝4，即B的化学式为Zn4(OH)6CO3。