歸納類型 找準(zhǔn)方法——例談高考試題中的化學(xué)綜合計算

江蘇

王建華

高考試題中的化學(xué)綜合計算，已不再局限于教材，而是以具有實際應(yīng)用的科研實驗背景為素材。這也體現(xiàn)了化學(xué)核心素養(yǎng)的要求，是高中化學(xué)的核心之一，也是每年高考必考的內(nèi)容。它在近年高考中具有較強的穩(wěn)定性和延續(xù)性，在考試中有較好的區(qū)分度。該題型主要以滴定形式出現(xiàn)，能有效地考查學(xué)生對氧化還原反應(yīng)滴定、酸堿中和滴定、沉淀滴定等基本操作方法的掌握程度和答題規(guī)范性。本文對近幾年高考化學(xué)試題進行歸納和梳理，總結(jié)出解答此類題的常用方法，以供同仁參考。

一、理清思路，歸納類型

高考化學(xué)實驗綜合題從實驗?zāi)康膩砜粗饕袃煞N：(1)測定物質(zhì)的組成，(2)測定物質(zhì)的含量(包括物質(zhì)純度的測定以及多組分成分的分析)；從實驗方法來看，主要有三種：(1)測氣體體積，(2)測固體質(zhì)量(重量分析、熱重分析)，(3)測液體體積(滴定法)。滴定法又包括酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法等；從計算所用的方法來看，主要也有三種：(1)守恒法(電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電子守恒)，(2)關(guān)系式法，(3)方程組法。

高考試題中的化學(xué)綜合計算，主要以滴定形式出現(xiàn)，其中有三大類型滴定方式：

(1)一步滴定：“A→B” 型，(2)連續(xù)滴定：“A→B→C” 型，(3)返滴定：“A→B(過量)，B(剩余)→C” 型。

二、找準(zhǔn)方法，典例剖析

1. 一步滴定：“A→B”型

通過一次單向滴定恰好反應(yīng)，就可測定出未知粒子的物質(zhì)的量。方法為列出反應(yīng)方程式或關(guān)系式，然后計算。

【例1】(2017年江蘇卷·18節(jié)選)堿式氯化銅是重要的無機殺菌劑。

【解題思路】用EDTA(Na2H2Y·2H2O)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知的Cu2+，為一步滴定“A→B”型，據(jù)反應(yīng)方程式計算即可。關(guān)于未知物質(zhì)化學(xué)式的確定一般步驟為(1)根據(jù)題給信息，計算出測定離子的物質(zhì)的量；(2)根據(jù)電荷守恒，求出未測定離子的物質(zhì)的量；(3)根據(jù)質(zhì)量守恒，求出結(jié)晶水的物質(zhì)的量；(4)求出各離子和結(jié)晶水的物質(zhì)的量之比；(5)寫出正確的化學(xué)式。

對于該題組成樣品的四種微粒分別是Cu2+、OH-、Cl-、H2O，確定物質(zhì)的量和測定方法如表所示：

物質(zhì)的量測定方法或計量依據(jù)Cl-重量法Cu2+滴定法OH-電荷守恒H2O質(zhì)量守恒

【答案】Cu2(OH)3Cl·H2O

2．連續(xù)滴定：“A→B→C”型

第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應(yīng)物的量。一般通過列總反應(yīng)比例關(guān)系來計算，不需每一步滴定都要計算。

【例2】(2017年全國卷Ⅱ·26節(jié)選)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：

回答下列問題：

【解題思路】CaC2O4與H2SO4反應(yīng)生成H2C2O4，然后再被KMnO4溶液滴定，這是典型的連續(xù)滴定類型“A→B→C”。對于連續(xù)滴定類型，關(guān)鍵是依據(jù)多步反應(yīng)列出總的比例關(guān)系(據(jù)方程式或得失電子守恒等方法)。該題總反應(yīng)比例關(guān)系為“5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4”，然后計算即可。

【答案】45.0%

3．返滴定：“A→B(過量)，B(剩余)→C”型

第一步滴定劑是過量的，第二步再用另一滴定劑返滴定在第一步中剩余的滴定劑。根據(jù)第二步滴定計算出在第一步滴定中剩余的滴定劑的量，再根據(jù)第一步加入的滴定劑的總量減去在第二步中剩余的滴定劑的量，即可得出第一步所消耗滴定劑的量，然后據(jù)反應(yīng)求出相關(guān)物質(zhì)的量。

【解題思路】飲料中糖類以葡萄糖計算，第一次滴定劑I2標(biāo)準(zhǔn)溶液是過量的，第二次滴定劑Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液與第一次I2標(biāo)準(zhǔn)溶液過剩的恰好反應(yīng)，即C6H12O6→I2(過量)，I2(剩余)→Na2S2O3。由第二次滴定劑Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液據(jù)反應(yīng)比例計算出第一次I2標(biāo)準(zhǔn)溶液過剩的量，再由第一次滴定劑I2標(biāo)準(zhǔn)溶液總量減去第一次I2標(biāo)準(zhǔn)溶液過剩的量，據(jù)C6H12O6與I2反應(yīng)比例計算出C6H12O6的量。注意計算時量的關(guān)系(如稀釋至100.00 mL，取10.00 mL)。

【答案】27.00 mg·mL-1