常用化學(xué)計量重要考點(diǎn)探討

廣東 雷范軍 李作清

常用化學(xué)計量是每年高考化學(xué)必考內(nèi)容，代表了化學(xué)學(xué)科的主要特征?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》對該部分的要求是“了解物質(zhì)的量及其相關(guān)物理量的含義和應(yīng)用，體會定量研究對化學(xué)科學(xué)的重要作用；能基于物質(zhì)的量認(rèn)識物質(zhì)組成及其化學(xué)變化，運(yùn)用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度之間的相互關(guān)系進(jìn)行簡單計算。”常用化學(xué)計量主要包含物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度的含義及應(yīng)用，根據(jù)物質(zhì)的量與微粒或共價鍵數(shù)目、物質(zhì)質(zhì)量、氣體體積、溶液體積之間的相互關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計算， 阿伏加德羅定律、稀釋公式、化學(xué)方程式或關(guān)系式的含義及其應(yīng)用、配制一定物質(zhì)的量濃度溶液等內(nèi)容。下面根據(jù)教材內(nèi)容和最新“考綱”及其說明的要求提煉該部分常見的重要考點(diǎn)，并精選典型例題探討其在近年高考的考查方式、類型、解答過程與方法。

一、計算物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和變化中的某微?；蚬矁r鍵數(shù)目

該考點(diǎn)通?？疾橐欢ㄙ|(zhì)量或體積的某物質(zhì)中所含分子數(shù)、原子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)、共價鍵數(shù)，一定體積一定物質(zhì)的量濃度的某溶液中所含離子數(shù)，一定量的某物質(zhì)完全反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子數(shù)(得到電子數(shù)或失去電子數(shù))、生成某分子的數(shù)目。通常涉及的內(nèi)容有摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的含義及其應(yīng)用，物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和變化關(guān)系式或方程式的含義及其應(yīng)用、元素化合物的主要性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離、水解等。

例1．(2018全國Ⅱ，11)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

( )

A．常溫常壓下，124 g P4中所含P—P鍵數(shù)目為4NA

B．100 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目為0.1NA

C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為2NA

D．密閉容器中，2 mol SO2和 1 mol O2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA

答案：C

二、“給定”情景的計算

“給定”情景的計算問題也稱為新情景或新信息下與計算相關(guān)的問題(如與物理、生物、數(shù)學(xué)的結(jié)合點(diǎn))，可能涉及常規(guī)計算未涉及的新概念，如殘留量、化學(xué)需氧量、碘值、溶解氧、有效氯等。這類綜合計算題要求學(xué)生能夠以信息為證據(jù)進(jìn)行推理，對考生的現(xiàn)場自學(xué)能力要求較高。

例2．(2018全國Ⅱ，28節(jié)選)已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)受熱完全分解后的殘留固體物含有FeO和Fe2O3，以該殘留物為樣品可以測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。

②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為 _____________。

技巧點(diǎn)撥：“給定”情景的計算經(jīng)常涉及陌生的測定原理和復(fù)雜的操作步驟，通常以文字信息(如“有效氯”含量)、單位信息等形式給出。明確實(shí)驗需要測定的物理量，找到已知物理量和未知物理量之間的定量關(guān)系，描述該測定過程，并指出測定過程中各個步驟的意義，要忽略題中所給的多余信息，這些是審題的關(guān)鍵。此類計算題的一般解題程序如下：一是依據(jù)題意，明晰概念，根據(jù)給定情景寫出有關(guān)計算表達(dá)式；二是細(xì)讀方案，根據(jù)計算表達(dá)式，確定需根據(jù)實(shí)驗求解的物理量，并從方案中確定實(shí)驗直接測定的物理量，建立需求解物理量和直接測定物理量的定量關(guān)系；三是代入數(shù)據(jù)，得出答案。

三、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液

該考點(diǎn)經(jīng)常考查托盤天平或分析天平、容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯、量筒等儀器的使用方法，物質(zhì)的溶解或稀釋方法，定容的方法，計算配制一定體積一定物質(zhì)的量濃度溶液所需固體(含結(jié)晶水化合物)藥品的質(zhì)量或濃溶液的體積，配液操作對實(shí)驗結(jié)果的影響規(guī)律等形式。主要涉及儀器的使用、藥品的取用或稱量、配液操作、根據(jù)物質(zhì)的量濃度和溶液的體積計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量、根據(jù)溶質(zhì)和原料的關(guān)系式計算物質(zhì)的質(zhì)量、誤差分析等。

例3．下列說法正確的是 _____________。

②用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定可以測定NaOH溶液濃度，在配制標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液過程中，燒杯中的鹽酸溶液有少量濺出，使測定結(jié)果偏高。

③容量瓶和滴定管使用前均需要檢漏，洗凈的錐形瓶和容量瓶必須放進(jìn)烘箱中烘干。

④為準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，定容過程中向容量瓶內(nèi)加蒸餾水至接近刻度線時，改用滴管滴加蒸餾水至刻度線。

⑤鄰苯二甲酸氫鉀可用于標(biāo)定NaOH溶液的濃度，假如稱量鄰苯二甲酸氫鉀時電子天平讀數(shù)比實(shí)際質(zhì)量偏大，則測得的NaOH溶液濃度比實(shí)際濃度偏小。

⑥稱取KMnO4固體0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，配制濃度為0.010 mol·L-1的KMnO4溶液。

⑦用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L-1H2SO4溶液于燒杯中，加水80 mL，配制成0.100 0 mol·L-1H2SO4溶液。

⑧用量筒量取5.00 mL 1.00 mol·L-1鹽酸于50 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，可配制0.100 mol·L-1鹽酸。

答案：②④

四、有關(guān)物質(zhì)或產(chǎn)品純度的實(shí)驗和計算

有關(guān)物質(zhì)成分或化工產(chǎn)品中純度的計算是近年高考的熱點(diǎn)，主要涉及定量實(shí)驗所用儀器的使用、實(shí)驗原理和現(xiàn)象、物質(zhì)的量濃度的計算、物質(zhì)的量在化學(xué)或離子方程式等計算中的應(yīng)用、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算等。

例4．(2018全國Ⅲ，26節(jié)選)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol-1)可用作定影劑、還原劑，利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸餾水在________中溶解，完全溶解后，全部轉(zhuǎn)移至100 mL的________中，加蒸餾水至________。

答案：①燒杯 容量瓶 刻度 ②95.0