例谈新高考化学计算题的解题突破

摘要：本文根据守恒关系、列关系式、特定表达式对近年新高考中出现的化学计算进行破解，并归类赏析，希望能够抛砖引玉，探寻解题突破的有效方法，从而提高复习的针对性和得分率.

关键词：例谈；新高考；化学计算题；解题突破

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2024）28-0132-03

近年来，新高考化学中的一类以主题突出、考向明确、区分度高、选拔性强、短小精致的计算题悄然兴起，能够有效考查考生思维方式和计算能力，因此备受命题者的青睐，破解化学计算成为高考复习中的重中之重（为节约篇幅和突出主题的需要，对原试题进行了删减）.

1根据守恒关系破解化学计算

例1（1）某温度下，将a L（已换算成标况体积）氯气通入由24 g NaOH配成的溶液中，反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO-3的个数比为1∶3.

①a=L；

②写出该反应的化学方程式：.

（2）某硫酸厂使用含杂质25%的黄铁矿（主要成分为FeS2，杂质中不含硫元素）为原料制取硫酸，在反应过程中有3%的硫元素损失（其余硫元素均可转化为硫酸）.则1吨该黄铁矿理论上可制取98%的硫酸吨？（结果保留三位有效数字）

（3）向1 L的H2SO4和Fe2（SO4）3的混合溶液中加入CuO和铜粉且完全溶解，反应后溶液中只含Fe2+、Cu2+、SO2-4，且c（SO2-4）=1.0 mol/L，n（Fe2+）n（Cu2+）=23（不考虑金属离子的水解和溶液体积变化）.则原溶液中Fe2（SO4）3浓度为.

解析（1）①氯气通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液，根据元素守恒，氯原子个数与钠原子个数相等，24 g NaOH的物质的量为24 g40 g/mol=0.6 mol，即钠原子为0.6 mol，则氯原子的物质的量为0.6 mol，氯气的物质的量为氯原子的一半，即0.3 mol，标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L.

②氯气通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液，ClO-与ClO-3的个数比为1∶3，可知氯气到ClO-与ClO-3升价总数为1+3×5=16，根据化合价升降总数相等可知Cl-的个数应为16，再结合元素守恒配平反应得：10Cl2+20NaOH16NaCl+NaClO+3NaClO3+10H2O.

（2）根据S元素守恒可得关系式：FeS2～2H2SO4，根据数据有如下式子：

FeS2～2H2SO4

120196

1t×75%×97%m×98%

m=1t×75%×97%×196120×98%≈1.21t.

（3）反应后溶液中只有Fe2+、Cu2+、SO2-4三种离子，且三者所带电荷相同，由电荷守恒可知：c（Fe2+）+c（Cu2+）=c（SO2-4）=1.0mol/L，又由n（Fe2+）n（Cu2+）=23可知，反应后溶液中c（Fe2+）=1.0 mol/L×25=0.4 mol/L，c（Cu2+）=1.0 mol/L×35=0.6 mol/L，由Fe元素守恒可知原溶液中Fe2（SO4）3浓度为0.2 mol/L.

技巧总结：把握守恒关系是破解新高考化学计算的重要方法，能够省略复杂的中间过程，达到快速准确求解的目的.得失电子守恒是涉及氧化还原反应中的计算的重要依据，根据化合价的变化准确判断氧化剂、还原剂及其产物；由化合价的变化计算得失电子数目，对于多种氧化剂、还原剂参与的多步连续的氧化还原反应，根据电子守恒，可建立不同氧化剂与还原剂之间的数量关系，从而快速求解未知量.元素守恒法把握反应过程中元素原子的种类与数目不变，是质量守恒的根本原因；电荷守恒是电解质溶液阴、阳离子所带的电荷总数相同，溶液呈电中性的根本原因，也体现在化合物中正、负化合价的代数和为0，以及离子方程式中参与反应的离子所带电荷种类和总数与生成物相同，利用守恒关系可以简化中间过程，快速解决相关计算[1].

2根据列关系式破解化学计算

例2（2024年陕西渭南三模，节选）重铬酸钾（K2Cr2O7）是一种重要的化工原料，可用于制备铬矾、电镀、有机合成等.（6）测定产品中K2Cr2O7含量：称取样品2.50 g配成250 mL溶液，取25.00 mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸和几滴指示剂，用0.100 0 mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2标准液进行滴定.三次实验消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准液的平均体积为25.00 mL.则样品中K2Cr2O7的纯度为.（滴定过程中发生的反应为Cr2O2-7+Fe2++H+Cr3++Fe3++H2O）

解析（6）根据题意，滴定过程中发生的反应为：Cr2O2-7+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O，三次实验消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准液的平均体积为25.00mL，依据Cr2O2-7～6Fe2+的数量关系式，则样品中K2Cr2O7的纯度为［（0.100 0 mol/L×25.00×10-3L）/6］×294 g/mol2.5 g×（25.00 mL/250 mL）×100%=49%.

技巧总结：根据题干中的信息，通过化学方程式的配平与书写，或者通过得失电子守恒，或者给定的物质的数量关系，列出已知量与未知量的比例关系.有时要挖掘隐含的数量建立联系，如氧化还原反应中的得失电子、串联电路中转移的电子数、差量法中的差量等，从而顺利地求解未知量.

变式练习：（2024江苏连云港高三期中节选）为测定草酸钴样品的纯度，进行如下实验：

①取草酸钴样品3.000 g，加入100.00 mL 0.100 0 mol·L-1酸性KMnO4溶液，加热充分反应至不再有CO2气体产生（该条件下Co2+不被氧化，杂质不参与反应）.

②将溶液冷却，加水稀释定容至250 mL.

③取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L-1 FeSO4溶液滴定过量的KMnO4，恰好完全反应时消耗18.00 mL FeSO4溶液.计算样品中CoC2O4·2H2O的质量分数，并写出计算过程.[已知：M（CoC2O4·2H2O）=183]

解析（4）根据草酸钴样品与酸性KMnO4溶液，加热充分反应至不再有CO2气体产生，该条件下Co2+不被氧化，杂质不参与反应，可知发生的反应为：5CoC2O4+2MnO-4+16H+10CO2+2Mn2++5Co2++8H2O，用FeSO4溶液滴定过量的KMnO4发生的反应为：5Fe2++MnO-4+8H+Mn2++5Fe3++4H2O，n（FeSO4）=0.100 0 mol·L-1×18.00×10-3L=1.8×10-3mol，依据电子守恒：n（KMnO4）×5=n（FeSO4）×1，被FeSO4还原KMnO4的物质的量 n（KMnO4）＝3.6×10-3mol，则与CoC2O4反应的KMnO4的物质的量为：0.1 L×0.1 mol/L-0.003 6 mol=0.006 4 mol，依据电子守恒：n（KMnO4）×5=n（CoC2O4）×2，n（CoC2O4）=

0.016 mol，ω（CoC2O4·2H2O）＝0.016 mol×183 g/mol3.000 g×100%＝97.60%.

3根据特定表达式破解化学计算

例3（1）常温下用氨浸-水合肼还原法浸取AgCl，已知：Ag+（aq）+2NH3·H2O（aq）［Ag（NH3）2］+（aq）+2H2OK4=1.6×107，

Ksp（AgCl）=1.8×10-10，写出AgCl溶于氨水发生反应的离子方程式：，计算该反应的平衡常数K=（保留3位有效数字）.

（2）NO的应用.NO分解ICl制取I2和Cl2的原理如下：

反应Ⅰ：

2ICl（g）+2NO（g）2NOCl（g）+

I2（g）K1

反应Ⅱ：

2NOCl（g）2NO（g）+Cl2（g）K2

反应的-lgK～T（K值为平衡时用各气体的分压表示得出的值）的关系如图2所示.

430 K时，反应2ICl（g）I2（g）+Cl2（g）的K为.

解析（1）AgCl溶于氨水的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O［Ag（NH3）2］++Cl-+2H2O；K4=c［Ag（NH3）+2］c2（NH3·H2O）·c（Ag+）=1.6×107，Ksp（AgCl）=c（Ag+）·c（Cl-）=1.8×10-10，所以K=c［Ag（NH3）+2］·c（Cl-）c2（NH3·H2O）=c［Ag（NH3）+2］·c（Cl-）·c（Ag+）c2（NH3·H2O）·c（Ag+）=K4·Ksp（AgCl）

=1.6×107×1.8×10-10=2.88×10-3.

（2）由图2可知，430 K时，-lgK1=1.1、-lg K2=2.9，则K1=c2（NOCl）c（I2）c2（ICl）c2（NO）=10-1.1、K2=c2（NO）·c（Cl2）c2（NOCl）=10-2.9，反应2ICl（g）I2（g）+Cl2（g）的K=c（I2）c（Cl2）c2（ICl）=K1K2=10-1.1×10-2.9=10-4.

技巧总结：对于特定表达式进行的计算，若没有直接的数据代入，要先读懂题意，明确目标计算，根据题意对特定表达式做一些变形.例如对平衡常数的微计算，先写出表达式，通过分子、分母同乘以某个数值，转变成电离平衡常数、溶度积常数等代入计算.也可以通过盖斯定律对方程式的叠加得出目标方程式，相加K则相乘，相减K则相除，系数为原来的多少倍，则K为原来多少次方，从而突破平衡常数的计算.对于破解其他关系式的计算，需要从题干信息中寻找能够得到的数值及相互关系，同时可运用转化替换的思想进行相关计算，即可解答.

4结束语

综上所述，新高考化学中的计算，题干信息简洁明了，同时突出对化学主干知识的考查，化学味浓厚，因此在未来的高考中将会高频出现，应引起重视，并进行针对性的复习强化.

参考文献：

［1］

冉贞春.基于对高考化学备考策略的再思考[J].科学咨询，2017（28）：45.

［责任编辑：季春阳］