高中化学人教版 (2019)必修 第一册物质的量教课内容课件ppt

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第二节第三章　铁 金属材料核心素养发展目标HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO1. 能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。2.通过学习化学计算中常见的解题方法，体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义，感受物质的量在化学方程式计算中的应用。写在前面本节课涉及大量计算，一定要认真听准备好笔、草稿纸和脑子不要抄大段文字，只记录关键词（标红的词语）一定要跟着动手算，不要偷懒理解最重要，ppt发给你们课后补笔记（关键词）一、以物质的量为中心的计算二、化学方程式中的定量关系化学方程式中，各物质的 之比，也等于各物质参与反应的 之比。2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑化学计量数之比扩大 6.02×1023倍物质的量之比2 : 2 : 2 : 12×6.02×1023 : 2×6.02×1023 : 2×6.02×1023 : 1×6.02×1023 2 mol : 2 mol : 2mol : 1 mol物质的量化学计量数三、化学计算中常用的解题方法1.关系式法【原理】①根据____________确定关系式。 ②根据____________确定关系式。【步骤】①写：写出化学(离子)方程式并配平 ②找：找出已知量、未知量 ③列：根据已知量、未知量在方程式中的系数之比列出关系式 ④解：计算求解 ⑤查：检查化学计量数元素守恒【注意】利用化学方程式计算需上下单位一致，左右单位相当三、化学计算中常用的解题方法1.关系式法例1：250mL 2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。 求:(1)参加反应的铁屑的物质的量；(2)生成的H2的体积(标准状况)。【解析】 Fe ＋ H2SO4 = FeSO4＋H2↑化学计量系数n1 1 1n(Fe) 2mol/L×0.25L n(H2)∴ n(Fe) = 0.5mol V(H2) = n(H2)×Vm = 0.5mol ×22.4L/mol=11.2L 上下单位一致，左右单位相当1. 用14g CO还原足量的Fe2O3，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。巩固 • 练习【解析】 3CO＋Fe2O3 === 2Fe＋3CO2 ， CO2＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋H2O高温化学计量系数n3 3 1 1 n(CO2) n(CaCO3)  ∴ n(CO2) = 0.5mol n(CaCO3) = 0.5 mol m(CaCO3) = n×M =0.5mol × 100g/mol=50g【解法2】利用碳元素守恒建立关系式：CO ~ CaCO3（1）电子守恒2.守恒法【原理】氧化还原反应中得失电子守恒，即 电子总数= 电子总数（化合价 总数=化合价 总数）【步骤】①找出氧化剂、还原剂及其物质的量，每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的数目。 ②据电子守恒列式： n(氧化剂)×1mol氧化剂得电子数 = n(还原剂) ×1mol还原剂失电子数 ③利用等式求解未知量。三、化学计算中常用的解题方法得失升高降低例2：24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为 。（1）电子守恒2.守恒法三、化学计算中常用的解题方法n(氧化剂)×1mol氧化剂得电子数=n(还原剂) ×1mol还原剂失电子数 【解析】 还原剂：Na2SO3 ~ Na2SO4 氧化剂：K2Cr2O7 ~ 2Crx+ 2e-2(6-x)e-0.05mol/L×24×10-3 L ~ 2×0.05×24×10-3 mol e- 0.02mol/L×20×10-3 L ~ 2(6-x)×0.02×20×10-3 mol e- 其中，2×0.05×24×10-3 mol = 2(6-x)×0.02×20×10-3 mol∴ x = 3 +3 巩固 • 练习2．一定条件下，当溶液中XO4－与H2O2分子个数比恰好为2∶5时，溶液中XO4－离子被还原为较低价态，则X元素的化合价变为（ ）。 A．+2 B．+3 C．+4 D．+5【解析】 还原剂：H2O2 ~ O2 氧化剂： XO4－ ~ Xy+ 2e-(7-y)e-5mol ~ 5×2mol e- 2mol ~ 2(7-y) mol e- 其中， 5×2mol = 2(7-y) molA∴ y= 2 （2）电荷守恒2.守恒法三、化学计算中常用的解题方法【原理】溶液永远呈电中性，即正负电荷守恒， 电荷总数= 电荷总数（n(阳离子) × 所带电荷数= n(阴离子) ×所带电荷数）。离子方程式中，反应物所带电荷总数= 所带电荷总数【步骤】①找出阴阳离子及其物质的量。 ②据电荷守恒列式：n(阴离子)×电荷数=n(阳离子) ×电荷数 反应物所带电荷总数=生成物所带电荷总数 ③利用等式求解未知量。正负生成物（2）电荷守恒2.守恒法三、化学计算中常用的解题方法溶液中：n(阴离子)×电荷数=n(阳离子) ×电荷数离子方程式：反应物所带电荷数=生成物所带电荷数 例3(1)：100mL K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中， c(Al 3+)=0.2mol/L，c(K+)= 0.2mol/L，求c(SO4 2-)=？建立等式： 3c(Al 3+)+c(K+)= 2c(SO4 2-)解得：c(SO4 2-) = 0.7mol/L【解析】溶液呈电中性 代入数据：3×0.2mol/L+0.2mol/L=2 c(SO4 2-) D（2）电荷守恒2.守恒法三、化学计算中常用的解题方法建立等式： 2a+4 = 3c解得：c= 4【解析】离子方程式左右两边电荷数相等代入数据： 2c+4 = 3c （由M元素守恒可知，c=a）例3(2) : 已知aM2+ + bO2+4H + = cM3+ +dH2O，则化学计量数c的值为( )A.1 B.2 C.3 D.4 溶液中：n(阴离子)×电荷数=n(阳离子) ×电荷数离子方程式：反应物所带电荷数=生成物所带电荷数 3. 100mL 0.2mol/L Na2CO3溶液与300mL 0.25mol/L H2SO4溶液混合，加水稀释到500mL，混合溶液中H+的物质的量浓度为（ ）A. 0.3 mol/L B. 0.25 mol/L C. 0.22 mol/L D. 0.09 mol/L巩固 • 练习C 【注意】混合后溶质之间发生反应，要按反应之后剩余的溶质计算【解析】 混合溶液中，溶质Na2CO3 与H2SO4会反应，且H2SO4过量2.守恒法（3）元素守恒三、化学计算中常用的解题方法【原理】化学反应前后元素守恒，即反应前后原子的种类和个数不变（某种元素物质的量不变）。因此，当已知量和未知量靠多个反应联系时，可直接确定比例关系，简化计算。（n(A元素)前= n(A元素)后）【步骤】①找出A元素反应前、后所存在的形式及其物质的量 ②据元素守恒列式：n(A)前 = n(A)后 ③利用等式求解未知量2.守恒法（3）元素守恒三、化学计算中常用的解题方法元素守恒：n(A元素)前 = n(A元素)后 例4：工业制备硫酸的反应如下：①4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3， ② 2SO2+O2=2SO3，③ SO3+H2O=H2SO4 。则12 kg FeS2理论上可生成 kg H2SO4【解析】根据元素守恒可知，反应前后硫元素质量（物质的量）不变 建立关系式： FeS2 ~ 2 H2SO4解得：m(H2SO4)= n×M =200mol × 98g/mol = 19600g =19.6kg ∴ n(H2SO4) = 200 mol 19.6巩固 • 练习4.向Fe、FeO、Fe3O4的混合物中，加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出22.4 mL(标准状况)的气体，所得溶液加入KSCN溶液现象为 ，若用足量的CO在高温下还原质量相同的此混合物，能得到铁的质量为 g。无明显现象2.8【解法1】 Fe、FeO、Fe3O4的混合物恰好完全溶于酸，且有气体(H2)产生故多余盐酸用于溶解FeO、Fe3O4，又氧化性Fe3+ > H+，Fe将Fe3+全部还原后，剩余Fe再和H+反应反应后溶液中溶质仅为FeCl2，加入KSCN溶液无明显现象根据Cl-守恒： 2HCl ~ FeCl2 ∴这些铁元素被还原，质量为： 0.05 mol ×56g/mol=2.8g根据H元素守恒：2HCl ~ H2若盐酸全部用于溶解Fe，产生氢气则有：0.1L×1mol/L ~ 0.05mol > n(H2)=0.001mol巩固 • 练习5.向Fe、FeO、Fe3O4的混合物中，加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出22.4 mL(标准状况)的气体，所得溶液加入KSCN溶液现象为 ，若用足量的CO在高温下还原质量相同的此混合物，能得到铁的质量为 g。无明显现象2.8【解法2】 Fe、FeO、Fe3O4的混合物溶于酸时，发生如下反应: FeO＋2HCl＝FeCl2＋H2O ；Fe3O4＋8HCl＝ FeCl2＋2FeCl3＋4H2O 2FeCl3+ Fe = 3FeCl2 ； Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 因为氧化性Fe3+ > H+，所以当Fe将Fe3+全部还原后，多余的Fe再和H+反应由此可见，以上反应若恰好完全反应，反应后溶液中溶质仅为FeCl2，加入KSCN溶液无明显现象根据Cl-守恒： 2HCl ~ FeCl2 ∴这些铁元素被还原，质量为： 0.05 mol ×56g/mol=2.8g3.极值法三、化学计算中常用的解题方法【原理】适用于混合体系，简化计算。假设混合体系中其中一种物质的某些物理量（n、m等）为0或1，即将混合物看成纯净物，算出最大值、最小值。【步骤】①假设：假设其中一种物质为0或1，看成某一纯净物 ②计算：按相关公式/比例式进行计算3.极值法三、化学计算中常用的解题方法例5：常温常压下，16g O2和O3的混合气体中，含有氧原子的数目为多少？混合物看成纯净物，计算最大值、最小值【解析】若16g全为O2若16g全为O3  ∴混合气体中，含有氧原子的数目为NA巩固 • 练习6.在干燥空气中，2.3g纯净金属钠被氧化后得到3.5g固体，可判断其产物是（ ）A.只有Na2O B.只有Na2O2C. Na2O和Na2O2 D.无法确定【解析】 2.3g Na的物质的量为0.1mol，由Na元素守恒可知若全部变为Na2O2若全部变为Na2O2Na ~ Na2O2Na ~ Na2O2  而3.1g