歸納類型 找準方法——例談高考試題中的化學綜合計算

江蘇

王建華

高考試題中的化學綜合計算，已不再局限于教材，而是以具有實際應用的科研實驗背景為素材。這也體現了化學核心素養的要求，是高中化學的核心之一，也是每年高考必考的內容。它在近年高考中具有較強的穩定性和延續性，在考試中有較好的區分度。該題型主要以滴定形式出現，能有效地考查學生對氧化還原反應滴定、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范性。本文對近幾年高考化學試題進行歸納和梳理，總結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

高考化學實驗綜合題從實驗目的來看主要有兩種：(1)測定物質的組成，(2)測定物質的含量(包括物質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、質量守恒、得失電子守恒)，(2)關系式法，(3)方程組法。

高考試題中的化學綜合計算，主要以滴定形式出現，其中有三大類型滴定方式：

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

二、找準方法，典例剖析

1. 一步滴定：“A→B”型

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

【例1】(2017年江蘇卷·18節選)堿式氯化銅是重要的無機殺菌劑。

【解題思路】用EDTA(Na2H2Y·2H2O)標準溶液滴定未知的Cu2+，為一步滴定“A→B”型，據反應方程式計算即可。關于未知物質化學式的確定一般步驟為(1)根據題給信息，計算出測定離子的物質的量；(2)根據電荷守恒，求出未測定離子的物質的量；(3)根據質量守恒，求出結晶水的物質的量；(4)求出各離子和結晶水的物質的量之比；(5)寫出正確的化學式。

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

物質的量測定方法或計量依據Cl-重量法Cu2+滴定法OH-電荷守恒H2O質量守恒

【答案】Cu2(OH)3Cl·H2O

2．連續滴定：“A→B→C”型

第一步滴定反應生成的產物，還可以繼續參加第二步的滴定。根據第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應物的量。一般通過列總反應比例關系來計算，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反應生成H2C2O4，然后再被KMnO4溶液滴定，這是典型的連續滴定類型“A→B→C”。對于連續滴定類型，關鍵是依據多步反應列出總的比例關系(據方程式或得失電子守恒等方法)。該題總反應比例關系為“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，然后據反應求出相關物質的量。

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

【答案】27.00 mg·mL-1