2023届新高考一轮复习化学计算作业(3).docx
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1、化学计算1为确定铜铁合金组成,一同学将不同质量的该合金分别与50.00 mL 0.80 molL1的FeCl3溶液反应,实验结果如表所示(反应前后溶液的体积变化忽略)。序号合金样品质量/g0.8001.2001.6003.200反应后剩余固体质量/g00.0640.4802.080(1)实验的滤液中c(Fe2)_。(2)合金中n(Cu)n(Fe)_。【答案】(1)1.20 molL1 (2)1:6 【解析】从第组数据,可以得出FeCl3溶液全部参与反应,50.00 mL 0.80 molL1溶液能溶解金属质量1.20g-0.064g=1.136g,大于第组溶解的金属质量,故第组金属完全反应,F
2、eCl3有剩余;第组实验中FeCl3溶液全部参与反应,其物质的量为0.05L0.8mol/L=0.04mol,假设只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,参加反应Fe的物质的量为0.02mol,则溶解的Fe的质量为0.02mol56g/mol=1.12g1.136g,所以同时也有一部分Cu溶解,所以剩余的固体全部为Cu,设溶解的铁和铜的物质的量分别为x和y,则:56x+64y=1.136,2x+2y=0.04,解得x=0.018,y=0.002。则铜的总物质的量为0.002+=0.003mol,所以合金中n(Cu)n(Fe)1:6。第组实验中溶解金属为1.60g-0.48g=1.12g,混合物中F
3、e恰好完全反应、Cu不反应。剩余0.48g为Cu或铜与铁的混合物,故第组实验中,剩余固体为Fe、Cu溶液中溶质为FeCl2,第4组实验中剩余固体为Fe、Cu,溶液中溶质为FeCl2,则溶液中存在c(Fe2+)=c(Cl-)= c(FeCl3)= 0.8mol/L=1.2mol/L。2将一定量的CO2气体通入500 mL某氢氧化钠溶液中,充分反应后将溶液在低温下蒸发,得到不含结晶水的白色固体A,取三份质量不相同的A试样分别与50mL相同浓度的盐酸溶液反应,得到标准状况下气体体积与固体A的质量关系如表所示:组别A的质量3.805.707.60气体体积(mL)89613441120(1)试判断:A的
4、成分_。(2)盐酸物质的量浓度为_molL1。【答案】(1)NaHCO3和Na2CO3 (2)1.8 【解析】(1)由的数据可知,组中白色固体反应完全,组反应生成的CO2为:n(CO2)=0.04mol。若A全为Na2CO3,生成的CO2为:n(CO2)=0.036mol0.04mol;若A全为NaHCO3,生成的CO2为:n(CO2)=0.045mol0.04mol,由上可知,A应为NaHCO3和Na2CO3的混合物;(2)由第组可知,盐酸和A完全反应,设混合物中含有xmolNa2CO3,ymolNaHCO3,则,解之得:;根据元素守恒可知:n(HCl)=n(Na+)=2n(Na2CO3)+
5、n(NaHCO3)=20.03mol+0.03mol=0.09mol,c(HCl)=1.8mol/L。3为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:实验序号IIIIIIIV盐酸体积(mL)30.030.030.030.0样品质量(g)2.963.705.186.66CO2体积(mL)672840896672(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3):n(NaHCO3)=_。(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=_。【答案】(1)2 (2)2
6、.50mol/L【解析】(1)结合、可知,随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明、中盐酸过量,Na2CO3和NaHCO3的完全反应,设出中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y,则106x+84y=2.96、x+y=0.672L22.4L/mol=0.03mol,联立解得:x=0.02mol、y=0.01mol,所以样品中物质的量之比n(Na2CO3):n(NaHCO3)=0.02mol:0.01mol=2:1。(2)根据实验、可知,中盐酸不足,Na2CO3优先反应生成NaHCO3,设6.66g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2x、x,则1062x+84x=6.
7、66,解得:x=0.0225mol,即6.66g样品中含有0.045mol碳酸钠、0.0225mol碳酸氢钠,将样品加入盐酸中,先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,0.045mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045mol,碳酸钠完全反应后发生再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,生成标准状况下672L二氧化碳消耗HCl的物质的量为:n(HCl)=n(CO2)=0.672L22.4L/mol=0.03mol。所以30mL盐酸中含有HCl的物质的量为:0.045mol+0.03mol=0.075mol,该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)=0.0
8、75mol/0.03L=2.50mol/L。4化学需氧量(chemical oxygen demand,简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化 1 L 污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1 L水样所消耗O2的质量(mgL-1)计算。COD小,水质好。某湖面出现赤潮,某化学兴趣小组为测定其污染程度,用 1.176 g K2Cr2O7固体配制成 100 mL溶液,现取水样20.00 mL,加入10.00 mL K2Cr2O7溶液,并加入适量酸和催化剂,加热反应2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 molL-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,消耗Fe(NH
9、4)2(SO4)2溶液的体积如下表所示。此时,发生的反应是CrO72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O。(已知K2Cr2O7和有机物反应时被还原为 Cr3+,K2Cr2O7的相对分子质量为294)序号起始读数/mL终点读数/mL10.0012.1021.2613.1631.5414.64(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为_molL-1。(2)求该湖水的COD为_mgL-1。【答案】(1)0.0400 (2)480 【解析】(1)K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol,则1.176 g K2Cr2O7固体的物质的量是n(K2Cr2O7)=0.0040 mol,由于配
10、制成100 mL溶液,所以配制K2Cr2O7的溶液的物质的量浓度c(K2Cr2O7)=0.0400 mol/L;(2)n(K2Cr2O7)=0.01 L0.0400 mol/L=410-4 mol,三次实验消耗溶液的体积分别是12.10 mL、11.90mL、13.10 mL,可见第三次实验误差较大,要舍去,则消耗溶液平均体积是V=12.00 mL、n(Fe2+)=1210-3 L0.10 mol/L=1.210-3 mol,由CrO72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O可知,剩余的n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)=1.210-3 mol=210-4 mol,则水样消耗的
11、n(K2Cr2O7)=410-4 mol-210-4 mol=210-4 mol,根据电子电子转移可知,水样需要氧气的物质的量为n(O2)=210-4mol(6-3)2=310-4 mol,氧气的质量m(O2)=310-4 mol32 g/mol=9610-4 g=9.6 mg,故该水样的化学需氧量COD=480 mg/L。5将 36.0gFeC2O42H2O隔绝空气加热使之分解, 最终可得到 15.2g 某种铁的氧化物, 请通过计算推测该铁的氧化物的组成: _( 写出化学式)。并写出计算过程:_。【答案】Fe4O5或Fe3O4FeO或Fe2O32FeO 15.2 g -36.0 g18 0
12、g/mol56 g/mol=4.0g n(Fe)/n(O)=(36180)/(4.016)= 【解析】36.0gFeC2O42H2O的物质的量为=0.2mol,15.2g 某种铁的氧化物中含有氧原子的物质的量为=0.25mol,则氧化物中铁与氧两元素的原子个数比0.2mol:0.25mol=4:5,则该铁的氧化物的组成为Fe4O5或Fe3O4FeO或Fe2O32FeO。6钢铁制品经常进行烤蓝处理,主要目的是在表面生成一层致密的Fe3O4。为了研究烤蓝铁片,把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末,取mg该粉末,放入28.00 mL 1.000molL1的盐酸中,恰好完全反应,生成134.4 mL气体(标
13、准状况)。向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。(1)计算mg样品中n(Fe3O4)=_mol。(2)写出具体计算过程_。【答案】(1)0.002或0.002000 (2)n(HCl)=28.00mL103mLL11.000molL1=0.028mol, n(H2)=;与盐酸反应后的溶液中溶质只有FeCl2,根据关系是FeCl22Cl,可得溶液中n(FeCl2)=0.028mol2=0.014mol;设n(Fe3O4) =x mol,有:得x=。 【解析】整个过程发生的反应有Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O、2FeCl32Fe=3FeCl2、Fe2HCl=FeCl2H
14、2。n(HCl)=28.00mL103mLL11.000molL1=0.028mol;与盐酸反应后的溶液中溶质只有FeCl2,根据关系是FeCl22Cl,可得溶液中n(FeCl2)=0.028mol2=0.014mol;与盐酸反应放出氢气的Fe:FeH2,n(H2)=;根据可知与盐酸反应的Fe的物质的量为0.006mol;得到FeCl2的物质的量为0.006mol; 假设Fe3O4的物质的量为xmol,有:可得4x=。7已知粗盐水中含M g Cl26.80molm3,含CaCl23.00molm3。向粗盐水中加入Ca(OH)2除Mg2+:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2。然
15、后加入Na2CO3除Ca2+。(1)处理上述粗盐水10.0 m 3,至少需要加Na2CO3_ kg。(保留三位有效数字)(2)如果用碳酸化尾气(含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.0400)代替碳酸钠,发生如下反Ca2+2NH3+CO2+H2OCaCO3+2NH4+。处理上述10.0 m 3粗盐水至少需要通入标准状况下_ m 3碳酸化尾气。(需列式计算,保留三位有效数字)【答案】(1)10.4 (2) 【解析】(1)设至少需要加Na2CO3的物质的量是xmol; x =98mol,需要碳酸钠的质量是98mol106g/mol=10388g=10.4 kg;(2) 需要通入二氧化碳的
16、物质的量是ymol; y=98mol,通入碳酸化尾气的体积是。8已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2+10CO2+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)zaH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 molL1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 molL1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0
17、.2800 g,恰好完全反应。通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _。【答案】均分两份样品,则每份质量分别为 =4.910g,4.910 g样品A中,n(H2O)=0.0300mol。根据5C2O42-2MnO4-得:n(C2O42-)=2.5n(MnO4-)=2.50.5000 molL1 0.02400 L=0.0300mol。又根据2Fe3+Fe=3Fe2+可得:n(Fe3+)=2n(Fe)=0.0100mol。又因为电荷守恒:n(K+)+3n(Fe3+)2n(C2O42-),可得:n(K+)+30.0100mol=20.0300mol,解得:n(K+)=0.0300mol。所以
18、,n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3,所以,A的化学式K3Fe(C2O4)33H2O。【解析】均分两份样品,则每份质量分别为 =4.910g,4.910 g样品A中,n(H2O)=0.0300mol。根据5C2O42-2MnO4-得:n(C2O42-)=2.5n(MnO4-)=2.50.5000 molL1 0.02400 L=0.0300mol。又根据2Fe3+Fe=3Fe2+可得:n(Fe3+)=2n(Fe)=0.0100mol。忽略水的电离,根据电荷守恒:n(K+)+3n(Fe3+)2n(C2O42-),可得:n(K+)+30.0100mol=2
19、0.0300mol,解得:n(K+)=0.0300mol。所以,n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3,所以,A的化学式K3Fe(C2O4)33H2O。9用11.92gNaClO配成溶液,向其中加入0.01molNa2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。则Na2SX 中的 x=_(写出简要计算过程)【答案】11.92gNaClO的物质的量为0.16mol,和Na2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl,氯的化合价从+1价降低到-1价,硫的化合价从-价升高到+6价,根据氧化还原反应的电子守恒规律,有0.162=0.01(6+),解得x=5。【
20、解析】11.92gNaClO的物质的量为0.16mol,和Na2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl,氯的化合价从+1价降低到-1价,硫的化合价从-价升高到+6价,根据氧化还原反应的电子守恒规律,有0.162 = 0.01(6+),解得x=5。10有一含(NaOH 和 Na2CO3 或 Na2CO3 和 NaHCO3)混合碱,现称取试样 0.2960 克,以 0.1000molL-1的 HCl 标准溶液滴定,酚酞指示终点时消耗 20.00mL,再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL(1)若 20.00V40.00,请列式计算以甲基橙指示终点时需要盐酸的体积为多少_?【答案】(1)Na
21、OH 和 Na2CO3 (2)50.00mL 【解析】(1) 将0.1000mol/L HCl标准溶液滴定至第一滴定终点(此时得到的溶液中的溶质为NaCl和NaHCO3)时消耗 20.00mL,发生的反应可能为NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,若 20.00V40.00 时,说明第一滴定过程中消耗的盐酸溶液的体积小于20mL,则混合碱的组成为NaOH 和 Na2CO3;(2)若 V40.00,说明混合碱的组成为Na2CO3 和 NaHCO3
22、,根据第一滴定过程发生的反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl和消耗 20.00mL0.1000mol/L HCl,n(Na2CO3)= 0.02000L0.1000mol/L=0.002mol,则原混合物中含有碳酸氢钠为n(NaHCO3)= =0.001mol,因此第二滴定过程中发生的反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,其中n(NaHCO3)= 0.001mol+0.002mol=0.003mol,因此消耗 0.1000mol/L HCl的体积V=30.00mL,因此前后共消耗0.1000mol/L HCl50.00mL。11室温下,50 mL pH = 1的稀H2
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