内容正文:
考点巩固卷02 化学计算
考点01 以物质的量为中心的计算
(限时:15 min)
考法01 物质的量
考法02 摩尔质量
考法03 气体摩尔体积
考法04一定物质的量浓度溶液配制及其计算
考点02 利用化学方程式或关系式的计算
(限时:10 min)
考法 利用化学方程式或关系式的计算
考点03 利用守恒法的计算
(限时:15 min)
考法01 元素守恒法在计算中的应用
考法02 得失电子守恒法在计算中的应用
考法03电荷守恒法在计算中的应用
考点01 以物质的量为中心的计算
考法01 物质的量
1. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol含氢原子数为 B.1mol和个CO2所含的原子数相同
C.1mol含氢原子数为 D.0.1mol C所含的电子数为
【答案】C
【解析】A. 1mol→2mol H→个氢原子,A项错误。
B. 1mol→2mol N→个氮原子;个→个碳原子,个氧原子,共个原子,B项错误。
C. 1mol→3mol氢原子→个氢原子,C项正确。
D. 0.1mol C→个C→个电子,D项错误;
答案选 C
2.下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法,错误的是( )
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023
C.1 mol O2中含有的分子数为NA
D.含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol
【答案】 B
【解析】 B.一个H2O分子含有3个原子,0.5 mol H2O含有1.5 mol原子,即含有的原子数为9.03×1023,故B说法错误,选择B。
3.下列关于物质的量和摩尔的叙述中不正确的是
A.摩尔是国际单位的七个基本单位之一
B.物质的量可用n表示,1mol分子中的粒子数目都约为6.02×1023
C.摩尔的计量对象为分子、原子、离子等微观粒子
D.用摩尔表示物质的量时,用中文表示时需指明微粒种类
【答案】B
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,摩尔是国际单位制中七个基本单位之一,故A说法正确;
B.物质的量可用n表示,1mol任何粒子的粒子数为阿伏加德罗常数,约为6.02×1023,但是1mol分子中的粒子数目不一定为6.02×1023,故B说法错误;
C.物质的量表示微观粒子,微观粒子指分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等,故C说法正确;
D.能用中文名称,但要求指明粒子的种类,如1mol氢原子,故D说法正确。
答案选B。
4. 中含有 个原子,则阿伏加德罗常数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,含有氮原子数 ,则 。
5. 下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.1mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2mol氢原子
【答案】B
【解析】A.物质可能由分子、原子、离子构成,比如1 mol O2其分子数为NA,而1 mol Fe其原子数为NA,故A错误;
B.物质的量是物理量,其单位为摩尔,简称摩,符号为mol,故B正确;
C.物质的量是表示含有一定数目微观粒子的集合体,是将微观粒子数目与宏观物质联系起来的中间桥梁,故C错误;
D.2H只能表示2个氢原子,故D错误
综上所述,答案为B。
考法02 摩尔质量
1.水镁矾(MgSO4·H2O)主要产于盐湖中,为盐湖沉积物,是提取镁的一种矿石矿物。下列有关1 mol MgSO4·H2O的说法正确的是
A.摩尔质量为138 B.质量为138 g
C.物质的量为138 D.氧原子总数为4NA
【答案】B
【解析】A.MgSO4·H2O式量是138,所以其摩尔质量是138 g/mol,A错误;
B.MgSO4·H2O式量是138,则1 mol MgSO4·H2O的质量是138 g,B正确;
C.1 mol MgSO4·H2O,表明其物质的量是1 mol,C错误;
D.1个MgSO4·H2O中含有4+1=5个O原子,则1 mol MgSO4·H2O中含有的氧原子总数为5NA,D错误;
选B。
2.相同质量的SO2和SO3,下列关系正确的是
A.含氧原子个数比为2:3 B.含硫元素质量比为4:5
C.含氧元素质量比为5:6 D.含硫原子个数比为1:1
【答案】C
【解析】A.根据N=nNA知,其分子数与n成正比,所以分子个数之比=5:4,二氧化硫分子中含有2个O原子、三氧化硫分子中含有3个O原子,所以O原子总数为2n(SO2):3n(SO3)=(2×5):(3×4)=5:6,A错误;B.二氧化硫和三氧化硫的物质的量之比为5:4,每个分子中都含有一个S原子,所以S元素的物质的量之比为5:4,则其质量之比也为5:4,B错误;
C.二者含氧元素质量之比等于O原子的物质的量之比,为2n(SO2):3n(SO3)=(2×5):(3×4)=5:6,C正确;D.二氧化硫和三氧化硫的物质的量之比为5:4,每个分子中都含有一个S原子,所以S元素的物质的量之比为5:4,D错误;
故选C。
3. 下列说法不正确的是( )
A. 磷酸 的摩尔质量(以 为单位)与 个磷酸分子的质量在数值上相等
B. 个 和 个 的质量比等于
C. 和 含有的氧原子数目之比为
D. 常温常压下, 一氧化碳分子的摩尔质量是
【答案】C
【解析】磷酸的摩尔质量为 , 个磷酸分子的物质的量为 ,质量为 ,故磷酸的摩尔质量(以 为单位)与 个磷酸分子的质量在数值上相等, 正确; 、 的物质的量均为 ,质量分别为 、 ,质量比为 , 正确; 中含有 氧原子, 中含有 氧原子,粒子数之比等于物质的量之比,因此两者的氧原子数之比为 , 错误; 分子的摩尔质量由相对分子质量决定,与物质的量大小无关,其摩尔质量为 , 正确。
4. 甲醛 是室内污染物之一。光催化氧化 为 和 的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 含有 质子 B. 的质量为
C. 含有 原子 D. 含有 分子
【答案】B
【解析】 个 原子中有8个质子,则1个 中约含有16个质子,因此 含有 质子, 错误; 的摩尔质量是 ,则 的质量为 , 正确;1个 分子中含有3个原子,则 含有 原子, 错误; 是由 分子一种微粒构成的纯净物,因此 中不含有 分子, 错误。
5. 屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的分子式为 ,相对分子质量是282。下面关于青蒿素的说法正确的是( )
A. 的摩尔质量为282
B. 1个 分子的质量约为
C. 完全燃烧生成
D. 含有 个碳原子的 的物质的量为
【答案】B
【解析】 的相对分子质量是282,则其摩尔质量为 , 错误; 中约含有 个分子,则1个 分子的质量约为 , 正确; 分子中含有22个 原子,则根据 元素守恒,可知 完全燃烧生成 , 错误;1个 分子中含有15个 原子,则含有 个碳原子的 的物质的量为 , 错误。
考法03 气体摩尔体积
6. 用 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A. 在标准状况下, 含有的分子数为
B. 在常温常压下, 含有的分子数为
C. 、 时, 中含有的原子数为
D. 含有 个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为
【答案】C
【解析】标准状况下 不是气体,故 的物质的量不是 , 错误;常温常压下, 的物质的量小于 , 错误; ,故含有的原子数为 , 正确;氦气是单原子分子,含有 个氦原子的氦气的物质的量为 ,在标准状况下的体积约为 , 错误。
7.下列说法正确的是
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④标准状况下,28 g CO与N2混合气体的体积约为22.4 L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①②⑤ B.④⑥ C.③④⑥ D.①④⑥
【答案】B
【解析】①标准状况下,6.02×1023个分子为1mol,但该物质不一定是气体,故所占的体积不一定是22.4L,错误;
②0.5 mol H2所处的状态不一定是标准状况,气体摩尔体积不一定是22.4L/mol,所占体积不一定是11.2 L,错误;
③标准状况下,H2O不是气体,1 mol H2O的体积不是22.4 L,错误;
④标准状况下,28 g CO与N2混合气体物质的量为1mol,体积约为22.4 L,正确;
⑤影响气体摩尔体积的因素有温度、压强、气体所处的状态不确定,各气体的气体摩尔体积不一定是22.4L/mol,错误;
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同,正确;
故选B。
8. 临床证明磷酸氯喹对治疗新冠肺炎有一定的疗效,磷酸氯喹常温下为固体,化学式为C18H32ClN3O8P2。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列关于磷酸氯喹的说法正确的是
A.磷酸氯喹的摩尔质量为515.5
B.含0.3NA个P原子的C18H32ClN3O8P2物质的量为0.1mol
C.标准状况下,4.48LC18H32CIN3O8P2含有0.2NA个氯原子
D.10g磷酸氯喹中m(H):m(O)=1:4
【答案】D
【解析】A.由化学式可知,磷酸氯喹的摩尔质量为515.5g/mol,故A错误;
B.由化学式可知,磷酸氯喹分子中含有2个磷原子,则含0.3NA个磷原子的磷酸氯喹物质的量为×=0.15mol,故B错误;
C.标准状况下,磷酸氯喹为固态,无法计算4.48L磷酸氯喹的物质的量和含有的氯原子个数,故C错误;
D.由化学式可知,磷酸氯喹中氢原子和氧原子的质量比为1mol×32×1g/mol:1mol×8×16g/mol=1:4,故D正确;
故选D。
9.研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。在不同催化剂的作用下,将CO2催化加氢实现资源化利用,由此可获得甲醇、甲烷、乙烯等。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.8 g CH3OH中含有共用电子对的数目为1. 25NA
B.标准状况下,22 g CO2中含有的原子数为0. 5NA
C.等物质的量的CH3OH和CH4,CH3OH的质子数比CH4多8 NA
D.常温下,NA个H2分子所占的体积约为22.4 L
【答案】A
【解析】A.1个CH3OH中含5对共用电子对,8gCH3OH物质的量为=0.25mol,则所含共用电子对的数目为1.25NA,A项正确;
B.22gCO2物质的量为=0.5mol,所含原子数为1.5NA,B项错误;
C.1个CH3OH分子比1个CH4分子多8个质子,但CH3OH和CH4物质的量未知,不能计算等物质的量的CH3OH和CH4质子数的差值,C项错误;
D.NA个H2分子物质的量为1mol,但H2所处压强未知,不能计算H2的体积,D项错误;
答案选A。
10.工业上用和在压强14~20MPa,温度180℃条件下生产尿素:,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.该反应条件下2.24L和混合物的电子数为NA
B.1mol溶于水所得溶液中数目为NA
C.1mol和2mol完全反应生成的分子数为NA
D.6.0g中所含共用电子对数目为0.8NA
【答案】D
【解析】A.该条件不是标况,故无法计算气体的物质的量,电子数也无法计算,A错误;
B.氨气溶于水生成一水合氨,部分电离生成铵根离子,故铵根离子的物质的量小于1mol,个数小于NA,B错误;
C.该反应为可逆反应,不可能完全转化,故无法计算生成的尿素分子的个数,C错误;
D.尿素的结构式如图:,1mol尿素中含共用电子对数为8mol,6.0g尿素的物质的量为0.1mol,含共用电子对数目为0.8NA,D正确;
故选D。
考法04 一定物质的量浓度溶液配制及其计算
1.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L—1的是
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中配成NaOH溶液
B.常温常压下,将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L的盐酸
C.将1 L 0.5 mol·L-1的盐酸加热浓缩为0.5 L
D.从1 000 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液中取出100 mL的溶液
【答案】D
【解析】A.40g氢氧化钠固体溶于1 L水所得的溶液的体积已不是1L,物质的量浓度不是1 mol·L—1,故A错误;
B.常温常压下,22.4 L HCl的物质的量不是1 mol,所得盐酸的物质的量浓度不是1 mol·L—1,故B错误;
C.盐酸是恒沸液,将1 L 0.5 mol·L-1的盐酸加热浓缩为0.5 L的过程中,氯化氢和水都受热挥发,所得盐酸的物质的量浓度不是1 mol·L—1,故C错误;
D.从1 000 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液中取出100 mL的溶液,氯化钠溶液的物质的量浓度仍为1 mol·L-1,故D正确;
故选D。
2.下列溶液中的c(Cl-)与550mL 1mol·L-1FeCl3,溶液中的c(Cl-)相等的是
A.150mL 1mol·L-1NaCl溶液 B.50mL 1mol·L-1NH4Cl溶液
C.150mL 3mol·L-1KCl溶液 D.100mL 1mol·L-1BaCl2溶液
【答案】C
【解析】550mL 1mol·L-1FeCl3溶液中c(Cl-)=1mol/L×3=3mol/L;
A.150mL 1mol·L-1NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L,A不符合题意;
B.50mL 1mol·L-1NH4Cl溶液中c(Cl-)=1mol/L,B不符合题意;
C.150mL 3mol·L-1KCl溶液中c(Cl-)=3mol/L,C符合题意;
D.100mL 1mol·L-1BaCl2溶液中c(Cl-)=1mol/L×2=2mol/L,D不符合题意;
综上所述答案为C。
3.人体血液中葡萄糖()浓度的正常参考值是()。下列说法正确的是
A.葡萄糖的摩尔质量为180
B.标准状况下,葡萄糖中含有的分子数约为
C.葡萄糖水溶液中含有的碳原子数约为
D.若某人血液中葡萄糖检查结果为,可诊断为低血糖
【答案】D
【解析】A.葡萄糖的相对分子质量为180,则葡萄糖的摩尔质量为180g/mol,A错误;
B.标准状况下葡萄糖不呈气态,不能用22.4L/mol计算11.2L葡萄糖物质的量,B错误;
C.溶液的体积未知,不能计算1mol/L葡萄糖水溶液中所含碳原子物质的量,从而不能计算含有的碳原子数,C错误;
D.若某人血液中葡萄糖检查结果为360mg/L,则葡萄糖物质的量浓度为=0.002mol/L=2mmol/L<3.9mmol/L,故可诊断为低血糖,D正确;
答案选D。
4.如图是病人输液用的葡萄糖(分子式为C6H12O6)注射液的标签上的部分内容。据标签所提供的信息,以下说法错误的是( )
A.该注射液中葡萄糖的质量分数是5%
B.葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1
C.该注射液的密度约为1 g·cm-3
D.该注射液中葡萄糖的物质的量浓度约为0.014 mol·L-1
【答案】 D
【解析】 由标签所提供的信息可知,该注射液中葡萄糖的质量分数为5%,故A正确;葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1,故B正确;该注射液的质量为=500 g,密度为=1 g·cm-3,故C正确;葡萄糖的质量为25 g,其物质的量为≈0.139 mol,则物质的量浓度为=0.278 mol·L-1,故D错误。
5.配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,下列说法或操作正确的是( )
A.将NaCl固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.用托盘天平准确称量干燥的NaCl固体2.925 g
C.在500 mL容量瓶中溶解氯化钠固体,然后加蒸馏水至刻度线
D.准确称量2.9 g混有KCl的NaCl固体,其他操作均正确,配好后的溶液中c(Cl-)偏低
【答案】 D
【解析】 称量NaCl固体时,应将NaCl固体放在称量纸上称量,A项错误;托盘天平精确到0.1,无法称量2.925 g,B项错误; 容量瓶不能溶解固体,应在烧杯中溶解固体,C项错误;等质量的氯化钾和氯化钠相比,氯化钠中氯离子的含量较高,故当氯化钠中混有氯化钾时氯离子浓度会偏低,D项正确。
考点02 利用化学方程式或关系式的计算
1.测定产品中KSCN的含量:称取0.85 g样品,配成100 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴铁盐溶液作指示剂,用0.100 0 mol/L AgNO3标准溶液滴定,滴定时发生的反应:SCN-+Ag+===AgSCN↓(白色)。达到滴定终点,三次滴定平均消耗AgNO3标准溶液20.00 mL,求产品中KSCN的质量分数(写出计算过程)。
【答案】滴定25.00 mL溶液消耗20.00 mL 0.100 0 mol/L硝酸银溶液,则0.85 g样品中硫氰化钾的质量分数为×100%≈91.29%。
2. 铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得:
①2Cu2++5I-===2CuI↓+I;②I+2S2O===S4O+3I-
现取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.100 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,计算此溶液中Cu2+的物质的量浓度。
【答案】n(Na2S2O3)=0.100 0 mol·L-1×25.00×10-3L=2.5×10-3 mol
根据关系式:2Cu2+~ I~2S2O
n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=2.5×10-3 mol
c(Cu2+)==0.125 mol·L-1
3.测定Ca(IO3)2产品纯度:取0.500 0 g产品,酸化溶解,配成250 mL溶液,取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液充分反应,用0.040 00 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定,消耗30.00 mL硫代硫酸钠溶液,试求该产品的纯度(写出计算过程)。
已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
【答案】由IO+5I-+6H+===3I2+3H2O和2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI可得关系式:Ca(IO3)2~2IO~6I2~12Na2S2O3,消耗的Na2S2O3物质的量为0.040 00 mol/L×0.03 L=0.001 2 mol,则碘酸钙的物质的量为0.000 1 mol,该产品的纯度=×100%=78%
4. 测定Na2S2O8样品的纯度:称取0.250 0 g样品,用蒸馏水溶解,加入20.00 mL 0.400 0 mol/L FeSO4溶液(过量),加热,再加入20.00 mL硫磷混合酸,滴入二苯胺磺酸钠指示剂5~6滴,用0.100 0 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定过量的FeSO4至溶液呈紫色(终点),消耗K2Cr2O7标准溶液10.00 mL。计算Na2S2O8样品的纯度(写出计算过程)。
【答案】K2Cr2O7~6FeSO4,n(K2Cr2O7)=0.100 0 mol/L×0.01 L=1.000×10-3 mol,与K2Cr2O7标准溶液反应n(Fe2+)=6.000×10-3 mol,与Na2S2O8反应的n(Fe2+)=0.400 0 mol/L×0.02 L-6.000×10-3 mol=2.000×10-3 mol,2Fe2++S2O===2Fe3++2SO,n(S2O)=n(Na2S2O8)=1.000×10-3 mol,样品中w(Na2S2O8)=×100%=95.20%
5 .利用MnCO3制备MnO2过程中发生如下反应:2MnCO3+O22MnO2+2CO2、2MnO22MnO+O2↑。为测定焙烧后所得氧化物的成分,设计如下实验。
步骤1:取一定量固体,加入10.00 mL 0.500 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液,在酸性条件下充分反应。
步骤2:用0.050 00 mol/L的K2Cr2O7滴定溶液中的Fe2+,滴定至终点时,消耗K2Cr2O7 10.00 mL。已知:Cr2O+Fe2++H+―→Cr3++Fe3++H2O(未配平)。
步骤3:加热条件下,加入适量HClO4,将溶液中Mn2+氧化为Mn(Ⅲ)。持续加热一段时间后冷却,用0.150 0 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定生成的Mn(Ⅲ),滴定至终点时,消耗标准溶液20.00 mL。
计算焙烧后产物中Mn和O的物质的量之比(写出计算过程)。
【答案】过量的n(Fe2+)=6n(Cr2O)=6×0.050 00 mol/L×0.01 L=3×10-3 mol,与MnO2反应的n(Fe2+)=0.500 0 mol/L×0.01 L-3×10-3 mol=2×10-3 mol,n(MnO2)=n(Fe2+)=1×10-3 mol,n总(Mn2+)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.150 0 mol/L×0.02 L=3×10-3 mol,n(MnO)=3×10-3 mol-1×10-3 mol=2×10-3 mol,n(Mn)=n(MnO2)+n(MnO)=1×10-3 mol+2×10-3 mol=3×10-3 mol,n(O)=2n(MnO2)+n(MnO)=2×1×10-3 mol+2×10-3 mol=4×10-3 mol,n(Mn)∶n(O)=3×10-3 mol∶4×10-3 mol=3∶4
考点03 利用守恒法的计算
考法01 元素守恒法在计算中的应用
1.化合物[RY(ZX)4•12W2X]可用于灭火器、缓冲剂,同时具有药用功能和食用功能。W、X、Y、Z、R为前20号主族元素,原子序是依次增加,最外层电子数之和为17,X和Z同主族且ZX2分子的总电子数为偶数,常温下为气体。4.74g该化合物的热重曲线如图4所示,在热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.氢化物的沸点:X<Z
B.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Y<R
C.64.5~100℃阶段热分解失去12个W2X
D.770℃热分解后生成固体化合物Y2X3和R2X
【答案】B
【解析】在热重分析时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,X为O,Z与X同族且ZX2分子的电子数为偶数,常温下为气体,则Z为S,原子序数依次增加,且最外层电子数之和为17,则Y为Al,R为K,据此答题。
A.H2O分子间可形成氢键,氢化物的沸点X(H2O)>Z(H2S),A项错误;
B.根据金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性Y(Al(OH)3)<R(KOH),B项正确;
C.已知在热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,4.74g KAl(SO4)2•12H2O物质的量为0.01mol,若64.5~100℃阶段,固体质量由4.74g变为3.12g,质量减轻1.62g,热分解失去9个H2O,C项错误;
D.依据曲线可知化合物[KAl(SO4)2•12H2O]在770℃热分解后固体质量为1.38g,若剩余固体质量为Al2O3和K2O,根据元素守恒,则0.005molAl2O3和0.005molK2O质量为0.98g,D项错误。
2. 某硫酸厂用FeS2的质量分数为60%的黄铁矿4 000 t生产硫酸,若在沸腾炉内(反应: FeS2+O2Fe2O3+SO2,反应未配平)损失5%的硫,SO2制SO3时的转化率为90%,则能生产98%的浓硫酸多少吨?
【答案】解:设生产98%的硫酸的质量为x。
根据S元素守恒可得:4 000 t×60%××(1-5%)×90%=×x×98% x=3 420 t
答:生产98%的硫酸3 420吨。
3. 一水草酸钙(CaC2O4·H2O)可用作分离稀有金属的载体。为研究一水草酸钙的热分解性质,进行如下实验:准确称取一定质量的样品加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。通过计算求出:
300 ℃、600 ℃、900 ℃时残留固体的成分。
【答案】设所取一水草酸钙的物质的量为1 mol,则质量为146 g。因此将固体的残留率转化为1 mol起始固体时,所得各温度下固体的质量分别为:
300 ℃:146 g×87.67%≈128 g,结晶水合物加热时通常先失水,根据质量减少18 g,恰好是1 mol H2O的质量,可知此时剩余固体为CaC2O4。
600 ℃:146 g×68.49%≈100 g,根据质量减少28 g,恰好是1 mol C和1 mol O的质量,可知此时剩余固体为CaCO3。
900 ℃:146 g×38.36%≈56 g。热重分析后通常不考虑金属元素的挥发,最终往往变成金属氧化物。此时物质中应含1 mol Ca 40 g,另还有16 g应恰好是1 mol O。所以此时剩余固体为CaO。
4. Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水。计算并分析A、B、C点物质的化学式。
【答案】原始固体的质量即为Co(OH)2的质量,可假设有Co(OH)2 1 mol,质量为93 g。则固体中Co的物质的量为1 mol,质量为59 g。
设290 ℃后固体的化学式为CoOx。
A点固体的相对分子质量=93×89.25%=83,此时x=1.5,即该固体为Co2O3;
B点固体的相对分子质量=93×86.38%=80.3,此时x=,即该固体为Co3O4;
C点固体的相对分子质量=93×80.65%=75,此时x=1,即该固体为CoO。
5. 以软锰矿浆(主要成分为MnO2,杂质为Fe、Al等元素的氧化物)和烟气(含有SO2、O2等)为原料可制备Mn2O3。实验过程如下:
①向一定量软锰矿浆中匀速通入烟气,向吸收后的混合溶液中滴加氨水,调节pH进行除杂,向除杂后的溶液中加入NH4HCO3溶液,反应生成MnCO3沉淀。
②在氧气气氛中加热分解MnCO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解MnCO3制备Mn2O3,需要控制的温度为多少。(写出计算推理过程)
【答案】由锰元素守恒可得2MnCO3~Mn2O3
×100%=×100%=31.3%
生成Mn2O3需控制温度大于900 K。
考法02 得失电子守恒法在计算中的应用
1.测定实验所得亚氯酸钠样品中的NaClO2含量(杂质不参与反应)的方法如下:准确称取4.500 g亚氯酸钠样品,加入1 mol/L稀硫酸至完全溶解配制成100 mL溶液,取出10.00 mL溶液于锥形瓶中,先加入1.000 mol/L硫酸亚铁标准溶液30.00 mL,充分反应后,再用0.100 0 mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗酸性K2Cr2O7溶液20.00 mL。过程中发生反应的化学方程式如下:
NaClO2+4FeSO4+2H2SO4===NaCl+2Fe2 (SO4)3+2H2O
6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=== Cr2(SO4)3+3Fe2 (SO4)3+K2SO4+7H2O
计算样品中NaClO2的质量分数(写出计算过程)。
【答案】由得失电子守恒可得n(FeSO4)=4n(NaClO2)+6n(K2Cr2O7),则1.000 mol/L×0.030 0 L×=4n(NaClO2)+0.100 0 mol/L×0.020 0 L××6,n(NaClO2)=0.045 mol,NaClO2的质量分数为×100%=90.5%。
2.水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀硫酸,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
O2MnO(OH)2I2
已知:2S2O+I2===2I-+S4O
取加过一定量供氧剂的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示)。
【答案】在100.00 mL水样中:
n(I2)=
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5 mol
n(O2)=n[MnO(OH)2]=×6.750×10-5 mol
=3.375×10-5 mol
水中溶解氧==10.80 mg·L-1
3.测定亚硝基硫酸(NOHSO4)产品纯度的步骤:准确称取0.700 0 g产品于锥形瓶中,加入少量硫酸溶解,再加入0.100 0 mol/L KMnO4溶液40.00 mL,充分反应。用0.250 0 mol/L Na2C2O4标准溶液滴定,消耗Na2C2O4标准溶液的体积为20.00 mL。
已知:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(1) NOHSO4与KMnO4反应有NO、SO和Mn2+生成,其离子方程式为__________________________________________________________________。
(2) 计算NOHSO4产品的纯度(写出计算过程)。
【答案】 (1) 2MnO+5NOHSO4+2H2O===5SO+2Mn2++5NO+9H+ (2) 根据得失电子守恒可得关系式:5n(KMnO4)=2n(Na2C2O4)+2n(NOHSO4),则0.040 L×0.100 0 mol/L×5=0.020 L×0.250 0 mol/L×2+2n(NOHSO4),n(NOHSO4)=0. 005 0 mol,m(NOHSO4)=0.005 0 mol×127 g/mol=0.635 0 g,NOHSO4的质量分数为×100%≈90.71%
4.二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理如下:
C3N3O3Cl+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
I2+2S2O===S4O+2I-
准确称取1.120 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品。(写出计算过程,该样品的有效氯=×100% )
【答案】n(S2O)=0.100 0 mol×L-1×0.020 00 L=2.000×10-3 mol
根据物质转换和电子得失守恒关系:
C3N3O3Cl~2HClO~2I2~4S2O
得n(HClO)=n(S2O)=1.000×10-3 mol
氯元素的质量:
m(Cl)=1.000×10-3 mol×35.5 g·mol-1=0.035 50 g
该样品的有效氯=×2×100%=63.39%
该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品。
5.测定次氯酸钠样品中的氯酸钠含量的方法如下:取10.00 mL 碱性NaClO溶液试样,加入过量H2O2,将次氯酸钠完全还原(ClO在酸性条件下具有强氧化性,但碱性条件下几乎无氧化性),加热煮沸,冷却至室温,加入硫酸至酸性,再加入0.100 0 mol·L-1硫酸亚铁标准溶液30.00 mL,充分反应后,用0.010 00 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液滴定至终点(Cr2O被还原为Cr3+),消耗该溶液20.00 mL。计算样品中NaClO3的含量(以g·L-1表示,写出计算过程)。
【答案】 n(K2Cr2O7)=0.010 00 mol·L-1×20.00×10-3 L=2×10-4 mol
根据电子得失守恒,Cr2O的得电子数和ClO的得电子数等于总的Fe2+的失电子数
n(Cr2O)×6+n(NaClO3)×6=n(Fe2+)总×1
2×10-4 mol×6+n(NaClO3)×6=0.100 0 mol·L-1×30.00×10-3 L
n(NaClO3)=3×10-4 mol
样品中NaClO3的含量==3.195 g·L-1
考法03电荷守恒法在计算中的应用
1.将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得C(SO42- )=0.105 mol/L,C(Al3+)=0.055 mol,pH=2.0(假设H2SO4完全电离为H+和SO42- ),则C(K+)为( )
A. 0.045 mol/L B. 0.035 mol/L
C. 0.055 mol/L D. 0.040 mol/L
【答案】B
【解析】因pH=2.0 所以C(H+)= 0.01 mol/L,C(OH-)很小,忽略不计。根据电荷守恒有:C(K+)+ 3C(Al3+)+ C(H+)= 2C(SO42- ) 解之:C(K+)=0.035 mol/L
2.在浓度为的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
阳离子
、、、
阴离子
、、、
取该溶液100mL进行如下实验气体体积在标准状况下测定:
I.向该溶液中加入足量稀HCl,产生白色沉淀并放出气体
将I的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称得固体质量为
在II的滤液中滴加溶液,无明显现象
下列说法不正确的是
A. 一定存在,且
B. 实验I能确定一定不存在的离子是、、
C. 实验I中生成沉淀的离子方程式为
D. 实验III能确定一定不存在
【答案】A
【解析】本题考查离子推断,为高频考点,把握发生的离子反应、现象、电荷守恒为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,注意白色沉淀及气体的判断,题目难度不大。
I.向该溶液中加入足量稀HCl,产生白色沉淀并放出气体,气体为二氧化碳,则一定含,则不含、、,;
将I的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称得固体质量为,可知I中白色沉淀为硅酸,则原溶液一定含,;
在II的滤液中滴加溶液,无明显现象,可知原溶液一定不含,
由电荷守恒可知,阴离子电荷总数大于阳离子电荷总数,则原溶液一定含,
综上所述,原溶液一定含、、,不含、、、,可能含,
A.一定存在,若不含,由电荷守恒可知,,,若含,则,所以,故A错误;
B.实验I能确定一定含,则能确定一定不存在的离子是、、,故B正确;
C.实验I中生成沉淀的离子方程式为,故C正确;
D.实验III能确定不生成硫酸钡沉淀,则一定不存在,故D正确;
故选:A。
3.某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。课外活动小组为确认生产后的废液的组成,进行如下实验:取10mL废液加入足量的溶液,生成沉淀另取10mL废液放入铜片充分反应,铜片质量减少了下列关于原废液组成的判断错误的是
A. 一定含有、、、
B. ::1
C. ::1
D. ,
【答案】C
【解析】 本题考查化学反应方程式的计算,把握发生的化学反应及电荷守恒、原子守恒为解答的关键,侧重分析能力、计算能力的考查,题目难度较大。
取10mL废液加入足量的溶液,生成沉淀 ,沉淀为AgCl,,,阴离子只此一种,带负电荷也是,则没加含铜绝缘板时应含有电荷守恒;
由加含铜绝缘板后就会发生,减少,、增加,但是正电荷的物质的量还是,铜片质量减少了,即,令10mL废液中为nmol,
则:
2 1
nmol
故,所以原废液中,由方程式 可知,原废液中,根据电荷守恒,原废液中,原废液中,故,解得,则,故原废液中:::2,:::3;
A.由以上分析可知一定含有、、、,故A正确;
B.由上述分析可知,:::1,故B正确;
C.由以上分析可知原废液中::2,故C错误;
D.由上述分析可知, ,,故D正确。
4. 碱式硫酸铝溶液[(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]可用于烟气脱硫。通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.330 0 g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入 0.100 0 mol·L-1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.080 00 mol·L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。
计算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。
【答案】25 mL溶液中:n(SO)=n(BaSO4)==0.010 0 mol
2.5 mL溶液中:n(Al3+)=n(EDTA)-n(Cu2+)
=0.100 0 mol·L-1×25.00 mL×10-3L·mL-1-0.080 00 mol·L-1×20.00 mL×10-3L·mL-1
=9.000×10-4 mol
25 mL溶液中:n(Al3+)=9.000×10-3 mol
1 mol (1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中:
n(Al3+)=(2-x) mol,n(SO)=3(1-x) mol
= x=0.41
5. 磷酸锰铵是重要的复盐,在工农业生产中具有广泛应用。
为测定磷酸锰铵[(NH4)aMnb(PO4)c·xH2O]的组成,进行如下实验:①称取样品2.448 0 g,加水溶解后配成 100.00 mL 溶液A;②量取25.00 mL溶液A,加足量NaOH溶液并充分加热,生成NH3 0.067 20 L(标准状况);③另取25.00 mL溶液A,边鼓空气边缓慢滴加氨水,控制溶液pH 6 ~ 8,充分反应后,将溶液中Mn2+转化为Mn3O4,得Mn3O4 0.229 0 g。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
【答案】n(NH)=n(NH3)==0.003 mol
n(Mn2+)=3n(Mn3O4)=3×=0.003 mol
n(PO)==0.003 mol
m(H2O)=-0.003 mol×(18 g·mol-1+55 g·mol-1+95 g·mol-1)=0.108 g
n(H2O)==0.006 mol
n(NH)∶n(Mn2+)∶n(PO)∶n(H2O)=1∶1∶1∶2
该样品的化学式为NH4MnPO4·2H2O。
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考点巩固卷02 化学计算
考点01 以物质的量为中心的计算
(限时:15 min)
考法01 物质的量
考法02 摩尔质量
考法03 气体摩尔体积
考法04 一定物质的量浓度溶液配制及其计算
考点02 利用化学方程式或关系式的计算
(限时:10 min)
考法 利用化学方程式或关系式的计算
考点03 利用守恒法的计算
(限时:15 min)
考法01 元素守恒法在计算中的应用
考法02 得失电子守恒法在计算中的应用
考法03 电荷守恒法在计算中的应用
考点01 以物质的量为中心的计算
考法01 物质的量
1. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol含氢原子数为 B.1mol和个CO2所含的原子数相同
C.1mol含氢原子数为 D.0.1mol C所含的电子数为
2.下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法,错误的是( )
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023
C.1 mol O2中含有的分子数为NA
D.含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol
3.下列关于物质的量和摩尔的叙述中不正确的是
A.摩尔是国际单位的七个基本单位之一
B.物质的量可用n表示,1mol分子中的粒子数目都约为6.02×1023
C.摩尔的计量对象为分子、原子、离子等微观粒子
D.用摩尔表示物质的量时,用中文表示时需指明微粒种类
4. 中含有 个原子,则阿伏加德罗常数是( )
A. B. C. D.
5. 下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.1mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2mol氢原子
考法02 摩尔质量
1.水镁矾(MgSO4·H2O)主要产于盐湖中,为盐湖沉积物,是提取镁的一种矿石矿物。下列有关1 mol MgSO4·H2O的说法正确的是
A.摩尔质量为138 B.质量为138 g
C.物质的量为138 D.氧原子总数为4NA
2.相同质量的SO2和SO3,下列关系正确的是
A.含氧原子个数比为2:3 B.含硫元素质量比为4:5
C.含氧元素质量比为5:6 D.含硫原子个数比为1:1
3. 下列说法不正确的是( )
A. 磷酸 的摩尔质量(以 为单位)与 个磷酸分子的质量在数值上相等
B. 个 和 个 的质量比等于
C. 和 含有的氧原子数目之比为
D. 常温常压下, 一氧化碳分子的摩尔质量是
4. 甲醛 是室内污染物之一。光催化氧化 为 和 的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 含有 质子 B. 的质量为
C. 含有 原子 D. 含有 分子
5. 屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的分子式为 ,相对分子质量是282。下面关于青蒿素的说法正确的是( )
A. 的摩尔质量为282
B. 1个 分子的质量约为
C. 完全燃烧生成
D. 含有 个碳原子的 的物质的量为
考法03 气体摩尔体积
6. 用 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A. 在标准状况下, 含有的分子数为
B. 在常温常压下, 含有的分子数为
C. 、 时, 中含有的原子数为
D. 含有 个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为
7.下列说法正确的是
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④标准状况下,28 g CO与N2混合气体的体积约为22.4 L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①②⑤ B.④⑥ C.③④⑥ D.①④⑥
8. 临床证明磷酸氯喹对治疗新冠肺炎有一定的疗效,磷酸氯喹常温下为固体,化学式为C18H32ClN3O8P2。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列关于磷酸氯喹的说法正确的是
A.磷酸氯喹的摩尔质量为515.5
B.含0.3NA个P原子的C18H32ClN3O8P2物质的量为0.1mol
C.标准状况下,4.48LC18H32CIN3O8P2含有0.2NA个氯原子
D.10g磷酸氯喹中m(H):m(O)=1:4
9.研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。在不同催化剂的作用下,将CO2催化加氢实现资源化利用,由此可获得甲醇、甲烷、乙烯等。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.8 g CH3OH中含有共用电子对的数目为1. 25NA
B.标准状况下,22 g CO2中含有的原子数为0. 5NA
C.等物质的量的CH3OH和CH4,CH3OH的质子数比CH4多8 NA
D.常温下,NA个H2分子所占的体积约为22.4 L
10.工业上用和在压强14~20MPa,温度180℃条件下生产尿素:,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.该反应条件下2.24L和混合物的电子数为NA
B.1mol溶于水所得溶液中数目为NA
C.1mol和2mol完全反应生成的分子数为NA
D.6.0g中所含共用电子对数目为0.8NA
考法04 一定物质的量浓度溶液配制及其计算
1.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L—1的是
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中配成NaOH溶液
B.常温常压下,将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L的盐酸
C.将1 L 0.5 mol·L-1的盐酸加热浓缩为0.5 L
D.从1 000 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液中取出100 mL的溶液
2.下列溶液中的c(Cl-)与550mL 1mol·L-1FeCl3,溶液中的c(Cl-)相等的是
A.150mL 1mol·L-1NaCl溶液 B.50mL 1mol·L-1NH4Cl溶液
C.150mL 3mol·L-1KCl溶液 D.100mL 1mol·L-1BaCl2溶液
3.人体血液中葡萄糖()浓度的正常参考值是()。下列说法正确的是
A.葡萄糖的摩尔质量为180
B.标准状况下,葡萄糖中含有的分子数约为
C.葡萄糖水溶液中含有的碳原子数约为
D.若某人血液中葡萄糖检查结果为,可诊断为低血糖
4.如图是病人输液用的葡萄糖(分子式为C6H12O6)注射液的标签上的部分内容。据标签所提供的信息,以下说法错误的是( )
A.该注射液中葡萄糖的质量分数是5%
B.葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1
C.该注射液的密度约为1 g·cm-3
D.该注射液中葡萄糖的物质的量浓度约为0.014 mol·L-1
5.配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,下列说法或操作正确的是( )
A.将NaCl固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.用托盘天平准确称量干燥的NaCl固体2.925 g
C.在500 mL容量瓶中溶解氯化钠固体,然后加蒸馏水至刻度线
D.准确称量2.9 g混有KCl的NaCl固体,其他操作均正确,配好后的溶液中c(Cl-)偏低
考点02 利用化学方程式或关系式的计算
考法 利用化学方程式或关系式的计算
1.测定产品中KSCN的含量:称取0.85 g样品,配成100 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴铁盐溶液作指示剂,用0.100 0 mol/L AgNO3标准溶液滴定,滴定时发生的反应:SCN-+Ag+===AgSCN↓(白色)。达到滴定终点,三次滴定平均消耗AgNO3标准溶液20.00 mL,求产品中KSCN的质量分数(写出计算过程)。
2. 铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得:
①2Cu2++5I-===2CuI↓+I;②I+2S2O===S4O+3I-
现取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.100 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,计算此溶液中Cu2+的物质的量浓度。
3.测定Ca(IO3)2产品纯度:取0.500 0 g产品,酸化溶解,配成250 mL溶液,取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液充分反应,用0.040 00 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定,消耗30.00 mL硫代硫酸钠溶液,试求该产品的纯度(写出计算过程)。
已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
4. 测定Na2S2O8样品的纯度:称取0.250 0 g样品,用蒸馏水溶解,加入20.00 mL 0.400 0 mol/L FeSO4溶液(过量),加热,再加入20.00 mL硫磷混合酸,滴入二苯胺磺酸钠指示剂5~6滴,用0.100 0 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定过量的FeSO4至溶液呈紫色(终点),消耗K2Cr2O7标准溶液10.00 mL。计算Na2S2O8样品的纯度(写出计算过程)。
5 .利用MnCO3制备MnO2过程中发生如下反应:2MnCO3+O22MnO2+2CO2、2MnO22MnO+O2↑。为测定焙烧后所得氧化物的成分,设计如下实验。
步骤1:取一定量固体,加入10.00 mL 0.500 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液,在酸性条件下充分反应。
步骤2:用0.050 00 mol/L的K2Cr2O7滴定溶液中的Fe2+,滴定至终点时,消耗K2Cr2O7 10.00 mL。已知:Cr2O+Fe2++H+―→Cr3++Fe3++H2O(未配平)。
步骤3:加热条件下,加入适量HClO4,将溶液中Mn2+氧化为Mn(Ⅲ)。持续加热一段时间后冷却,用0.150 0 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定生成的Mn(Ⅲ),滴定至终点时,消耗标准溶液20.00 mL。
计算焙烧后产物中Mn和O的物质的量之比(写出计算过程)。
考点03 利用守恒法的计算
考法01 元素守恒法在计算中的应用
1.化合物[RY(ZX)4•12W2X]可用于灭火器、缓冲剂,同时具有药用功能和食用功能。W、X、Y、Z、R为前20号主族元素,原子序是依次增加,最外层电子数之和为17,X和Z同主族且ZX2分子的总电子数为偶数,常温下为气体。4.74g该化合物的热重曲线如图4所示,在热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.氢化物的沸点:X<Z
B.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Y<R
C.64.5~100℃阶段热分解失去12个W2X
D.770℃热分解后生成固体化合物Y2X3和R2X
2. 某硫酸厂用FeS2的质量分数为60%的黄铁矿4 000 t生产硫酸,若在沸腾炉内(反应: FeS2+O2Fe2O3+SO2,反应未配平)损失5%的硫,SO2制SO3时的转化率为90%,则能生产98%的浓硫酸多少吨?
3. 一水草酸钙(CaC2O4·H2O)可用作分离稀有金属的载体。为研究一水草酸钙的热分解性质,进行如下实验:准确称取一定质量的样品加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。通过计算求出:
300 ℃、600 ℃、900 ℃时残留固体的成分。
4. Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水。计算并分析A、B、C点物质的化学式。
5. 以软锰矿浆(主要成分为MnO2,杂质为Fe、Al等元素的氧化物)和烟气(含有SO2、O2等)为原料可制备Mn2O3。实验过程如下:
①向一定量软锰矿浆中匀速通入烟气,向吸收后的混合溶液中滴加氨水,调节pH进行除杂,向除杂后的溶液中加入NH4HCO3溶液,反应生成MnCO3沉淀。
②在氧气气氛中加热分解MnCO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解MnCO3制备Mn2O3,需要控制的温度为多少。(写出计算推理过程)
考法02 得失电子守恒法在计算中的应用
1.测定实验所得亚氯酸钠样品中的NaClO2含量(杂质不参与反应)的方法如下:准确称取4.500 g亚氯酸钠样品,加入1 mol/L稀硫酸至完全溶解配制成100 mL溶液,取出10.00 mL溶液于锥形瓶中,先加入1.000 mol/L硫酸亚铁标准溶液30.00 mL,充分反应后,再用0.100 0 mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗酸性K2Cr2O7溶液20.00 mL。过程中发生反应的化学方程式如下:
NaClO2+4FeSO4+2H2SO4===NaCl+2Fe2 (SO4)3+2H2O
6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=== Cr2(SO4)3+3Fe2 (SO4)3+K2SO4+7H2O
计算样品中NaClO2的质量分数(写出计算过程)。
2.水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀硫酸,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
O2MnO(OH)2I2
已知:2S2O+I2===2I-+S4O
取加过一定量供氧剂的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示)。
3.测定亚硝基硫酸(NOHSO4)产品纯度的步骤:准确称取0.700 0 g产品于锥形瓶中,加入少量硫酸溶解,再加入0.100 0 mol/L KMnO4溶液40.00 mL,充分反应。用0.250 0 mol/L Na2C2O4标准溶液滴定,消耗Na2C2O4标准溶液的体积为20.00 mL。
已知:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(1) NOHSO4与KMnO4反应有NO、SO和Mn2+生成,其离子方程式为__________________________________________________________________。
(2) 计算NOHSO4产品的纯度(写出计算过程)。
4.二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理如下:
C3N3O3Cl+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
I2+2S2O===S4O+2I-
准确称取1.120 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品。(写出计算过程,该样品的有效氯=×100% )
5.测定次氯酸钠样品中的氯酸钠含量的方法如下:取10.00 mL 碱性NaClO溶液试样,加入过量H2O2,将次氯酸钠完全还原(ClO在酸性条件下具有强氧化性,但碱性条件下几乎无氧化性),加热煮沸,冷却至室温,加入硫酸至酸性,再加入0.100 0 mol·L-1硫酸亚铁标准溶液30.00 mL,充分反应后,用0.010 00 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液滴定至终点(Cr2O被还原为Cr3+),消耗该溶液20.00 mL。计算样品中NaClO3的含量(以g·L-1表示,写出计算过程)。
考法03电荷守恒法在计算中的应用
1.将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得C(SO42- )=0.105 mol/L,C(Al3+)=0.055 mol,pH=2.0(假设H2SO4完全电离为H+和SO42- ),则C(K+)为( )
A. 0.045 mol/L B. 0.035 mol/L
C. 0.055 mol/L D. 0.040 mol/L
2.在浓度为的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
阳离子
、、、
阴离子
、、、
取该溶液100mL进行如下实验气体体积在标准状况下测定:
I.向该溶液中加入足量稀HCl,产生白色沉淀并放出气体
将I的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称得固体质量为
在II的滤液中滴加溶液,无明显现象
下列说法不正确的是
A. 一定存在,且
B. 实验I能确定一定不存在的离子是、、
C. 实验I中生成沉淀的离子方程式为
D. 实验III能确定一定不存在
3.某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。课外活动小组为确认生产后的废液的组成,进行如下实验:取10mL废液加入足量的溶液,生成沉淀另取10mL废液放入铜片充分反应,铜片质量减少了下列关于原废液组成的判断错误的是
A. 一定含有、、、
B. ::1
C. ::1
D. ,
4. 碱式硫酸铝溶液[(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]可用于烟气脱硫。通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.330 0 g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入 0.100 0 mol·L-1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.080 00 mol·L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。
计算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。
5. 磷酸锰铵是重要的复盐,在工农业生产中具有广泛应用。
为测定磷酸锰铵[(NH4)aMnb(PO4)c·xH2O]的组成,进行如下实验:①称取样品2.448 0 g,加水溶解后配成 100.00 mL 溶液A;②量取25.00 mL溶液A,加足量NaOH溶液并充分加热,生成NH3 0.067 20 L(标准状况);③另取25.00 mL溶液A,边鼓空气边缓慢滴加氨水,控制溶液pH 6 ~ 8,充分反应后,将溶液中Mn2+转化为Mn3O4,得Mn3O4 0.229 0 g。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
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