科目: 來源: 題型:計算題
金屬及其化合物變化多,用途廣。請完成下列計算:
(1)等物質(zhì)的量的鎂在氧氣中充分灼燒,產(chǎn)物質(zhì)量為a g,比它在空氣中灼燒所得產(chǎn)物增重b g。它在空氣中灼燒后的產(chǎn)物中Mg3N2的質(zhì)量分數(shù)是 (用a、b表示,只考慮空氣中氮氣、氧氣參與反應(yīng))。
(2)硬鋁(因其主要成分,在此僅看作Al-Cu合金)常用于建筑裝潢。1.18g某種硬鋁恰好與10mL某濃度的硝酸完全反應(yīng),生成的混合氣體(其中NO2與NO的體積比為2:1)再與448mL氧氣(標準狀況)混合,恰好能被水完全吸收。
①計算該硝酸的物質(zhì)的量濃度。
②計算并確定此種硬鋁的化學式。
(3)取5.1g Al-Mg合金與200mL 1mol·L-1的NaOH(aq)充分反應(yīng),產(chǎn)生氣體a L。過濾,向濾液中通入V L CO2后開始出現(xiàn)沉淀,繼續(xù)通入CO2使沉淀完全。過濾、洗滌、干燥、灼燒,得到固體5.1 g。則a = ,V = 。(氣體體積均為標準狀況)
(4)向Cu、Cu2O和CuO的混合粉末中加入500mL 0.6 mol·L-1 HNO3(aq),恰好完全溶解,同時收集到1120 mL NO(標準狀況)。通過計算推斷混合粉末中Cu的物質(zhì)的量。
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工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的原料,一種是黃鐵礦,其主要成分為FeS2(S為-1價);另一種是磁黃鐵礦,其主要成分是Fe1-xS(S為-2價),式中x通常為0.1~0.2,既含有Fe2+又含有Fe3+。
生產(chǎn)硫酸時將礦石煅燒,發(fā)生反應(yīng)如下:
① 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
② 4 Fe1-xS + (7-3x) O2 → 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2
(1)含F(xiàn)eS2 72%的黃鐵礦10噸,理論上最多可以生產(chǎn)98%的濃硫酸 噸(礦石中無其他含硫物質(zhì))。
(2)若磁黃鐵礦Fe1-xS中x=0.1,則Fe1-xS中Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為 :1。
(3)煅燒礦石時,為了盡可能地將礦石中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2,需通入過量20%的空氣(其中N2與O2的體積比為4:1,假設(shè)無其他氣體成分),計算磁黃鐵礦充分煅燒后排出的氣體中SO2的體積分數(shù)(用含x的代數(shù)式表示)。
(4)將一定量的磁黃鐵礦溶于足量的鹽酸,充分反應(yīng)后測得生成S單質(zhì)2.4g,F(xiàn)eCl2 0.425mol,且溶液中無Fe3+,計算Fe1-xS中的x值(礦石中其他成分不與鹽酸反應(yīng))。
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(1)NA為阿伏加德羅常數(shù)。25℃時,1g水中含H+離子個數(shù)約為__________NA。
(2)通過氨的催化氧化法制取硝酸,在此全過程中,理論上氨與所耗氧氣的物質(zhì)的量比為__________,這樣所得硝酸的質(zhì)量分數(shù)為_____________。
(3)往含0.2 mol NaOH和0.1 mol Ca(OH)2的混合溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體0.5 mol。請以CO2的量為橫坐標,以溶液中離子的總量為橫坐標,畫出離子總量隨CO2加入量變化的折線圖。(不計弱電解質(zhì)的電離和鹽的水解)
(4)某研究性學習小組擬用銅屑與氧化銅混合物與硫酸和硝酸組成的混酸反應(yīng)來制取CuSO4·5H2O晶體,混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO,反應(yīng)過程中不產(chǎn)生SO2,反應(yīng)后的溶液中不含Cu(NO3)2, 反應(yīng)中固體完全溶解,兩種酸均恰好完全反應(yīng)。設(shè)固體混合物的總質(zhì)量為480 g,其中銅屑的質(zhì)量分數(shù)為0.4, 480g固體混合物與一定量混酸微熱后,充分反應(yīng),冷卻恰好只得到CuSO4·5H2O,試求原混酸中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)
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硫酸是重要的化工產(chǎn)品,在基礎(chǔ)化學實驗中,有著重要的作用。
(1)物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L,質(zhì)量分數(shù)為0.98的濃硫酸吸收水蒸氣時,當其質(zhì)量分數(shù)下降到0.87(密度1.8g?cm-3)以下時,則失去干燥能力。 質(zhì)量分數(shù)為0.87的硫酸的物質(zhì)的量濃度為
(保留兩位小數(shù),下同)。50mL 18.4mol/L的濃硫酸作為干燥劑時,最多可吸水___________g。
(2)工業(yè)上以高嶺土和硫酸.氨氣為原料制取銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]和硫酸鋁,反應(yīng)原理如下(忽略高嶺土其他成分與硫酸的反應(yīng)):
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O…………①
Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 → 2NH4Al(SO4)2…………②
某工廠欲同時制取銨明礬和硫酸鋁,通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1:1,則投料時氧化鋁和硫酸的物質(zhì)的量之比是
(3)硫酸工業(yè)上大多用接觸法制硫酸(設(shè)空氣中氧氣的體積分數(shù)為20%),為使黃鐵礦煅燒充分,常通入過量40%的空氣,則煅燒后爐氣中SO2的體積分數(shù)為_____。
(4)將上述爐氣經(jīng)凈化除塵后直接送入接觸室,氣體體積減少了5%(同溫同壓下測定),試計算SO2的轉(zhuǎn)化率
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(1)氨氣在工農(nóng)業(yè)有著廣泛的用途。已知25%氨水的密度為0.91 g/cm3,5%氨水的密度為0.98 g/cm3。
①配制100mL 2.5mol/L氨水需要濃度為25%氨水______mL(保留2位小數(shù))。
②若將上述兩溶液等體積混合,所得氨水溶液的質(zhì)量分數(shù)是_____________。
A.等于15% B.大于15% C.小于15% D.無法估算
已知:4NH3+O24NO+6 H2O,4NO+3O2+2H2O4HNO3
(2)設(shè)空氣中氧氣的體積分數(shù)為0.20,氮氣的體積分數(shù)為0.80。
①a mol NO完全轉(zhuǎn)化為HNO3理論上需要氧氣_____________mol。
②為使NH3恰好完全氧化為NO,氨-空氣混合氣體中氨的體積分數(shù)(用小數(shù)表示)為_____________
(保留2位小數(shù))。
(3)20.0 mol NH3用空氣氧化,產(chǎn)生混合物的組成為:NO 18.0 mol、O2 12.0 mol、N2 150.0 mol和一定量硝酸,以及其他成分(高溫下NO與O2不化合)。計算氨轉(zhuǎn)化為NO和HNO3的轉(zhuǎn)化率。
(4)20.0 mol NH3和一定量空氣充分反應(yīng)后,再轉(zhuǎn)化為硝酸。通過計算,在圖中畫出HNO3的物質(zhì)的量n(A)和空氣的物質(zhì)的量n (B)關(guān)系的理論曲線。
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鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。例如:Na2O2在醫(yī)院、潛水、高空飛行中用作供氧劑。
(1)制備Na2O2的反應(yīng)為:4Na+O22Na2O 2Na2O +O22Na2O2 。
①實驗測得某過氧化鈉樣品含有少量氧化鈉雜質(zhì),其中鈉、氧原子個數(shù)比為10︰9.5,該樣品中Na2O2的純度為 。
②取上述過氧化鈉樣品7.64g放入燒杯中,加入足量水,攪拌,使固體完全溶解,冷卻后,在容量瓶中配制成100mL溶液,則該溶液中OH-離子的物質(zhì)的量濃度為 。
(2)某同學為了檢驗引起光化學煙霧的氣體成分(NO、CO、NO2、HCHO、CH3OH、CH4等),查閱資料得知:Na2O2+2NO→2NaNO2、Na2O2+2NO2→2NaNO3,于是取用a gM氣體與b g 氧氣混合后,用電火花不斷引燃,充分反應(yīng)后,氣體通過足量Na2O2,Na2O2固體質(zhì)量增加c g。
①若a=c,則M氣體的成分可能含有 。
②若2a=c,則M氣體可能是什么氣體?通過計算回答。
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現(xiàn)有兩份銨鹽樣品A、B,其成分都是(NH4)2SO4、NH4HSO4的混合物。甲、乙兩個研究性學習小組的同學想要確定A和B中各成分的含量。
甲組同學取了數(shù)分相同質(zhì)量的樣品A溶于水,然后分別加入不同體積的1mol/L的NaOH溶液,水浴加熱至氣體全部逸出。(此溫度下,銨鹽不分解)。該氣體干燥后用足量的濃硫酸完全吸收。濃硫酸增重的質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖。分析該圖像,并回答下列問題:
(1)寫出ab段涉及的離子方程式: 。
(2)c點對應(yīng)的數(shù)值是 ;樣品A中(NH4)2SO4、NH4HSO4的物質(zhì)的量之比為 。乙組同學取了數(shù)份不同質(zhì)量的樣品B,分別加入到200mL 1mol/L的NaOH溶液中,同樣用水浴加熱,將逸出氣體干燥后再用濃H2SO4吸收。測定結(jié)果如下表:
實驗編號 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
銨鹽的質(zhì)量(g) | 9.88 | 19.76 | 29.64 | 49.40 |
濃硫酸增加的質(zhì)量(g) | m | m | 1.36 | 0 |
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純堿是主要的化工原料,化學家發(fā)明了其不同的工業(yè)制法,其中法國化學家尼古拉斯·勒布朗早在1791年發(fā)明的工業(yè)合成碳酸鈉的方法,簡稱勒布朗制堿法。該方法包括以下兩個階段:首先從原料氯化鈉與濃硫酸在高溫下的反應(yīng)得到中間產(chǎn)物硫酸鈉,然后通過硫酸鈉與木炭和碳酸鈣的反應(yīng)來得到碳酸鈉。各步驟反應(yīng)的化學方程式如下:
2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCl↑
Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑
Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS
完成下列計算(計算過程保留3位有效數(shù)字)
(1)假設(shè)每一步反應(yīng)物的量足夠,反應(yīng)完全,理論上每獲得1kg純度為80%的純堿需要氯化鈉的的質(zhì)量是_________kg。
(2)步驟②碳單質(zhì)過量時也同樣可以反應(yīng)獲得Na2S,此時所發(fā)生的反應(yīng)的化學方程式是___________________________________。若其它條件不變,步驟②按此反應(yīng)進行,每獲得1kg純度為80%的純堿需要氯化鈉的的質(zhì)量是__________kg,此時消耗碳單質(zhì)的量是原步驟②反應(yīng)用碳量的____倍。
(3)通過定性分析,勒布朗制堿法獲得的純堿含有雜質(zhì)CaCO3和CaS,為了測定產(chǎn)品純度,取10g樣品與稀硝酸反應(yīng),硫元素全部轉(zhuǎn)化成淡黃色固體,稱量其質(zhì)量為0.16g,另取10g樣品與稀鹽酸反應(yīng),得到氣體(忽略氣體在水中的溶解),折算為標況下,體積為2.162L,計算求出該產(chǎn)品中Na2CO3的純度。
(4)若除氯化鈉和碳單質(zhì)的量外,其它反應(yīng)物足量,反應(yīng)充分, 如果加入amol氯化鈉時,生成的Na2CO3為yg,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為zmol,討論分析當氯化鈉與碳的物質(zhì)的量之比x的值不同時,用函數(shù)式表示y和z的值是多少。
x | y | z |
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有某二價金屬氧化物和某三價金屬氧化物的等物質(zhì)的量組成的混合物,兩者質(zhì)量比為28:51,取這種混合物19.75g,恰好能與166mL濃度為20%、密度為1.10g/cm3的鹽酸反應(yīng)。試求這兩種金屬的相對原子質(zhì)量。
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有一硫酸與硝酸的混合溶液,取出10mL加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、烘干后得到9.32g的沉淀;濾液與4.0mol·L-1NaOH溶液反應(yīng),用去35mL堿液時恰好完全中和。試求:混合液中H2SO4、HNO3的物質(zhì)的量濃度各是多少?
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