2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)訓(xùn)練-專題突破1　化學(xué)計(jì)算中的常用方法

專題突破1化學(xué)計(jì)算中的常用方法課時(shí)訓(xùn)練1.(2021·寧波十校聯(lián)考)工業(yè)上采用向KOH溶液中通入氯氣,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制備K2FeO4,發(fā)生的反應(yīng)為①Cl2+KOHKCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);②Fe(NO3)3+KClO+KOHK2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)。已知:反應(yīng)①中n(ClO-)∶n(ClO3請(qǐng)計(jì)算:(1)反應(yīng)①中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)要得到0.2molK2FeO4,消耗molCl2(寫出計(jì)算過程)。

解析:(1)反應(yīng)①中配平后為8Cl2+16KOH10KCl+5KClO+KClO3+8H2O,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為10∶6=5∶3。(2)由電子守恒可知,24Cl2～15KClO～10K2FeO424 10n 0.2mol則要得到0.2molK2FeO4,消耗Cl2的物質(zhì)的量n=0.48mol。答案:(1)5∶3(2)0.48由電子守恒可知,24Cl2～15KClO～10K2FeO424 10n 0.2mol則要得到0.2molK2FeO4,消耗Cl2的物質(zhì)的量n=0.48mol。2.取30.8g甲酸銅[(HCOO)2Cu]在隔絕空氣的條件下加熱分解,會(huì)生成含兩種紅色固體的混合物A和混合氣體B;若相同質(zhì)量的甲酸銅在空氣中充分加熱,則生成黑色固體D和CO2、H2O。固體A和D質(zhì)量相差2.4g。請(qǐng)計(jì)算:(1)紅色固體A中Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為mol。

(2)將混合氣體B置于O2中充分燃燒,消耗O2的體積是L(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

解析:(1)n[(HCOO)2Cu]=30.8g154g·mol-1xmol-144g·mol-1×0.(2)由(1)知(HCOO)2Cu分解的方程式為4(HCOO)2Cu2Cu+Cu2O+4H2O+5CO↑+3CO2↑,0.2mol(HCOO)2Cu分解生成n(CO)=54×0.2mol=0.25mol,置于O2中充分燃燒,消耗O2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.25mol×12×22.4L·mol-1答案:(1)0.1(2)2.83.混合堿(Na2CO3與NaHCO3,或Na2CO3與NaOH的混合物)的成分及含量可用雙指示劑法測(cè)定。步驟如下:取混合堿溶液25.00mL,滴加2滴酚酞為指示劑,用0.2000mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液呈微紅色,記下消耗鹽酸體積為22.50mL;再滴加2滴甲基橙,繼續(xù)滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬?記下第二次滴定消耗鹽酸的體積為12.50mL(已知:H2CO3的Ka1=4.3×10-7;Ka2=5.6×10-11)。請(qǐng)計(jì)算:(1)混合堿成分及物質(zhì)的量之比為。(2)混合堿溶液中Na2CO3的濃度為mol/L(寫出計(jì)算過程)。解析:以酚酞為指示劑時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為OH-+H+H2O、CO32-+H+HCO3-,或只發(fā)生反應(yīng)CO32-+H+HCO3-,以甲基橙為指示劑時(shí),發(fā)生反應(yīng)HCO3-+H+H(1)由分析可知,混合堿成分是Na2CO3與NaOH,兩者物質(zhì)的量之比為12.50mL∶(22.50mL-12.50mL)=5∶4。(2)n(Na2CO3)+n(NaOH)=0.2000mol/L×22.50mL×10-3L/mL=4.5×10-3mol,n(Na2CO3)=59×4.5×10-3mol=2.5×10-3mol,混合堿溶液中Na2CO3的濃度為2答案:(1)n(Na2CO3)∶n(NaOH)=5∶4(2)0.1000n(Na2CO3)+n(NaOH)=0.2000mol/L×22.50mL×10-3L/mL=4.5×10-3mol,n(Na2CO3)=59×4.5×10-3mol=2.5×10-3mol,混合堿溶液中Na2CO3的濃度為24.為確定銅鐵合金組成,一同學(xué)將不同質(zhì)量的該合金分別與50.00mL0.80mol/L的FeCl3溶液反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示(反應(yīng)前后溶液的體積變化忽略)。序號(hào)①②③④合金樣品質(zhì)量/g0.8001.2001.6003.200反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量/g00.0640.4802.080(1)實(shí)驗(yàn)④的濾液中c(Fe2+)=。

(2)合金中n(Cu)∶n(Fe)=。

解析:鐵的還原性強(qiáng)于銅,所以Fe3+先和鐵發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+,反應(yīng)后Fe3+有剩余,再與銅發(fā)生反應(yīng)Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,所以剩余的固體是銅或鐵和銅。從第②組數(shù)據(jù)可以得出,FeCl3溶液全部參與反應(yīng),50.00mL0.80mol/L溶液能溶解金屬質(zhì)量為1.200g-0.064g=1.136g,大于第①組溶解的金屬質(zhì)量,故第①組金屬完全反應(yīng),FeCl3有剩余;第②組實(shí)驗(yàn)中FeCl3溶液全部參與反應(yīng),其物質(zhì)的量為0.05L×0.8mol/L=0.04mol,假設(shè)只發(fā)生Fe+2Fe3+3Fe2+,參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.02mol,則溶解的Fe的質(zhì)量為0.02mol×56g/mol=1.12g<1.136g,則同時(shí)也有一部分Cu溶解,所以剩余的固體全部為Cu,設(shè)溶解的鐵和銅的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol,則56x則銅的總物質(zhì)的量為0.002mol+0.第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬質(zhì)量為1.60g-0.48g=1.12g,混合物中Fe恰好完全反應(yīng),Cu不反應(yīng)。剩余0.48g為Cu或銅與鐵的混合物,故第④組實(shí)驗(yàn)中,剩余固體為Fe、Cu,溶液中溶質(zhì)為FeCl2,則溶液中存在c(Fe2+)=12c(Cl-)=32c(FeCl3)=3答案:(1)1.20mol/L(2)1∶65.工業(yè)上由氨合成硝酸并進(jìn)一步制取化肥硝酸銨。工業(yè)上制備硝酸的流程如圖所示。由圖可知,根據(jù)綠色化學(xué)要求,生產(chǎn)中采用循環(huán)操作,理論上使氨氣完全轉(zhuǎn)化為硝酸。已知實(shí)際生產(chǎn)中:氨合成硝酸時(shí),由NH3制NO的產(chǎn)率為94%,NO制HNO3的轉(zhuǎn)化率為90%。氨與硝酸反應(yīng)生成硝酸銨的轉(zhuǎn)化率為94%。計(jì)算:(1)制HNO3所用的NH3占總消耗NH3(不考慮其他損耗)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%(保留3位有效數(shù)字)。

(2)寫出計(jì)算過程。解析:設(shè)制備硝酸的氨氣的物質(zhì)的量為xmol,用于和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨的氨氣的物質(zhì)的量是ymol,根據(jù)題意,x·94%·90%=y·94%,得90%x=y,制HNO3所用的NH3占總消耗NH3(不考慮其他損耗)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xmol×17g/mol答案:(1)52.6(2)設(shè)制備硝酸的NH3為xmol,和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨的NH3為ymol。則由x·94%·90%=y·94%,得y=0.9x,所以xx+y×100%=6.為確定某堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]的組成,某同學(xué)取23.3g樣品置于硬質(zhì)玻璃管中充分灼燒至恒重,殘留固體質(zhì)量為10.0g,將產(chǎn)生的氣體先通過足量98%的濃硫酸(密度為1.84g/cm3),再通過足量的堿石灰,堿石灰質(zhì)量增加8.8g。請(qǐng)計(jì)算:(1)98%的硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度是。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù),求出堿式碳酸鎂化學(xué)式中x、y、z的比值(寫出計(jì)算過程)。解析:(1)密度為1.84g/cm3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為1(2)由題意可知,堿石灰質(zhì)量增加8.8g為二氧化碳的質(zhì)量,由碳原子個(gè)數(shù)守恒可知,堿式碳酸鎂中碳酸鎂的物質(zhì)的量為8.8g440.05mol,質(zhì)量為0.05mol×58g/mol=2.9g;23.3g堿式碳酸鎂中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為(234∶1∶4。答案:(1)18.4mol/L(2)由題意可知,堿石灰質(zhì)量增加8.8g為二氧化碳的質(zhì)量,由碳原子個(gè)數(shù)守恒可知,堿式碳酸鎂中碳酸鎂的物質(zhì)的量為8.8g440.05mol,質(zhì)量為0.05mol×58g/mol=2.9g;23.3g堿式碳酸鎂中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為(234∶1∶4。7.向含硫酸鋁和氯化鋁的混合溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量,加入氫氧化鋇溶液的體積和所得沉淀的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示。(1)氫氧化鋇溶液濃度為。

(2)原混合溶液中SO42-和Cl-解析:(1)向含硫酸鋁和氯化鋁的混合溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量,反應(yīng)的離子方程式有Ba2++SO42-BaSO4↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。1mol硫酸鋁中硫酸根離子完全被沉淀需要?dú)溲趸^是3mol,3mol氫氧化鋇提供6mol氫氧根離子,1mol硫酸鋁中含有2mol鋁離子,兩者恰好反應(yīng)生成氫氧化鋁。從起點(diǎn)到A點(diǎn)是硫酸鋁與氫氧化鋇反應(yīng)生成3mol硫酸鋇和2mol氫氧化鋁;A到B是氯化鋁和氫氧化鋇反應(yīng),B點(diǎn)時(shí)溶液中鋁離子完全沉淀,沉淀達(dá)最大值,溶液中溶質(zhì)為BaCl2;B到C是氫氧化鋁溶解在氫氧化鋇中,C點(diǎn)時(shí)氫氧化鋁完全溶解。根據(jù)圖像可知,溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鋇8L-6L=2L,消耗氫氧化鋁是7mol-3mol=4mol,所以需要?dú)溲趸^是2mol,則氫氧化鋇溶液濃度為(2)根據(jù)圖像可知,硫酸鋇的物質(zhì)的量是3mol,所以硫酸鋁的物質(zhì)的量是1mol,氯化鋁產(chǎn)生的氫氧化鋁的物質(zhì)的量為2mol,因此氯化鋁的物質(zhì)的量是2mol,所以原混合溶液中SO42-答案:(1)1mol/L(2)1∶28.某實(shí)驗(yàn)小組用如下方法測(cè)定廢水中苯酚的含量(其他雜質(zhì)不參加反應(yīng))。Ⅰ.用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制250mL0.1000mol/LKBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液;Ⅱ.取25mL上述溶液,加入過量KBr,加硫酸酸化,溶液顏色呈棕黃色;Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入100mL廢水,加入過量KI;Ⅳ.用0.2000mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅲ中溶液,滴加2滴淀粉溶液,至滴定終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液15.00mL。已知:BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。請(qǐng)計(jì)算:(1)Ⅰ中KBrO3固體的質(zhì)量是g。

(2)該廢水中苯酚的含量為g/L(列式計(jì)算)。

解析:(1)Ⅰ中用KBrO3固體配制250mL0.1000mol/LKBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液,則所需KBrO3固體的物質(zhì)的量為0.25L×0.1000mol/L=0.025mol,質(zhì)量為0.025mol×167g/mol=4.175g。(2)結(jié)合化學(xué)方程式2KI+Br2I2+2KBr、I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知,消耗的Na2S2O3的量就是與Br2反應(yīng)的KI的量,n(KI)=cV=0.015L×0.2000mol/L=0.003mol,消耗的Br2為0.003mol2=0.0015mol,由化學(xué)方程式BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O可知,Ⅱ中反應(yīng)得到的Br2共有0.0075mol,所以和苯酚反應(yīng)的Br0.0015mol=0.006mol,消耗的苯酚的物質(zhì)的量為0.006mol3=0.002mol,其質(zhì)量為0.002mol×答案:(1)4.175(2)1.88結(jié)合化學(xué)方程式2KI+Br2I2+2KBr、I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知,消耗的Na2S2O3的量就是與Br2反應(yīng)的KI的量,n(KI)=cV=0.015L×0.2000mol/L=0.003mol,消耗的Br2為0.003mol2=0.0015mol,由化學(xué)方程式BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O可知,Ⅱ中反應(yīng)得到的Br2共有0.0075mol,所以和苯酚反應(yīng)的Br2的物質(zhì)的量為0.0075mol-0.0015mol=0.006mol,消耗的苯酚的物質(zhì)的量為0.006mol39.(2021·寧波適應(yīng)性測(cè)試)硫粉和Na2S溶液反應(yīng)可以生成多硫化鈉(Na2Sn),離子方程式為S+S2-S22-、2S+S2-S(1)在100mLNa2S溶液中加入0.8g硫粉,只發(fā)生反應(yīng)S+S2-S22-,反應(yīng)后溶液中S和S2-無(wú)剩余,則原溶液中c(Na2S)=(2)在一定體積和濃度的Na2S溶液中加入6.75g硫粉,控制一定條件使硫粉完全反應(yīng),反應(yīng)后溶液中的陰離子有S2-、S22-、Smo