高考化学二轮复习通关攻略 专题五 化学与STSE 化学计算 专题能力提升练15化学与STSE 化学计算.docx

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专题能力提升练十五

化学与STSE　化学计算

（建议用时:

20分钟）

一、选择题

1.（2016·长沙一模）中国传统文化对人类文明贡献巨大,我国古代的人民在那时候就已经广泛应用了相关的化学知识,古化文献中充分记载了古代化学研究成果。

下列关于古代化学的应用和记载,对其说明不合理的是（　　）

A.《本草纲目》中记载“（火药）乃焰消（KNO3）、硫磺、杉木炭所合,以烽燧铳机诸药者”,这是利用了“KNO3的氧化性”

B.李白有诗云“日照香炉生紫烟”,这是描写“碘的升华”

C.《本草经集注》中记载了区分硝石（KNO3）和朴消（Na2SO4）的方法:

“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,这是利用了“焰色反应”

D.我国古代人民常用明矾水除去铜器上的铜锈Cu2（OH）2CO3]

【解析】选B。

B项中的诗句选自李白的《望庐山瀑布》,这句诗的意思是由于瀑布飞泻,水气蒸腾而上,在丽日照耀下,仿佛有座顶天立地的香炉冉冉升起了团团紫烟（“香炉”是指庐山的香炉峰。

此峰在庐山西北,形状尖圆,像座香炉）。

而不是描写碘的升华,B项错误。

【加固训练】

（2016·西安一模）新版人民币的发行,引发了人们对有关人民币中化学知识的关注。

下列表述不正确的是（　　）

A.制造人民币所用的棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素

B.用于人民币票面方案等处的油墨中所含有的Fe3O4是一种磁性物质

C.防伪荧光油墨由颜料与树脂连接料等制成,其中树脂属于有机高分子材料

D.某种验钞笔中含有碘酒溶液,遇假钞呈现蓝色,其中遇碘变蓝的是葡萄糖

【解析】选D。

棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素,A正确;Fe3O4是磁性物质,有磁性,B正确;树脂相对分子质量很大,属于有机高分子材料,C正确;葡萄糖遇碘不变蓝,D错误。

2.（2016·嘉兴二模）下列说法不正确的是（　　）

A.植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便等生物质在沼气池中经发酵可生成沼气

B.Al（OH）3、Fe（OH）3等胶体具有很强的吸附能力,可用于净水

C.鸡蛋清中加入浓食盐水析出沉淀、75%乙醇溶液进行消毒、福尔马林用于浸制生物标本,其中蛋白质都发生了变性

D.塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于有机物,可以回收利用

【解析】选C。

秸秆、杂草等在沼气池中发酵制沼气有新物质甲烷生成,属于化学变化,故A正确;氢氧化铝、氢氧化铁胶体具有吸附性,能够吸附水质固体颗粒杂质,可以净水,故B正确;鸡蛋清中加入浓食盐水析出沉淀为蛋白质盐析,蛋白质没有变性,故C错误;塑料袋、旧橡胶制品属于高分子化合物,废纸的主要成分是纤维素,都是有机物,故D正确。

3.（2016·南通一模）胆矾样品用热重仪进行热重分析,热重仪原理及热重记录如下表,则100～118℃温度范围内发生反应的化学方程式是（　　）

A.CuSO4·5H2O

CuSO4·3H2O+2H2O

B.CuSO4·4H2O

CuSO4·3H2O+H2O

C.CuSO4·3H2O

CuSO4·2H2O+H2O

D.CuSO4·3H2O

CuSO4·H2O+2H2O

【解析】选D。

加热前,n（CuSO4·5H2O）=375mg/（250g·mol-1）=1.5mmol。

100℃时,设CuSO4·xH2O,1.5×（160+18x）=321,x=3;118℃时,设CuSO4·yH2O,1.5×（160+18y）=267,y=1。

故反应是CuSO4·3H2O

CuSO4·H2O+2H2O。

4.（2016·成都三模）Cu（OH）2在水中存在着如下溶解平衡:

Cu（OH）2（s）

Cu2+（aq）+2OH-（aq）,在常温下KspCu（OH）2]=2×10-20。

某CuSO4溶液中,c（Cu2+）=0.02mol·L-1,在常温下要生成Cu（OH）2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱溶液来调节溶液的pH,使溶液的pH大于（　　）

A.2　　　　B.3　　　　C.4　　　　D.5

【解析】选D。

根据信息:

当c（Cu2+）·c2（OH-）=2×10-20时开始出现沉淀,则:

c（OH-）=

mol·L-1=1×10-9mol·L-1,c（H+）=

mol·L-1=10-5mol·L-1,

pH=5。

二、非选择题

5.（2016·泰州二模）目前,回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等,某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液（含溴0.27%）中回收易挥发的Br2:

（1）操作X所需要的主要玻璃仪器为___________________________________;

反萃取时加入20%的NaOH溶液,其离子方程式为_________________________。

（2）反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是_

__________________________________________________________________。

（3）溴的传统生产流程为先采用氯气氧化,再用空气水蒸气将Br2吹出,与传统工艺相比,萃取法的优点是_____________________________________________。

（4）我国废水三级排放标准规定:

废水中苯酚的含量不得超过1.00mg·L-1,实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量,其原理如下:

+3Br2

+3HBr

①请完成相应的实验步骤:

步骤1:

准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中

步骤2:

将4.5mL0.02mol·L-1溴水迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡

步骤3:

打开瓶塞,向锥形瓶中加入过量的0.1mol·L-1KI溶液,振荡

步骤4:

______________________,再用0.01mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液15mL（反应原理:

I2+2Na2S2O3

2NaI+Na2S4O6）

步骤5:

将实验步骤1～4重复2次

②该废水中苯酚的含量为____________mg·L-1

③步骤3若持续时间较长,则测得的废水中苯酚的含量__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

【解析】富马酸废液中含有Br-,电解生成溴单质,加入四氯化碳萃取后分液,再加入氢氧化钠反萃取得到含溴离子和次溴酸根离子的溶液,加入硫酸酸化发生氧化还原反应生成溴单质。

（1）操作X为萃取分液,需要烧杯、分液漏斗等仪器;反萃取时加入20%的NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,反应的离子方程式为Br2+2OH-

Br-+BrO-+H2O。

（2）溴单质易挥发,浓硫酸溶解放热分析,反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是减少溴单质的挥发。

（3）无有毒气体氯气参加反应,生产过程环保。

（4）①硫代硫酸钠溶液滴定碘单质,加入淀粉溶液做指示剂;滴入2～3滴淀粉溶液,再用0.01mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点。

②依据化学方程式定量关系计算,将4.5mL0.02mol·L-1溴水迅速加入到锥形瓶中,n（Br2）=0.0045L×0.02mol·L-1=0.00009mol,其中和碘化钾反应的溴单质物质的量

2KI～Br2～I2～2Na2S2O3

12

n0.01mol·L-1×0.015L

n=0.000075mol

与苯酚反应的溴单质=0.00009mol-0.000075mol=0.000015mol,则苯酚物质的量=

×0.000015mol=0.000005mol,该废水中苯酚的含量为=

×

0.000005mol×94g·mol-1=0.0188g·L-1=18.8mg·L-1;

③步骤3持续的时间长导致的是KI被氧化,测定苯酚量减少,测定结果偏低。

答案:

（1）分液漏斗　Br2+2OH-

Br-+BrO-+H2O

（2）减少Br2的挥发　（3）没有采用有毒气体Cl2,更环保

（4）①滴入2～3滴淀粉溶液

②18.8mg·L-1　③偏低

【加固训练】

纯净的过氧化钙（CaO2）是白色粉末,难溶于水,不溶于乙醇、乙醚,常温下较为稳定,是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。

已知:

在实验室可用钙盐制取CaO2·8H2O,再经脱水制得CaO2。

其制备过程如下:

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有________,“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右,比较简单易行的方法是______。

为检验“水洗”是否合格,可取少量洗涤液于试管中,再滴加________（填试剂）,无明显现象说明“水洗”合格。

（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为________;该制法的副产品为________（填化学式）;若称取11.1克无水CaCl2,理论上应该量取质量分数30%、密度1.1g·cm-3的H2O2溶液________mL。

（3）测定产品中CaO2的含量的实验步骤是:

第一步,准确称取ag产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的bgKI晶体,再滴入少量2mol·L-1的H2SO4溶液,充分反应;

第二步,向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液;

第三步,逐滴加入浓度为cmol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液VmL。

已知:

I2+2S2

2I-+S4

（无色）

①第三步中说明反应恰好完全的现象是__________________________。

②CaO2的质量分数为________（用字母表示）;

③某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能________（填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）。

【解析】

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒,控制反应温度在0℃左右显然是冰水浴,检验“水洗”是否合格,即检验洗涤液中有没有Cl-,而Cl-可用硝酸银检验。

（2）沉淀时得到CaO2·8H2O,反应为Ca2++2NH3·H2O+H2O2+6H2O

CaO2·8H2O↓+2N

因此副产品是NH4Cl,根据CaCl2～H2O2求得H2O2的质量为3.4g,体积是340/

33mL。

（3）测定产品中CaO2的含量的原理是CaO2+2I-+4H+

Ca2++2H2O+I2,I2+2S2

2I-+S4

因此反应终点现象是溶液蓝色恰好褪去,（且半分钟内不变色）,根据CaO2～2S2

可求得m（CaO2）=36cV/1000g,质量分数为36cV/1000a,第三步滴速太慢,会使得过量的碘化钾被氧气氧化为碘,从而消耗过多的Na2S2O3,测得的CaO2的质量分数偏大。

答案:

（1）烧杯、玻璃棒　将反应容器浸入冰水中　AgNO3溶液

（2）Ca2++2NH3·H2O+H2O2+6H2O

CaO2·8H2O↓+2N

　NH4Cl　10.3

（3）①溶液蓝色恰好褪去,（且半分钟内不变色）

②36cV/1000a　③偏高

【方法规律】氧化还原滴定常用指示剂

滴定

方式

还原剂滴定KMnO4

KMnO4滴定还原剂

I2滴定还原剂

还原剂滴定I2

铁盐滴定还原剂

还原剂滴定铁盐

指示剂

KMnO4

KMnO4

淀粉

淀粉

KSCN

KSCN

终点时

颜色变化

粉（浅）红色→无色

无色→

粉（浅）红色

无色→

蓝色

蓝色→

无色

溶液变

红色

红色

消失

（建议用时:

25分钟）

一、选择题

1.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是（　　）

A.盐卤可用于制作豆腐

B.从海水中提取物质都要通过化学反应才能实现

C.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料

D.制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料

【解析】选A。

用盐卤制作豆腐,利用了电解质溶液可以使胶体（豆浆）凝聚的原理,故A项正确;从海水中提取物质未必都要通过化学反应才能实现,应具体情况具体分析,从海水获得淡水,只需物理变化（蒸馏）,故B项错误;煤的气化和液化属于化学变化,故C项错误;聚酯纤维属于有机高分子材料,光导纤维的成分是二氧化硅不是新型无机非金属材料,故D项不正确。

2.在材料科学中被誉为“合金的维生素”的金属钒（V）,科研人员最新研制的离子交换法回收钒的新工艺中,经过热重分析测得:

NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如图所示。

则下列有关说法中正确的是（　　）

A.NH4VO3的摩尔质量为117

B.钒是第4周期ⅤA族元素

C.NH4VO3焙烧分解分为两个阶段,其中第二阶段（接近400℃）时发生的反应为2NH4VO3

V2O5+H2O+2NH3↑

D.NH4VO3焙烧过程中先分解失去NH3,再分解失去H2O

【解析】选D。

A项摩尔质量的单位为g·mol-1;B项Ⅴ为第4周期ⅤB族;C、D项,根据热重分析实验图象数据可知,NH4VO3在200℃和400℃时质量损失接近2∶1,表明NH4VO3在200℃先分解生成NH3和HVO3,而后在400℃分解产生H2O和V2O5。

3.下列说法中,错误的是（　　）

A.已知25℃时,KspMg（OH）2]=1.8×10-11,KspCu（OH）2]=2.2×10-20。

在25℃下,向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu（OH）2沉淀

B.25℃时,向0.01mol·L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入浓NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH为9.6（已知lg2.4=0.4）。

C.已知25℃时,Ksp（AgCl）=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c（Ag+）约为1.3×10-5mol·L-1

D.已知25℃时,KspFe（OH）3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe（OH）3+3H+

Fe3++3H2O的平衡常数K=2.79×10-3

【解析】选D。

因为KspCu（OH）2]

c（Ag+）≈1.3×10-5mol·L-1,故C正确;KspFe（OH）3]=c（Fe3+）·c3（OH-）,题示反应的平衡常数为K=c（Fe3+）/c3（H+）,25℃时水的离子积为KW=c（H+）·c（OH-）=1×10-14,推得K=KspFe（OH）3]/K,即K=2.79×10-39/（1×10-14）3=2.79×103,故D错误。

二、非选择题

4.食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾,其化学式为

K4Fe（CN）6]·3H2O。

42.2gK4Fe（CN）6]·3H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度的变化曲线）如图所示。

试回答下列问题:

（1）试确定150℃时固体物质的化学式___________________________________。

（2）查阅资料知:

虽然亚铁氰化钾自身毒性很低,但其水溶液与酸反应放出极毒的氰化氢（HCN）气体;亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾（KCN）。

据此判断,烹饪食品时应注意的问题为___________________________________。

（3）在25℃时,将amol·L-1的KCN溶液与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应达到平衡时,测得溶液pH=7,则KCN溶液的物质的量浓度a____________

0.01mol·L-1（填“>”“<”或“=”）;用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=__。

（4）在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O

2H2SO4的转化。

已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液中时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O,则另一个反应的离子方程式为_________________。

上述转化的重要意义在于___________________________________________。

（5）已知Fe（OH）3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。

室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全________。

（提示:

当某离子浓度小于10-5mol·L-1时可以认为该离子沉淀完全）

【解析】

（1）对于加热失去结晶水的研究,注意开始时质量变化为失去水的质量:

K4Fe（CN）6]·3H2O

K4Fe（CN）6]·xH2O+（3-x）H2O

13-x

0.1mol0.3mol

x=0,则150℃时固体物质的化学式为K4Fe（CN）6]。

（2）为防止有毒的HCN和KCN生成,应避免与酸性物质接触和控制烹饪温度。

（3）由于KCN+HCl

HCN+KCl,当反应后pH=7,则溶液中有过量的KCN,故a>

0.01mol·L-1;

由溶液中电荷守恒得:

c（K+）+c（H+）=c（OH-）+c（CN-）+c（Cl-）,又因为pH=7,则c（H+）=c（OH-）,故c（K+）=c（CN-）+c（Cl-）=0.5amol·L-1;

由物料守恒得:

c（K+）=c（CN-）+c（HCN）,则c（HCN）=c（Cl-）=0.005mol·L-1,c（CN-）=

（0.5a-0.005）mol·L-1;平衡常数K=c（CN-）·c（H+）/c（HCN）=（0.5a-0.005）×10-7/0.005mol·L-1。

答案:

（1）K4Fe（CN）6]

（2）避免与醋等酸性物质一起烹饪;控制烹饪温度不超过400℃

（3）>　（0.5a-0.005）×10-7/0.005mol·L-1

（4）2Fe3++SO2+2H2O

2Fe2++S

+4H+　变废为宝,消除污染

（5）c（Fe3+）=

=1.1×10-3mol·L-1>1×10-5mol·L-1,故Fe3+没有沉淀完全

5.过氧化氢（H2O2）为淡蓝色黏稠液体,是中学常见试剂。

（1）实验室可用稀硫酸与BaO2反应来制取H2O2,该反应的化学方程式为_______。

（2）经测定H2O2为二元弱酸,酸性比碳酸还弱,不稳定易分解。

已知Na2O2中通入干燥的CO2不反应,但通入潮湿的CO2却可以产生O2,试用化学方程式表示这一过程________________________。

（3）现有一份H2O2溶液,某学习小组想测定其浓度,查阅资料得知方法如下:

用移液管吸取10.00mL的H2O2样品,置于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,取25.00mL溶液置于锥形瓶再加入10mL3mol·L-1的稀硫酸（过量）,用

0.02mol·L-1的标准浓度的KMnO4溶液滴定,所用体积为20.00mL,则上述滴定过程发生的离子反应方程式为________________________________________,

原H2O2溶液的浓度为________g·L-1。

【解析】

（1）稀硫酸与BaO2反应来生成H2O2和硫酸钡沉淀,反应的化学方程式为H2SO4+BaO2

BaSO4↓+H2O2。

（2）H2O2为二元弱酸,酸性比碳酸还弱,不稳定易分解,且Na2O2中通入干燥的CO2不反应,但通入潮湿的CO2却可以产生O2,是水和CO2生成碳酸,依据强酸制弱酸的原理,碳酸再与Na2O2反应生成H2O2;H2O2不稳定,发生了分解生成氧气,反应的化学方程式为Na2O2+CO2+H2O

Na2CO3+H2O2,2H2O2

2H2O+O2↑。

（3）高锰酸钾酸性溶液氧化过氧化氢为氧气,高锰酸根离子被还原为锰离子,反应的离子方程式为2Mn

+5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑,用移液管吸取10.00mL的H2O2样品,置于100mL量瓶中,加水稀释至刻度线,取25.00mL溶液置于锥形瓶再加入10mL3mol·L-1的稀硫酸（过量）,用0.02mol·L-1的标准浓度的KMnO4溶液滴定,所用体积为20.00mL,

2Mn

　+　　5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑,

25

0.02×0.02moln（H2O2）

n（H2O2）=0.001mol,100mL溶液中含过氧化氢物质的量=

×0.001mol=

0.004mol,故原H2O2溶液的浓度=

=13.6g·L-1。

答案:

（1）H2SO4+BaO2

BaSO4↓+H2O2

（2）Na2O2+CO2+H2O

Na2CO3+H2O2,2H2O2

2H2O+O2↑

　13.6　+8H2O+5O2↑

（3）2Mn

+5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑　13.6

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