(3)(ⅰ)丙中盐酸反应完全,n(H2)=0.672L/22.4L•mol-1=0.03mol
则c(HCl)=0.03mol×2/0.03L=2.0mol/L(2分)
(ⅱ)设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol,ymol,则有:
24x+27y=0.510g
求得x=y=0.01mol
x+3y/2=0.560/22.4
则ω(Mg)=[(0.01mol×24g·mol-1)/0.510g]×100%=47.06%(2分)
(ⅲ)根据HCl∽NaCl和Al∽NaAlO2可知
n(NaCl)=n(HCl)=2.0mol/L×0.030L=0.06mol
n(NaAlO2)=n(Al)=0.01mol×918/510=0.018mol
根据Na+守恒得:
n(NaOH)=0.06mol+0.018mol=0.078mol
所以V(NaOH)=0.078mol/1.0mol•L-1=0.078L=78mL(4分)
答:
c组实验后还需加入78ml的氢氧化钠溶液才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解。
2、(10分)将3.20gCu溶于Bmol/L过量的硝酸溶液30.0mL中,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,反应结束后,将所剩溶液加水稀释至1000mL,测得c(NO3-)=0.200mol/L。
(1)试求稀释后溶液的pH。
(2)生成的气体中NO2和NO的物质的量(可以含有B的代数式表示)。
(3)用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NOx污染的一种方法。
原理为:
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
若生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收,试讨论B的取值范围。
(10分)
(1)设稀释后溶液的H+物质的量浓度为c(H+),依溶液电中性,有:
(3.20g÷64g/mol)×2+c(H+)×1.00L=0.200mol/L×1.00L,解得c(H+)=0.100mol/L,pH=-lgc(H+)=1(2分)
(2)设n(NO2)=amol,n(NO)=bmol,依电子得失守恒,有:
a+3b=0.100①(1分)
依N元素守恒,有:
a+b=0.030B-0.200②(1分)
解①②联立得:
a=(0.045B-0.350)mol,b=(0.150-0.015B)mol(各1分)
(3)依题意有不等式:
n(NO2)>0,n(NO)>0,n(NO2)≥n(NO),即:
0.045B-0.350>0,解得B>7.80;0.150-0.015B>0,解得B<10.0;0.045B-0.350≥0.150-0.015B,解得B≥8.30;综合上述结果得:
8.3≤B<10。
(上、下限只算出一个且正确给2分,算出二个并得出结果得4分)。
3、(10分)在化工分析中常用到滴定度这个概念。
滴定度是指每毫升滴定剂标准溶液相当于被测组分的质量,其单位为g/mL。
现有一不溶于水的氧化亚铜样品,该样品能溶于用硫酸酸化了的硫酸铁溶液,所发生的反应可用化学方程式表示为:
Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O。
反应生成的硫酸亚铁可用含硫酸的高锰酸钾溶液进行滴定,其滴定反应可用化学方程式表示为:
2KMnO4+8H2SO4+10FeSO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O
若每升滴定剂溶液中含有0.400molKMnO4,求该KMnO4溶液对Cu2O的滴定度
(10分)
每毫升KMnO4溶液中含KMnO4的物质的量为
关系式:
2KMnO4~10FeSO4~5Cu2O
2mol5×144g/mol
4.00×10-4molx
答:
KMnO4溶液对Cu2O的滴定度为0.144g/mL
4、(10分)某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。
称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物,分别制成溶液。
向其中一份逐滴加入NaOH溶液,开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多;一段时间后有气体逸出,该气体有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,加热后共计可收集到2.24L该气体(标准状况);最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。
另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液,开始现象类似,但最终仍有白色沉淀;过滤,用稀硝酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体46.6g。
请回答以下问题:
⑴该结晶水合物中含有的两种阳离子是________和________,阴离子是_________。
⑵试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
⑶假设过程中向该溶液中加入的NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1,请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。
⑴NH4+Al3+SO42-(3分)
⑵n(SO42—)=
=0.2mol
n(NH4+)=
=0.1mol
根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理:
n(NH4+)+3n(Al3+)=2n(SO42—)可得:
n(Al3+)=
(2×0.2mol-0.1mol)=0.1mol
n(H2O)=
=1.2mol
该结晶水合物的化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O[或(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]
(5分)
⑶
5、(10分)据材料称:
钠可在氮气中燃烧生成氮化钠,氮化钠与水反应的化学方程式是:
Na3N+4H2O==3NaOH+NH3·H2O。
某学校化学研究学习小组,为了研究钠在空气中燃烧产物的成分,做了以下实验:
取11.5g钠单质放在一块薄铁皮上,上扣一玻璃罩(玻璃罩内为干燥且无酸性气体的空气),用酒精灯加热薄铁皮,钠完全燃烧,将燃烧产物投入水中,得到一种纯净气体0.224L(标准状态)和1.00L溶液,从中取出25.0mL溶液,和13.5mL1.00mol·L-1HCl溶液刚好完全反应。
求钠在空气中燃烧产物的成分及物质的量。
(10分)
解:
n(Na)=0.500mol (1分)
钠在有限的空气中燃烧可能有Na2O、Na2O2、Na3N。
(1分)
n(O2)=
=0.0100mol (1分)
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
0.0200mol0.0100mol
n(Na2O2)=0.0200mol (1分)
Na→NaOH,由Na守恒知
c(NaOH)=0.500mo1·L-1,25mL溶液中n(NaOH)=1.25×10—2mol
n(HCl)=1.35×10-2mol>n(NaOH),说明溶液中还有氨水。
(2分)
原lL溶液中n(NH3·H2O)=
×(1.35×10-2一1.25×10-2)mo1=4.00×10-2mol
Na3N+4H2O==3NaOH+NH3·H2O
4.00×10-2mol4.00×10-2mol
即:
n(Na3N)=0.0400mo1 (2分)
n(Na2O)=(0.500mo1一0.0400mo1×3-0.020mo1×2)/2=0.170mo1 (2分)
6、已知在酸性条件下有以下反应关系:
①KBrO3能将KI氧化成I2或KIO3,其本身被还原为Br2;
②Br2能将I-氧化为I2;
③KIO3能将I-氧化为I2,也能将Br-氧化成Br2,其本身被还原为I2。
现向含有lmolKI的硫酸溶液中加入含amolKBrO3的溶液,a的取值不同,
所得产物也不同。
(1)试将讨论的结果填入表中:
编号
a的取值范围
产物的化学式(或离子符号)
①
I2、、Br-
②
1/6<a<1/5
③
I2、、IO3-、、Br2
④
a≥6/5
(2)对表中③组:
当n(I2)=n(IO3-)时,求a的值。
(1)
编号
a的取值范围
产物的化学式(或离子符号)
①
0<a≤1/6
I2、、Br-
②
1/6<a<1/5
I2、Br2、、、Br-
③
1/5≤a<6/5
I2、、IO3-、、Br2
④
a≥6/5
IO3-、Br2
(2)a=8/15
7、已知可逆反应CO+H2O(g)
CO2+H2,达到平衡时,K=
,K是常数,只与温度有关,与浓度无关。
(1)830K时,若起始时:
c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化
率为60%,水蒸气的转化率为________;K值为________。
(2)830K,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为____________。
(3)若830K时,起始浓度c(CO)=amol/L,c(H2O)=bmol/L,H2的平衡浓度]
c(H2)=cmol/L,
①a、b、c之间的关系式是_____________________;
②当a=b时,a=_____c。
(1)CO+H2O(g)
CO2+H2
起始浓度(单位均为mol/L)2300
转化浓度1.21.21.21.2
平衡浓度0.81.81.21.2
K=
(2)设CO的转化浓度为xCO+H2O(g)
CO2+H2
起始浓度(单位均为mol/L)2600
转化浓度xxxx
平衡浓度2–x6–xxx
K=
,x=1.5mol/L
(3)CO+H2O(g)
CO2+H2
起始浓度(单位均为mol/L)ab00
转化浓度cccc
平衡浓度a–cb–ccc
①
,②a=b,则a=2c
8、(11分)为了测定溶液中Ba2+的浓度,做了以下实验:
①称取0.1323gK2Cr2O7溶于适量的稀硫酸中,再向其中加入过量的KI溶液与之反应,反应后的溶液加入27.00mLNa2S2O3溶液时恰好反应完全。
②另取50.00mLBa2+溶液,控制适当的酸度,加入足量K2CrO4的溶液,得BaCrO4沉淀,沉淀经过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解,使CrO
转化Cr2O
再加入过量KI与之反应,反应后再同上述Na2S2O3溶液反应,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液24.00mL,与之有关反应式如下:
□Cr2O
+□I-+□H+——□Cr3++□I2+□H2O
□I2+□S2O
——□S4O
+□I-
(1)配平上述的离子方程式。
(2)上述两步可用_________________作指示剂,其现象为
(3)试计算溶液中Ba2+的物质的量浓度
(11分)
(1)1614——237(2分)12——12(1分)﹤
(2)淀粉(1分)溶液由蓝色变为无色(1分)
(3)解:
n(K2Cr2O7)=
=0.0004500moL………………(1分)
Cr2O72-~3I2~6S2O32-
n(S2O32-)=6n(Cr2O72-)=6×0.0004500mol=0.002700mol
c(S2O32-)=
=0.1000mol/L………………………………(2分)
2Ba2+~2BaCrO4~CrO4~Ct2O72-~3I2~6S2O32-
n(Ba2+)=
=
·L-1×0.02400L=0.0008000mol(2分)
c(Ba2+)=
=0.01600mlo/L(1分)
9、(12分)把密度为1.68g/cm3的液态S2Cl210mL溶于石油醚(一种溶剂),得到100mL溶液,把它慢慢加入50mL3.2mol/L的SO2水溶液中,振荡使之充分反应,当加入的S2Cl2溶液为64.3mL时,恰好反应完全。
生成物用含0.32molKOH的KOH溶液中和后,恰好完全转化为KCl和一种二元含氧酸的钾盐晶体。
试通过计算确定S2Cl2与SO2在溶液中反应的化学方程式。
解:
参加反应的S2Cl2的物质的量n(S2Cl2)=1.68g/cm3×10mL×64.3mL/100mL×135g/mol
=0.08mol(1分)
参加反应的SO2的物质的量n(SO2)=50mL×10-3L/mL×3.2mol/L
=0.16mol(1分)
生成HCl的物质的量n(HCl)=2n(S2Cl2)=2×0.08mol
=0.16mol(2分)
生成二元酸的物质的量n(二元酸)==(0.32mol–0.16mol)/2=0.08mol(2分)
故反应中n(S2Cl2):
n(SO2):
n(HCl):
n(二元酸)=0.08:
0.16:
0.16:
0.08
=1:
2:
2:
1(2分)
所以反应式为:
S2Cl2+2SO2+2H2O=2HCl+H2S4O6(2分)
10、(13分)电子工业常用一定浓度的
溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板.有关反应为:
2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2
现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入
某
溶液A中,一段时间后,将该线路板取出,向所得溶液B中加入铁粉mg,充分反应后剩余固体ng;将固体滤出并从滤液C(忽略反应前后溶液体积的变化)中取出20.00mL,向其中滴入
溶液60.00mL时,溶液中的
恰好完全沉淀.请计算:
(1)溶液A中
的物质的量浓度为_________________
;
(2)假若铁粉不再溶解,向溶液B中加入的铁粉质量至少应当大于______________g;
(3)讨论当剩余固体的组成不同时m与n可能的取值范围,并填入下表
剩余固体的组成
m的取值范围
n的取值范围
只有铜
有铁且有铜
(用含m的代数式表示)
(4)当m=100.0,n=96.8时,溶液B中
的物质的量浓度为________
.
(1)3.00
————(1分)
(2)67.2g————(2分)
(3)(每空2分)
剩余固体的组成
m的取值范围
n的取值范围
只有铜
0<m≤67.2
0<n≤76.8
有铁且有铜
m>67.2
x-67.2<n≤x+9.6
(4)2.5
————(2分)
11、(8分)将一定量的混合均匀的铁粉和硫粉在隔绝空气的条件下共热,充分反应后冷却至室温,得到固体A。
将质量为m的固体A加入到300mL2mol·L-1盐酸中使之完全溶解,测得室温下加入的固体A的质量与收集到的气体体积(已换算成标准状况)的关系如图,(假设氢硫酸溶液饱和之前无硫化氢逸出)。
已知加入固体A的质量m≤3.2g时,收集到的气体为氢
气,当m>3.2g时收集到的气体为氢气和硫化氢的混合气。
试分析与计算:
(1)3.2g固体A中所含的物质有
(写化学式)。
(2)3.2g固体A中各物质的物质的量分别为。
溶于上述盐酸充分反应后,所得的溶液中氢硫酸的物质的量浓度为(忽略体积变化)。
(3)当固体A全部溶于上述盐酸,且A的质量m>3.2g时,收集到的气体体积(标准状况下)V=mL。
(用含m的代数式)
(1)FeS,Fe.
(2)n(Fe)=0.01moln(FeS)=0.03mol.c(H2S)=0.1mol·L-1
(3)V=(280m-672)mL
12、(9分)在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热使之充分
反应,下图表示加入固体的的质量与产生气体的体积(标准状况)的关系。
试计算:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度是___________mol·L-1
(2)当NaOH溶液为140mL,固体为51.6g时,充分反应产生的气体为___________L(标
准状况)
(3)当NaOH溶液为180mL,固体仍为51.6g时,充分反应产生的气体为___________L(标
准状况)。
(每空3分,共9分)
(1)5mol·L-1
(2)15.68L(3)16.8L
13、(12分)将总总的量为4molNa2O2和Al2(SO4)3混合物投入足量水中,充分反应后生成ymol沉淀(y>0),若以x表示原混合物中Na2O2的物质的量,试建立y=f(x)的函数关系式,将x的取值y=f(x)关系式填写在表内(可填满,也可不填满或补充)并作图。
x值
y=f(x)
(12分)0< x≤3y=2x/3(4分)3
14、(11分)对一定量的KClO3加热使其部分分解,然后向反应后的混合物中加入足量浓H2SO4并加热发生如下反应:
△
KClO3+5KCl+3H2SO43Cl2+3K2SO4+3H2O
假设原KClO3为mmol,第一步反应KClO3分解为α,两步反应生成的O2与Cl2总物质的量为nmol.
(1)计算当氯元素全部转化为Cl2时α值及n与m的函数关系式。
(2)讨论在α不同值时,n与α、m的函数关系式及n的最大值。
△
解析:
根据化学方程式:
2KClO32KCl+3O2
△
mαmolmαmol
KClO3+5KCl+3H2SO43Cl2+3H2O+3K2SO4
1mol5mol
m(1—α)molmαmol
(1)若使氯元素全部转化为Cl2,则:
m(1—α)∶mα=1∶5即:
α=5/6
同时产生Cl2∶3m(1—α)mol或
n=
1.75m即n=1.75m
(2)当0<α<
,KclO3剩余,
<1.75m
当
<α<1,KCl剩余,
<1.75m
∴当α=
,n=1.75m为最大值
15、(12分)汽车内燃机中,汽油气化后与空气按一定比例混合进入气缸。
引擎用电火花引燃,使气缸内温度迅速升高,气体急剧膨胀,产生压力,推动活塞。
排出的尾气对大气产生污染。
为了简化讨论,设汽油的成分为辛烷,假设空气中O2的体积分数为20%,其余为N2。
试回答下列问题:
(1)设辛烷蒸气与相同条件下的空气体积比为a,要使辛烷完全燃烧,求a的最大值a′为多少?
(2)汽车产生的大气污染主要是CO和NOx,请写出
当a>a′时,主要的大气污染物是;
当a(3)正在推广使用的Pt—Rh—CuO—Cr2O3—Al2O3(氧化铝为载体)是较理想的高效催化剂,制成的汽车尾气催化转化净化器,能将80%以上有害尾气转化为无毒气体。
试推测写出净化汽车尾气时,以CuO做催化剂为例,催化反应过程中可能的化学方程式和总反应方程式:
当a>a′时,;
当a总反应。
(1)辛烷完全燃烧的反应为:
C8H18+12.5O28CO2+9H2O(2分)
完全燃烧的条件为
(4分)
(2)CO;NOx(即NO和NO2)(各2分)
CuO
(3)CO+CuO=CO2+Cu2NOx+2xCu=N2+2xCuO(各1分)
2xCO+2NOx2xCO2+N2(2分)
16、(14分)请根据下列实验数据确定某水合含Fe(II)的盐的化学式。
①将0.784g该含亚铁的盐强烈加热至质量恒定,得到0.160gFe2O3;
②将0.784g该盐溶于水,加入过量的BaCl2溶液,得到0.932gBaSO4;
③0.392该盐溶于水,加入过量的NaOH溶液后煮沸,释放出的氨气用50.0mL0.10mol·L-1盐酸吸收后,吸收液需要30.0mL0.10mol·L-1NaOH溶液恰好中和。
n(Fe2+)=(
×0.160g)÷56g·mol-1=0.002mol(2分)
n(SO42-)=
=0.004mol(2分)
n(NH4+)=(50.0mL-30.0mL)×10-3L·mL-1×0.10mol·L-1×
=0.004mol(2分)
n(H2O)=
(4分)
n(NH4+):
n(Fe2+):
n(SO42-):
n(H2O)=0.004:
0.002:
0.004:
0.012=2:
1:
2:
6(2分)
所以该盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(2分)
17、(10分)用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。
实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液500mL,每次实验均充分反应。
实验记录如下:
实验次数
样品质量/g
沉淀质量/g
1
1.716
2.758
2
2.574
3
3.432
5.516
4
4.290
5.516
回答下列问题:
(1)第2次实验中产生沉淀质量是多少,将结果填入表格空白处。
(2)Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量浓度是。
(3)第2次实验样品中NaH