2019高考化学二轮复习 微专题3 隐藏在Ⅱ卷中的化学微型计算专题集训.doc

微专题3隐藏在卷中的化学微型计算专题集训1.(1)准确称取氯化亚铜样品m g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用 a mol/L 的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液 b mL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,样品中CuCl的质量分数为。(2)高锰酸钾纯度的测定:称取1.080 0 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。取浓度为 0.200 0 mol/L 的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为 24.48 mL,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O)。解析:(1)根据题意,氯化亚铜与氯化铁发生反应Fe3+CuClFe2+Cu2+Cl-,加入K2Cr2O7溶液发生反应6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O,则反应的关系式为6CuCl6Fe2+Cr2O72-,K2Cr2O7被还原为Cr3+,则b mL、a mol/L K2Cr2O7溶液发生反应时,转移电子的物质的量是ab10-323 mol=6ab10-3mol,+1价Cu会被氧化为Cu2+,根据得失电子守恒,则CuCl的物质的量是6ab10-3mol,则样品中CuCl的质量分数是(6ab10-3mol99.5 g/mol)mg100%=0.597abm100%。(2)根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+2Mn2+10CO2+8H2O可知,KMnO4与草酸反应的关系式是2KMnO45H2C2O4。取浓度为 0.200 0 mol/L 的H2C2O4标准溶液 20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,则配制的溶液的浓度为c=220.0010-3L0.200 0 mol/L524.4810-3L=220.000.200 0524.48mol/L。则1.080 0 g样品中含KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=cV=220.000.200 0524.48mol/L1001 000L=2520.0010-30.200 010024.48mol,由于样品的质量是1.080 0 g,则该样品的纯度w=20.0010-30.200 02510024.481581.080 0100%。答案:(1)0.597abm100%(2)20.0010-30.200 02510024.481581.080 0100%。2.一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。(1)650 时,反应达到平衡后CO2的转化率为 。(2)800 时,反应的总压强为a kPa,平衡常数Kp= 。解析:(1)设开始加入的CO2为1 mol,转化的为x mol,则生成2x mol CO,剩余(1-x)mol CO2,因平衡时CO的体积分数为40.0%,则2x1-x+2x100%=40.0%,解得x=0.25,故CO2的转化率为0.25mol1mol100%=25.0%。(2)800 时,p(CO)=0.93a kPa,p(CO2)=0.07a kPa,Kp=p2(CO)p(CO2)=(0.93a)20.07a12.4a。答案:(1)25.0%(2)12.4a3.(1)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示,草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO4-+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O,实验中称取 0.400 g 水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 molL-1的KMnO4溶液 36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为。(2)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示,某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为 100%。(3)软锰矿(主要成分MnO2,含杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化L(标准状况)SO2。已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6 molL-1),需调节溶液pH范围为。准确称取0.171 0 g MnSO4H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 molL-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液 20.00 mL。计算MnSO4H2O样品的纯度(请给出计算过程)。解析:(1)反应的关系式为5Ca2+5H2C2O42KMnO4,n(KMnO4)=0.050 0 molL-136.0010-3 L=1.8010-3mol,n(Ca2+)=4.5010-3 mol,水泥中钙的质量分数为(4.5010-3mol40 gmol-1)0.400 g100%=45.0%。(2)用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为:实际产量理论产量100%,由Cr原子守恒可知,产率为m2m10.4152 gmol-1294 gmol-1100%。(3)n(MnO2)=17.40 g87 gmol-1=0.2 mol,由方程式知,可以氧化0.2 mol SO2,标准状况下为0.2 mol22.4 Lmol-1=4.48 L。由Al(OH)3和Fe(OH)3的Ksp知,使Al3+完全沉淀时,Fe3+肯定已沉淀。KspAl(OH)3=c(Al3+)c3(OH-),c3(OH-)=110-33110-6=10-27,c(OH-)=10-9 molL-1,pH=5,为了不使Mn2+沉淀,所以pH要小于7.1。Mn2+先转化成Mn3+,Mn元素的物质的量没有改变,依据反应Mn3+Fe2+Mn2+Fe3+知,消耗的Fe2+的物质的量等于Mn3+的物质的量,所以n(MnSO4H2O)=n(Mn2+)=n(Mn3+)=n(Fe2+)=0.050 0 molL-10.02 L=0.001 mol,MnSO4H2O的纯度为0.001molM(MnSO4H2O)0.171 0 g100%=98.8%。答案:(1)45.0%(2)m2m10.4152 gmol-1294 gmol-1(3)4.485pH7.1n(Fe2+)=0.050 0 molL-120.00 mL1 000 mLL-1=1.0010-3 mol,n(Mn2+)=n(Fe2+)=1.0010-3 molm(MnSO4H2O)=1.0010-3 mol169 gmol-1=0.169 gMnSO4H2O样品的纯度:0.169 g0.171 0 g100%=98.8%。4.(1)298 K时,将20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应: AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为。(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合气体(体积比 14,总物质的量a mol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H4,反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H5。350 时,反应在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,该温度下反应的平衡常数为(用a、V表示)。(3)Bodensteins研究了反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间t的关系如表,根据实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为。上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min 时,v正=min-1。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784解析:(1)反应前,三种溶液混合后,Na3AsO3的浓度为3x molL-120(20+20+20)=x molL-1,同理I2的浓度为x molL-1,反应达到平衡时,c(AsO43-)为 y molL-1,则c(I-)=2y molL-1,消耗的AsO33-、I2的浓度均为y molL-1,平衡时c(AsO33-)=(x-y) molL-1,c(I2) =(x-y) molL-1,溶液中c(OH-) =1 mol/L,则K=y(2y)2(x-y)(x-y)12=4y3(x-y)2。(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合气体(体积比14,总物质的量a mol)进行反应,350 时,反应在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,二氧化碳转化率为80%CO2(g)+4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)起始量(mol)0.2a0.8a 0 0变化量(mol)0.16a0.64a 0.16a 0.32a平衡量(mol)0.04a0.16a 0.16a 0.32a平衡常数K=(0.16a/V)(0.32a/V)2(0.04a/V)(0.16a/V)4=625V2a2。(3)2HI(g)H2 (g)+I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)=0.784,则x(H2)=x(I2)=0.108,K=c(H2)c(I2)c2(HI)=0.108V0.108V(0.784V)2=0.1080.1080.7842;到达平衡时,v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=k正x2(HI)x(H2)x(I2)=k正K;在t=40 min时,x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-1(0.85)2=1.9510-3 min-1。答案:(1)4y3(x-y)2(2)625V2a2(3)K=0.1080.1080.7842k正K1.9510-35.锰及其化合物用途广泛。锰的化合物有60多种,其中以二氧化锰(MnO2)最稳定。(1)将固体草酸锰(MnC2O42H2O)放在一个可以称出质量的容器里加热。固体质量随温度的变化关系如图所示。280 时,剩余固体的成分为(填化学式,下同);943 时,剩余固体的成分为。(2)向100 mL MnCl2和BaCl2的混合溶液中,滴加Na2C2O4溶液,当MnC2O42H2O与BaC2O4两种沉淀共存时,c(Ba2+)c(Mn2+)=。已知:Ksp(MnC2O42H2O)=1.710-7;Ksp(BaC2O4)=1.610-7解析:(1)MnC2O42H2O固体+xH2O,根据差量法计算,17918x=1.00(1.00-0.80),解得x=2,即214 时,剩余固体的成分为MnC2O4;同理根据MnC2O4固体+气体,143Mr(固体)=0.800.40,求得