北京市重点高中高三化学上学期期末专题汇编 化学计算.doc

化学计算一、选择题(每题分，计分)1.(2016届北京临川)下列指定微粒的数目相等的是( ) a. 等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数b. 等物质的量的水与重水含有的中子数c. 同温、同压、同体积的co和no含有的质子数d. 等物质的量的铁和铝分别与足量盐酸完全反应时转移的电子数二、解答题(每题分，计分)2.(2016届北京西城区)自然界中氮元素有多种存在形式(1)合成氨反应的化学方程式是(2)nh3在一定条件下可被氧化已知：4nh3(g)+3o2(g)=2n2(g)+6h2o(g)h=1269kj/mol断开1mol ho 键与断开1mol hn 键所需能量相差约kj；(3)右图是某压强下，n2与h2按体积比1：3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线ho 键比hn键(填“强”或“弱”)图中b点，v(正) v(逆)(填“”、“=”或“”)图中a点，容器内气体n(n2)：n(nh3)=(4)水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸，其化学方程式是(5)电解法能将碱性溶液中的no2转化为n2而除去，其电极反应式是3.(2016届北京朝阳)高铁酸钠(na2feo4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂(1)na2feo4中铁元素的化合价是价，na2feo4具有较强的(填“氧化性”或“还原性”)(2)用na2feo4给水消毒、杀菌时得到的fe3+可以净水，fe3+净水原因是(用离子方程式表示)(3)工业上可用fecl3、naoh、naclo三种物质在一定条件下反应制得na2feo4，完成下列化学方程式：2fecl3+10naoh+3naclo=2+5+9(4)工业上还可用电解浓naoh溶液的方法制na2feo4若电解所需的浓naoh溶液为16mol/l，则在实验室配制500ml该浓度的溶液需naohg，配制过程所需玻璃仪器是电解浓naoh溶液制备na2feo4，其工作原理如图所示：阳极的电极反应式是；可循环使用的物质是，理由是4.(2016届北京临川)葡萄酒中抗氧化剂的残留量是以游离so2的含量计算，我国国家标准(gb27602014)规定葡萄酒中so2的残留量0.25g/l某兴趣小组设计实验方案对葡萄酒中so2进行测定定性实验方案如下：(1)将so2通入水中形成so2饱和h2so3溶液体系，此体系中存在多个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为(2)利用so2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的so2或h2so3设计如下实验：实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：定量实验方案如下(部分装置和操作略)：(3)仪器a的名称是(4)a中加入100.0ml葡萄酒和适量盐酸，加热使so2全部逸出并与b中h2o2完全反应，其化学方程式为(5)除去b中过量的h2o2，然后再用naoh标准溶液进行滴定，除去h2o2的方法是(6)步骤x滴定至终点时，消耗naoh溶液25.00ml，该葡萄酒中so2的含量为 g/l该测定结果比实际值偏高，分析原因5.(2016届北京西城区)某中药主要含二硫化亚铁(fes2)，某学习小组欲用如图1所示装置进行实验，测定其铁、硫元素的质量分数(1)装置中，a为高温灼烧装置，b为气体吸收装置，c为检测尾气中是否含有so2的传感器取m g该中药样品于装置a中，经充分反应，使硫元素全部转化为so2和so3，在b中得到白色沉淀，传感器(装置c)未检测到so2装置b中的h2o2反应时表现出了性欲计算硫元素的质量分数，需测量的数据是传感器的工作原理如图所2示传感器中阴极的电极反应式是(2)为测定铁元素的质量分数，继续实验a将a装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量h2产生充分反应后过滤，得到黄色滤液；b向滤液中滴加ticl3溶液，至恰好完全反应，ticl3被氧化为tio2+；c用滴定法测定fe2+的量，消耗v ml n mol/lk2cr2o7溶液a中滤液含有的金属阳离子是b中反应的离子方程式是c中k2cr2o7被还原为cr3+，样品中铁元素质量分数的数学表示式是6.(2016届北京朝阳)电解铝厂的实验室为测定铝土矿(主要成分是al2o3，杂质是fe2o3、sio2)样品中al2o3的质量分数，操作如下：将铝土矿样品粉碎后加入足量稀h2so4溶液，充分反应后过滤，得滤液a向滤液a中加入足量naoh溶液，充分反应后过滤，得滤液b向滤液b中通入足量co2，充分反应后过滤、洗涤，得al(oh)3沉淀(1)滤液a中阳离子有(写离子符号)(2)操作中反应的离子方程式是(3)操作是(4)要测定铝土矿样品中al2o3的质量分数，所需数据是(质量数据用x、y表示，单位是g)；铝土矿样品中al2o3质量分数表达式是(用含x、y的式子表示)参考答案：一、选择题(每题分，计分)1.下列指定微粒的数目相等的是( ) a. 等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数b. 等物质的量的水与重水含有的中子数c. 同温、同压、同体积的co和no含有的质子数d. 等物质的量的铁和铝分别与足量盐酸完全反应时转移的电子数【考点】物质的量的相关计算【专题】物质的量的计算【分析】a. 乙烯有6对共用电子对，丙烯有9对；b. h和d原子的中子数不同；c. 一氧化碳和no含有的质子数不同；d. fe被氧化为+2价，而铝被氧化为+3价【解答】解：a. 1个乙烯中共用电子对数为6，1个丙烯中共用电子对数为9，等质量的乙烯和丙烯共用电子对数比为：6：9=1：1，等质量的乙烯和丙烯中含有共用电子对数相同，故a正确；b. 物质的量相等的h2o与d2o含有的中子数比值为(8)：(8+21)=8：10，中子数不同，故b错误；c. co的质子数为6+8=14，而no的质子数为7+6=13，同温、同压、同体积的一氧化碳和一氧化碳含有的质子数不相等，故c错误；d. fe被氧化为+2价，而al被氧化为+3价，则等物质的量的铁和铝分别与氯气完全反应，转移的电子数一定不等，故d错误故选a. 【点评】本题考查阿伏加德罗常数，题目难度中等，本题侧重于物质的结构和性质的考查，为易错点，答题时还要注意物质存在的外界条件是否一致二、解答题(每题分，计分)2.自然界中氮元素有多种存在形式(1)合成氨反应的化学方程式是n2+3h22nh3(2)nh3在一定条件下可被氧化已知：4nh3(g)+3o2(g)=2n2(g)+6h2o(g)h=1269kj/mol断开1mol ho 键与断开1mol hn 键所需能量相差约72.6kj；(3)右图是某压强下，n2与h2按体积比1：3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线ho 键比hn键(填“强”或“弱”)强图中b点，v(正) v(逆)(填“”、“=”或“”)图中a点，容器内气体n(n2)：n(nh3)=1：4(4)水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸，其化学方程式是2nh3+3o22hno2+2h2o(5)电解法能将碱性溶液中的no2转化为n2而除去，其电极反应式是2no2+6e+4h2o=n2+8oh【考点】有关反应热的计算【专题】化学反应中的能量变化【分析】(1)工业上利用氮气和氢气来合成氨；(2)根据物质的键能变化计算；根据键能的差值，判断键的强弱；(3)根据反应的方向，判断正逆反应速率的大小；根据氨气的体积分数计算n(n2)：n(nh3)；(4)水中的氧气氧化氨气生成亚硝酸和水；(5)电解法能将碱性溶液中的no2转化为n2和oh【解答】解：(1)工业上利用氮气和氢气来合成氨，方程式为n2+3h22nh3，故答案为：n2+3h22nh3；(2)根据4nh3(g)+3o2(g)=2n2(g)+6h2o(g)h=1269kj/mol，可知12hn+3498kj/mol2946kj/mol12ho=1269kj/mol，得(ho)(hn)=72.6kj/mol，故答案为：72.6；根据(ho)(hn)=72.6kj/mol，可知ho 键比hn键强，故答案为：强；(3)图中b点，氨气的体积分数逐渐增加，可知向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率；故答案为：；图中a点，设反应的n2为x，则n2+3h22nh3初始物质的量：130变化的物质的量：x 3x 2x平衡时的物质的量：1x 33x 2x氨气的体积分数为50%时，则=50%，解之得x=，则n(n2)：n(nh3)=：=1：4，故答案为：1：4；(4)水中的氧气氧化氨气生成亚硝酸和水，方程式为2nh3+3o22hno2+2h2o，故答案为：2nh3+3o22hno2+2h2o；(5)电解法能将碱性溶液中的no2转化为n2和oh，电极反应式为2no2+6e+4h2o=n2+8oh，故答案为：2no2+6e+4h2o=n2+8oh【点评】本题是一道有关氮元素的综合题，考查学生分析和解决问题的能力，题目难度大3.高铁酸钠(na2feo4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂(1)na2feo4中铁元素的化合价是+6价，na2feo4具有较强的氧化性(填“氧化性”或“还原性”)(2)用na2feo4给水消毒、杀菌时得到的fe3+可以净水，fe3+净水原因是fe3+3h2ofe(oh)3+3h+(用离子方程式表示)(3)工业上可用fecl3、naoh、naclo三种物质在一定条件下反应制得na2feo4，完成下列化学方程式：2fecl3+10naoh+3naclo=2na2feo4+5h2o+9nacl(4)工业上还可用电解浓naoh溶液的方法制na2feo4若电解所需的浓naoh溶液为16mol/l，则在实验室配制500ml该浓度的溶液需naoh320.0g，配制过程所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、500ml容量瓶、胶头滴管电解浓naoh溶液制备na2feo4，其工作原理如图所示：阳极的电极反应式是fe6e+8oh=feo42+4h2o；可循环使用的物质是naoh溶液，理由是水电离的h+在阴极放电：2h+2e=h2，c(oh)增大，na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c(naoh)增大，故可以循环使用【考点】电解原理；氧化还原反应【分析】(1)根据化合价的代数和为0来进行分析；+6价的铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性；(2)fe3+水解产生的fe(oh)3胶体可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降，据此写出离子方程式；(3)根据得失电子数守恒和质量守恒来分析；(4)根据n=cv和m=nm来计算；根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀来选择使用的仪器；依据阳极是铁，故阳极上铁放电生成feo42结合碱性环境来写出电极方程式；根据oh在阳极被消耗，而在阴极会生成来分析；【解答】解：(1)化合物中化合价的代数和为0，na2feo4中钠元素为+1价，氧元素为2价，故铁元素为+6价；+6价的铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性；故答案为：+6；氧化性；(2)fe3+是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成fe(oh)3胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降，据此写出离子方程式为：fe3+3h2ofe(oh)3+3h+，故答案为：fe3+3h2ofe(oh)3+3h+；(3)由于是用fecl3、naoh、naclo三种物质在一定条件下反应制得na2feo4，故2mol失去6mol电子，被氧化为2molna2feo4，失去的6mol电子能被3molnaclo得到，naclo中+1价氯元素还原为1价，得3molcl，加上2molfecl3中的6molcl，一共会生成9molnacl；反应物中有10molnaoh，根据氢原子的守恒可知，产物中会生成5molh2o，故答案为：na2feo4；h2o；nacl；(4)所需的naoh的物质的量n=cv=16mol/l0.5l=8mol，质量m=nm=8mol40g/mol=320.0g；根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀可知所需的仪器为天平、烧杯、玻璃棒、500ml容量瓶、胶头滴管，其中玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、500ml容量瓶、胶头滴管，故答案为：320.0g，烧杯、玻璃棒、500ml容量瓶、胶头滴管；阳极是铁，故阳极上铁放电生成feo42，由于是碱性环境，故电极方程式为：fe6e+8oh=feo42+4h2o；在电解时，水电离的h+在阴极放电：2h+2e=h2，c(oh)增大，na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c(naoh)增大，故naoh可以循环使用，故答案为：fe6e+8oh=feo42+4h2o；naoh溶液；水电离的h+在阴极放电：2h+2e=h2，c(oh)增大，na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c(naoh)增大，故naoh可以循环使用【点评】本题考查了na2feo4的净水原理以及氧化还原反应的配平、溶液的配制以及电极反应的书写，na2feo4的净水是常考点，应注意归纳总结4.葡萄酒中抗氧化剂的残留量是以游离so2的含量计算，我国国家标准(gb27602014)规定葡萄酒中so2的残留量0.25g/l某兴趣小组设计实验方案对葡萄酒中so2进行测定定性实验方案如下：(1)将so2通入水中形成so2饱和h2so3溶液体系，此体系中存在多个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为so2(g)so2(aq)、so2+h2oh2so3、h2so3h+hso3、hso3h+so32(2)利用so2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的so2或h2so3设计如下实验：实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少定量实验方案如下(部分装置和操作略)：(3)仪器a的名称是圆底烧瓶(4)a中加入100.0ml葡萄酒和适量盐酸，加热使so2全部逸出并与b中h2o2完全反应，其化学方程式为so2+h2o2h2so4(5)除去b中过量的h2o2，然后再用naoh标准溶液进行滴定，除去h2o2的方法是加入二氧化锰并振荡(6)步骤x滴定至终点时，消耗naoh溶液25.00ml，该葡萄酒中so2的含量为0.32 g/l该测定结果比实际值偏高，分析原因盐酸的挥发造成的干扰【考点】探究物质的组成或测量物质的含量【专题】实验分析题；计算题；实验评价题；演绎推理法；定量测定与误差分析【分析】(1)二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫是二元弱酸，能分步电离；(2)干白葡萄酒不能使品红溶液褪色的可能原因是干白葡萄酒中二氧化硫或亚硫酸含量太少；(3)根据装置图可知仪器名称；(4)二氧化硫与双氧水发生氧化还原反应生成硫酸；(5)双氧水在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解反应生成水和氧气；(6)二氧化硫被氧化成硫酸，用过量的氢氧化钠中和，剩余的氢氧化钠用盐酸滴定，根据盐酸的物质的量及氢氧化钠的总物质的量可计算出与硫酸反应的氢氧化钠的物质的量，进而得出硫酸的物质的量，根据硫元素守恒计算二氧化硫及酒中的二氧化硫的含量；由于盐酸易挥发，有部分氯化氯会挥发到b装置中，所以会使氢氧化钠的用量偏多，据此分析；【解答】解：(1)二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫是二元弱酸，能分步电离，涉及的平衡方程式为so2(g)so2(aq)、so2+h2oh2so3、h2so3h+hso3、hso3h+so32，故答案为：so2(g)so2(aq)、so2+h2oh2so3、h2so3h+hso3、hso3h+so32；(2)干白葡萄酒不能使品红溶液褪色的可能原因是干白葡萄酒中二氧化硫或亚硫酸含量太少，故答案为：干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少；(3)根据装置图可知仪器a名称为圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶；(4)二氧化硫与双氧水发生氧化还原反应生成硫酸，反应的方程式为so2+h2o2h2so4，故答案为：so2+h2o2h2so4；(5)双氧水在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解反应生成水和氧气，所以除去h2o2的方法是加入二氧化锰并振荡，故答案为：加入二氧化锰并振荡；(6)根据2naohh2so4so2可知so2的质量为：(0.0400mol/l0.025l)64g/mol=0.032g，该葡萄酒中的二氧化硫含量为：=0.32g/l，由于盐酸易挥发，有部分氯化氯会挥发到b装置中，所以会使氢氧化钠的用量偏多，所以会导致测定结果比实际值偏高，故答案为：0.32；盐酸的挥发造成的干扰【点评】本题考查了探究物质的组成、测量物质的含量的方法，题目难度中等，试题涉及了二氧化硫性质、中和滴定的计算，要求学生掌握探究物质组成、测量物质含量的方法，明确二氧化硫的化学性质及中和滴定的操作方法及计算方法，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力5.某中药主要含二硫化亚铁(fes2)，某学习小组欲用如图1所示装置进行实验，测定其铁、硫元素的质量分数(1)装置中，a为高温灼烧装置，b为气体吸收装置，c为检测尾气中是否含有so2的传感器取m g该中药样品于装置a中，经充分反应，使硫元素全部转化为so2和so3，在b中得到白色沉淀，传感器(装置c)未检测到so2装置b中的h2o2反应时表现出了氧化性欲计算硫元素的质量分数，需测量的数据是b中沉淀的质量传感器的工作原理如图所2示传感器中阴极的电极反应式是2hso3+2h+2e=s2o42+2h2o(2)为测定铁元素的质量分数，继续实验a将a装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量h2产生充分反应后过滤，得到黄色滤液；b向滤液中滴加ticl3溶液，至恰好完全反应，ticl3被氧化为tio2+；c用滴定法测定fe2+的量，消耗v ml n mol/lk2cr2o7溶液a中滤液含有的金属阳离子是fe3+、fe2+b中反应的离子方程式是fe3+ti3+h2o=fe2+tio2+2h+c中k2cr2o7被还原为cr3+，样品中铁元素质量分数的数学表示式是【考点】探究物质的组成或测量物质的含量【专题】实验分析题【分析】(1)取m g该中药样品于装置a中，经充分反应，fes2燃烧生成二氧化硫和氧化铁，二氧化硫通入酸化的过氧化氢和氯化钡溶液中，使硫元素全部转化为so2和so3，在b中得到白色沉淀，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀；元素守恒分析，需要测定b中沉淀质量计算硫元素物质的量；阴极发生还原反应，酸溶液中亚硫酸氢根离子得到电子生成s2o42；(2)将a装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量h2产生充分反应后过滤，得到黄色滤液，说明含有铁和氧化铁；向滤液中滴加ticl3溶液，至恰好完全反应，ticl3被铁离子氧化为tio2+；用滴定法测定fe2+的量，消耗v ml n mol/lk2cr2o7溶液，依据化学反应的定量关系计算得到【解答】解：(1)取m g该中药样品于装置a中，经充分反应，fes2燃烧生成二氧化硫和氧化铁，二氧化硫通入酸化的过氧化氢和氯化钡溶液中，使硫元素全部转化为so2和so3，在b中得到白色沉淀，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀；过氧化氢的主要作用是氧化剂氧化+4价硫为+6价硫酸根离子，装置b中的h2o2反应时表现出了氧化性；故答案为：氧化；欲计算硫元素的质量分数，需要测定b中沉淀质量计算硫元素物质的量，所以测量的数据是b中沉淀的质量，故答案为：b中沉淀的质量；阴极发生还原反应，酸溶液中亚硫酸氢根离子得到电子生成s2o42，电极反应为2hso3+2h+2e=s2o42+2h2o，故答案为：2hso3+2h+2e=s2o42+2h2o；(2)将a装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量h2产生证明含有铁，充分反应后过滤，得到黄色滤液，说明含有氧化铁，所以盐酸溶解后得到溶液中含有阳离子为：fe3+、fe2+；故答案为：fe3+、fe2+；向滤液中滴加ticl3溶液，至恰好完全反应，ticl3被铁离子氧化为tio2+，反应的离子方程式为：fe3+ti3+h2o=fe2+tio2+2h+；故答案为：fe3+ti3+h2o=fe2+tio2+2h+；用滴定法测定fe2+的量，消耗v ml n mol/lk2cr2o7溶液，则6fe2+cr2o72+14h+=6fe3+2cr3+7h2o61n(fe2+)v103ln mol/ln=6vn103mol样品中铁元素质量分数=100%=vn100%=，故答案为：【点评】本题考查了物质组成的分析判断，主要是实验工厂分析，反应实质的理解应用，物质性质和反应定量计算的应用，掌握基础是关键，题目难度中等6.电解铝厂的实验室为测定铝土矿(主要成分是al2o3，杂质是fe2o3、sio2)样品中al2o3的质量分数，操作如下：将铝土矿样品粉碎后加入足量稀h2so4溶液，充分反应后过滤，得滤液a向滤液a中加入足量naoh溶液，充分反应后过滤，得滤液b向滤液b中通入足量co2，充分反应后过滤、洗涤，得al(oh)3沉淀(1)滤液a中阳离子有h+、al3+、fe3+(写离子符号)(2)操作中反应的离子方程式是h+oh=h2o、al3+4oh=alo2+2h2o、fe3+3oh=fe(oh)3(3)操作是干燥al(oh)3沉淀、称量