【备战2012】1997-2011年高考化学试题分类汇编 专题19 化学计算

用心 爱心 专心 1 专题专题 1919 化学计算化学计算 2011 江苏卷 设 NA 为阿伏伽德罗常数的值 下列叙述正确的是 A 1mol 甲醇中含有 C H 键的数目为 4NA B 25 pH 13 的 NaOH 溶液中含有 OH 的数目为 0 1NA C 标准状况下 2 24L 已烷含有分子的数目为 0 1NA D 常温常压下 Na2O2 与足量 H2O 反应 共生成 0 2molO2 转移电子的数目为 0 4NA 解析 本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项 A 甲醇的结构简式是 CH3OH 故 1mol 甲醇中含有 C H 键的数目为 3NA B 溶液体积未知 无法计算 OH 的数目 C 标准状况下已烷为液态 不适用于气体摩尔体积 无法计算 D Na2O2 与足量 H2O 反应 共 生成 0 2molO2 O 的化合价 1 价转变为 0 价 转移电子 1mol 0 2 2 0 4NA 解决此类问题的关键是 灵活应用各种知识 尤其基本概念与理论中元素守恒 化学键问题 晶体结构问题 氧化还原中电子转移问题 可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的 状态等 备考提示 结合阿伏伽德罗常数为 NA 判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少 是高考命题的热点之一 在近几年的各种高考试题中保持了相当强的连续性 这种题型所涉 及的指示非常丰富 在备考复习时应多加注意 强化训练 并在平时的复习中注意知识的积 累和总结 答案 D 2011 四川卷 25 和 101kPa 时 乙烷 乙炔和丙烯组成的混合烃 32mL 与过量氧气混合 并完全燃烧 除去水蒸气 恢复到原来的温度和压强 气体总体积缩小了 72mL 原混合径中 乙炔的体积分数为 A 12 5 B 25 C 50 D 75 解析 4CnHm 4n m O24nCO2 2mH2O V 4 4n m 4n 4 m 32 72 所以 m 5 即氢原子的平均值是 5 由于乙烷和丙烯均含有 6 个氢原子 所以利用十字交叉 法可计算出乙炔的体积分数 答案 D 2011 上海卷 120 mL 含有 0 20 mol 碳酸钠的溶液和 200 mL 盐酸 不管将前者滴加入后者 还是将后者滴加入前者 都有气体产生 但最终生成的气体体积不同 则盐酸的浓度合理的 是 A 2 0mol L B 1 5 mol L C 0 18 mol L D 0 24mol L 解析 若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠 则盐酸的浓度是 1 0 mol L 若碳酸钠恰 好与盐酸反应生成二氧化碳 则盐酸的浓度是 2 0 mol L 由于最终生成的气体体积不同 所以只能是介于二者之间 答案 B 用心 爱心 专心 2 2011 上海卷 过氧化钠可作为氧气的来源 常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后 若固 体质量增加了 28 g 反应中有关物质的物理量正确的是 NA 表示阿伏加德罗常数 二氧化碳碳酸钠转移的电子 A1molNA B22 4L1mol C106 g1mol D106g2NA 解析 二氧化碳和过氧化钠反应的方程式为 2CO2 2Na2O2 2Na2CO3 O2 每生成 1mol 氧 气 固体质量就增加 56g 消耗 2mol 二氧化碳和 2mol 过氧化钠 同时生成 2mol 碳酸钠 而 转移的电子数是 2mol 答案 AC 2011 上海卷 物质的量为 0 10 mol 的镁条在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧 产 物不含碳酸镁 反应后容器内固体物质的质量不可能为 A 3 2g B 4 0g C 4 2g D 4 6g 解析 若镁全部与氧气反应只生成氧化镁 其质量是 4g 若镁全部与二氧化碳反应生成氧 化镁和碳 其质量是 4 6g 因为只要有氧气存在 就不可能生成单质碳 即镁应该首先与氧 气反应 所以选项 D 是不可能 答案 D 2011 上海卷 氨和联氨 N2H4 是氮的两种常见化合物 在科学技术和生产中有重要的应 用 根据题意完成下列计算 1 联氨用亚硝酸氧化生成氮的另一种氢化物 该氢化物的相对分子质量为 43 0 其中氮 原子的质量分数为 0 977 计算确定该氢化物的分子式 该氢化物受撞击则完全分解为氮气和氢气 4 30g 该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况 下的体积为 L 2 联氨和四氧化二氮可用作火箭推进剂 联氨是燃料 四氧化二氮作氧化剂 反应产物 是氮气和水 由联氨和四氧化二氮组成的火箭推进剂完全反应生成 72 0kg 水 计算推进剂中联氨的质量 3 氨的水溶液可用于吸收 NO 与 NO2 混合气体 反应方程式为 6NO 4NH3 5N2 6H2O 6NO2 8NH3 7N2 12H2O NO 与 NO2 混合气体 180 mol 被 8 90 103g 氨水 质量分数 0 300 完全吸收 产生 156mol 氮气 吸收后氨水密度为 0 980 g cm3 计算 该混合气体中 NO 与 NO2 的体积比 吸收后氨水的物质的量浓度 答案保留 1 位小数 4 氨和二氧化碳反应可生成尿素 CO NH2 2 尿素在一定条件下会失去氨而缩合 如两分 子尿素失去一分子氨形成二聚物 用心 爱心 专心 3 已知常压下 120 mol CO NH2 2 在熔融状态发生缩合反应 失去 80mol NH3 生成二聚物 C2H5N3O2 和三聚物 测得缩合产物中二聚物的物质的量分数为 0 60 推算缩合产物中各缩 合物的物质的量之比 解析 本题主要考察与化学有关的计算 答案 1 HN3 4 48 2 64kg 3 9 1 2 4molL 4 3 1 1 2010 全国卷 下列叙述正确的是 A 在醋酸溶液的pH a 将此溶液稀释 1 倍后 溶液的pH b 则a b B 在滴有酚酞溶液的氨水里 加入 4 NH Cl 至溶液恰好无色 则此时溶液的pH 7 C 3 1 0 10 mol L 盐酸的pH 3 0 8 1 0 10 mol L 盐酸的pH 8 0 D 若 1mLpH 1 的盐酸与 100mLNaOH溶液混合后 溶液的pH 7 则NaOH溶液的 pH11 解析 A 若是稀醋酸溶液稀释则 C H 减小 pH 增大 b a 故 A 错误 B 酚酞的变色范 围是 pH 8 0 10 0 无色 红色 现在使红色褪去 pH 不一定小于 7 可能在 7 8 之间 故 B 错误 C 常温下酸的 pH 不可能大于 7 只能无限的接近 7 D 正确 直接代入计算可得 是正确 也可用更一般的式子 设强酸 pH a 体积为 V1 强碱的 pH b 体积为 V2 则有 10 aV1 10 14 b V2 10 14 2 1 ba V V 现在 V1 V2 10 2 又知 a 1 所以 b 11 命题意图 考查弱电解质的稀释 强酸的无限稀释 指示剂的变色范围 强酸与强碱的混 合 pH 的计算等基本概念 答案 D 2010 全国卷 12 一定条件下磷与干燥氯气反应 若 0 25g 磷消耗掉 314mL 氯气 标 准状况 则产物中 PCl3 与 PCl5 的物质的量之比接近于 A 1 2 B 2 3 C 3 1 D 5 3 解析 设 n PCl3 X mol n PCl5 Y mol 由 P 元素守恒有 X Y 0 25 31 0 008 由 Cl 元素守恒有 3X 5Y 0 314 2 22 4 0 028 联立之可解得 X 0 006 Y 0 002 故选 C 命题意图 考查学生的基本化学计算能力 涉及一些方法技巧的问题 还涉及到过量问题 等根据化学化学方程式的计算等 答案 C 2010 重庆卷 12 已知 22 HgBrl2HBr g 72kJ mol H 蒸发 1mol Br2 l 需要吸收的能量为 30kJ 其它相关数据如下表 用心 爱心 专心 4 则表中 a 为 A 404 B 260 C 230 D 200 答案 D 解析 本题考查盖斯定律的计算 由已知得 Br2 l Br2 g H 30KJ mol 则 H2 g Br2 g 2HBr g H 102KJ mol 436 a 2 369 102 a 200KJ D 项正确 2010 福建卷 12 化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应 反应物尝试随 反应时间变化如右图所示 计算反应 4 8 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 反应物 的浓度 结果应是 A 2 5 11 minmol L AA 和 2 0 1 mol L A B 2 5 11 minmol L AA 和 2 5 1 mol L A C 3 0 11 minmol L AA 和 3 0 1 mol L A D 3 0 11 minmol L AA 和 3 0 1 mol L A 解析 本题考察化学反应速率的计算 第 8 秒与第 4 秒时反应物浓度差 C 为 10 11 minmol L AA t 为 4 秒 所以在 4 8min间的平均反应速率为 2 5 11 minmol L AA 可以排除 CD 两个答案 图中从 0min开始到 8min反应物浓度减低了 4 倍 根据这一幅度 可以推测从第 8min到第 16 分也降低 4 倍 即由 10 11 minmol L AA 降低到 2 5 11 minmol L AA 因此推测第 16min反应物的浓度为 2 5 11 minmol L AA 所以可以排除 A 而选 B 答案 B 2010 上海卷 21 甲 乙两烧杯中分别装有相同体积 相同 pH 的氨水和 NaOH 溶液 各 加入 10mL 0 1 mol L 1 AlCl3 溶液 两烧杯中都有沉淀生成 下列判断正确的是 A 甲中沉淀一定比乙中的多 B 甲中沉淀可能比乙中的多 C 甲中沉淀一定比乙中的少 D 甲中和乙中的沉淀可能一样多 答案 BD 用心 爱心 专心 5 解析 此题考查了元素化合物知识 根据氢氧化铝的性质 其能溶于氢氧化钠但不溶于氨 水 故此加入时 两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀 相同体积相同 pH 的两溶液中的溶质 氨水大于氢氧化钠 当两者均不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠恰好时 生成的沉淀一样多 氨水和氢氧化钠都过 量时 生成的沉淀氨水多 可知 BD 正确 解法点拨 此题解答时 选用的是讨论法 其多用在计算条件不足 据此求解时需要在分析 推理的基础上通过某些假设条件 加以讨论才能正确解答 故此在应用讨论法解题时 关键 是先要分析条件与求解问题之间的联系 形成正确的解题方法 2010 上海卷 22 由 5mol Fe2O3 4mol Fe3O4 和 3mol FeO 组成的混合物 加入纯铁 1mol 并在高温下和 Fe2O3 反应 若纯铁完全反应 则反应后混合物中 FeO 与 Fe2O3 的物质的 量之比可能是 A 4 3 B 3 2 C 3 1 D 2 l 答案 BC 解析 此题考查了化学计算知识 分析题给混合物和高温下发生的反应 可知当 Fe2O3 Fe 3FeO 时 反应后混合物中含有 6molFeO 4molFe2O3 则 FeO 与 Fe2O3 的物质的量 之比为 3 2 当发生反应 Fe2O3 Fe FeO Fe3O4 时 反应后混合物中含有 2molFeO 4molFe2O3 则 FeO 与 Fe2O3 的物质的量之比为 1 2 当两反应均存在时 FeO 与 Fe2O3 的物质的量之比处于两着之间 故 BC 可能 知识归纳 极端假设法是指根据已知的条件 把复杂问题假设为处于理想的极端状态 站在 极端的角度去分析 考虑问题 使其因果关系显得十分明显 简单 从而迅速地作出正确判 断的方法 比如此题中我们就假设了两个极端 首先确定两个极端 然后确定范围 最后选 择 2010 江苏卷 5 设 A N 为阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是 A 常温下 1 1L0 1mol L 的 43 NH NO 溶液中氮原子数为 0 2 A N B 1mol 羟基中电子数为 10 A N C 在反应中 每生成 3mol 2 I 转移的电子数为 6 A N D 常温常压下 22 4L 乙烯中C H 键数为 4 A N 答案 A 解析 本题主要考查的是以阿伏伽德罗常数为载体考查如下知识点 考查 22 4L mol 的正 确使用 考查在氧化还原反应中得失电子数的计算等内容 A 项 无论 4 NH 水解与否 根据元素守恒 B 项 1mol 羟基中有 9 A N 个电子 C 项 在该反应中 每生成 3mol 2 I 转移 5 A N 个电子 D 项 常温常压下 气体摩尔体积Vm不为 22 4L mol 综上分析得知 本题 选 A 项 备考提示 结合阿伏伽德罗常数为 A N 判断一定量的物质所含有的某种粒子数目的多少 用心 爱心 专心 6 是高考命题的热点之一 在近几年的各种高考试题中保持了相当强的连续性 这种题型所涉 及的指示非常丰富 在备考复习时应多加注意 强化训练 并在平时的复习中注意知识的积 累和总结 2010 四川卷 12 标准状况下 VL 氨气溶解在 1L 水中 水的密度近似为 1g ml 所得溶 液的密度为 p g ml 质量分数为 物质浓度为 c mol L 则下列关系中不正确的是 A 1722400 22 422 4pVV B 17 1000Wc C 17 1722400WVV D C 1000V 17V 22400 答案 A 解析 本题考查基本概念 考生只要对基本概念熟悉 严格按照基本概念来做 弄清质量 分数与物质的量浓度及密度等之间的转化关系即可 2010 全国卷 27 15 分 在溶液中 反应 A 2BC 分别在三种不同实验条件下进 行 它们的起始浓度均为 0 100 c Amol L 0 200 c Bmol L 及 0 c Cmol L 反应物 A 的浓度随时间的变化如下图所示 请回答下列问题 1 与 比较 和 分别仅改变一种反应条件 所改变的条件和判断的理由是 2 实验 平衡时 B 的转化率为 实验 平衡时 C 的浓度为 3 该反应的 H 0 判断其理由是 4 该反应进行到 4 0min 时的平均反应速度率 实验 B v 实验 C v 解析 1 使用了 正 催化剂 理由 因为从图像可看出 两者最终的平衡浓度相同 即最终的平衡状态相同 而 比 所需要的时间短 显然反应速率加快了 故由影响反应速 率和影响平衡的因素可知是加入 正 催化剂 升高温度 理由 因为该反应是在溶液中 进行的反应 所以不可能是改变压强引起速率的改变 又由于各物质起始浓度相同 故不可 用心 爱心 专心 7 能是改变浓度影响反应速率 再由于 和 相比达平衡所需时间短 平衡时浓度更小 故不 可能是改用催化剂 而只能是升高温度来影响反应速率的 2 不妨令溶液为 1L 则 中达平衡时 A 转化了 0 04mol 由反应计量数可知 B 转化了 0 08mol 所以 B 转化率为 0 40 100 200 0 08 0 同样在 中 A 转化了 0 06mol 则生成 C 为 0 06mol 体积不变 即平衡时 C c 0 06mol L 3 H 0 理由 由 和 进行对比可知升高温度后 A 的平衡浓度减小 即 A 的转化率 升高 平衡向正方向移动 而升温是向吸热的方向移动 所以正反应是吸热反应 H 0 4 从图上读数 进行到 4 0min 时 实验 的 A 的浓度为 0 072mol L 则 C A 0 10 0 072 0 028mol L 1 min 007 0 min0 4 028 0 Lmol Lmol tACA B v 2 A 0 0 14mol L min 1 进行到 4 0mi 实验 的 A 的浓度为 0 064mol L C A 0 10 0 064 0 036mol L 1 min 009 0 min0 4 036 0 Lmol Lmol tACA C v A 0 0089mol L min 1 命题意图 考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分 一些具体考点是 易通过图像 分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素 如 浓度 压强 温度 催化剂等 反应速率的计算 平衡转化率的计算 平衡浓度的计算 H 的判断 以及计算能力 分 析能力 观察能力和文字表述能力等的全方位考查 答案 1 加催化剂 达到平衡的时间缩短 平衡时 A 的浓度未变 温度升高 达到平衡的时间缩短 平衡时 A 的浓度减小 2 40 或 0 4 0 06mol L 3 升高温度向正方向移动 故该反应是吸热反应 4 0 014mol L min 1 0 008mol L min 1 2010 天津卷 10 14 分 二甲醚是一种重要的清洁燃料 也可替代氟利昂作制冷剂等 对臭氧层无破坏作用 工业上可利用煤的气化产物 水煤气 合成二甲醚 请回答下列问题 煤的气化的主要化学反应方程式为 煤的气化过程中产生的有害气体 H2S 用 Na2CO3 溶液吸收 生成两种酸式盐 该反应的化 学方程式为 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下 2H2 g CO g CH3OH g H 90 8 kJ mol 1 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 23 5 kJ mol 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 3 kJ mol 1 总反应 3H2 g 3CO g CH3OCH3 g CO2 g 的 H 一定条件下的密闭容器中 该总反应达到平衡 要提高 CO 的转化率 可以采取的措施是 填字母代号 a 高温高压 b 加入催化剂 c 减少 CO2 的浓度 d 增加 CO 的浓度 e 分离出二甲醚 已知反应 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g 某温度下的平衡常数为 400 此温度 下 在密闭容器中加入 CH3OH 反应到某时刻测得各组分的浓度如下 物质 CH3OHCH3OCH3H2O 用心 爱心 专心 8 浓度 mol L 1 0 440 60 6 比较此时正 逆反应速率的大小 v 正 v 逆 填 或 若加入 CH3OH 后 经 10 min 反应达到平衡 此时 c CH3OH 该时间内反 应速率 v CH3OH 解析 1 煤生成水煤气的反应为 C H2O 高温 CO H2 2 既然生成两种酸式盐 应是 NaHCO3 和 NaHS 故方程式为 Na2CO3 H2S NaHCO3 NaHS 3 观察目标方程式 应是 2 故 H 2 H1 H2 H3 246 4kJ mol 1 正反应是放热反应 升高温度平衡左移 CO 转化率减小 加入催化剂 平衡不移动 转化率 不变 减少 CO2 的浓度 分离出二甲醚 平衡右移 CO 转化率增大 增大 CO 浓度 平衡右 移 但 CO 转化率降低 故选 c e 4 此时的浓度商 Q 44 0 44 0 6 06 0 1 86 400 反应未达到平衡状态 向正反应方向移动 故 正 逆 设平衡时生成物的浓度为 0 6 x 则甲醇的浓度为 0 44 2x 有 400 2 2 244 0 6 0 x x 解得 x 0 2 mol L 1 故 0 44 mol L 1 2x 0 04 mol L 1 由表可知 甲醇的起始浓度度为 0 44 1 2 mol L 1 1 64 mol L 1 其平衡浓度为 0 04 mol L 1 10min 变化的浓度为 1 6 mol L 1 故 CH3OH 0 16 mol L 1 min 1 答案 1 C H2O 高温 CO H2 2 Na2CO3 H2S NaHCO3 NaHS 3 246 4kJ mol 1 c e 4 0 04 mol L 1 0 16 mol L 1 min 1 命题立意 本题是化学反应原理的综合性试题 考查了化学方程式的书写 盖斯定律的应用 化学平衡移动原理 和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向 平衡常数和速率 的计算等 2010 广东卷 31 16 分 硼酸 H3BO3 在食品 医药领域应用广泛 1 请完成 B2H6 气体与水反应的化学方程式 B2H6 6H2O 2H3BO3 2 在其他条件相同时 反应 H3BO3 3CH3OHB OCH3 3 3H2O 中 H3BO 3 的转化率 在不同温度下随反应时间 t 的变化见图 12 由此图可得出 温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是 用心 爱心 专心 9 该反应的 H 0 填 3 H3BO 3 溶液中存在如下反应 H3BO 3 aq H2O l B OH 4 aq H aq 已知 0 70 mol L 1 H3BO 3 溶液中 上述反应于 298K 达到平衡时 c 平衡 H 2 0 10 5mol L 1 c 平衡 H3BO 3 c 起始 H3BO 3 水的电离可忽略不计 求此温度下该反应的平衡常数 K H2O 的平衡浓度不 列入 K 的表达式中 计算结果保留两位有效数字 解析 1 根据元素守恒 产物只能是 H2 故方程式为 B2H6 6H2O 2H3BO3 6H2 2 由图像可知 温度升高 H3BO 3 的转化率增大 故升高温度是平衡正向移动 正反应是 吸热反应 H O 3 K 33 4 BOHH OHB 7 0102 102 5 5 7 10 答案 1 B2H6 6H2O 2H3BO3 6H2 2 升高温度 反应速率加快 平衡正向移动 H O 3 7 10 或 1 43 2010 山东卷 28 14 分 硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应 SO2 2H2O I2 H2SO4 2HI 2HIAH2 I2 2H2SO42 2SO2 O2 2H2O 1 分析上述反应 下列判断正确的是 a 反应 易在常温下进行b 反应 中 2 SO 氧化性比 HI 强 c 循环过程中需补充 H2Od 循环过程中产生 1mol O2 的同时产生 1mol H2 2 一定温度下 向 1L 密闭容器中加入 1mol HI g 发生反应 H2 物质的量随时间的 变化如图所示 0 2 min 内的平均放映速率 v HI 该温度下 H2 g I2 g A2HI g 的平衡常数 K 相同温度下 若开始加入 HI g 的物质的量是原来的 2 倍 则 是原来的 2 倍 a 平衡常数 b HI 的平衡浓度 c 达到平衡的时间 d 平衡时 H2 的体积分数 3 实验室用 Zn 和稀硫酸制取 H2 反应时溶液中水的电离平衡 移动 填 向左 向右 或者 不 若加入少量下列试剂中的 产生 H2 的速率将增大 用心 爱心 专心 10 a NaNO3 b CuSO4 c Na2SO4 d NaHSO3 4 以 H2 为燃料可制成氢氧燃料电池 已知 2H2 g O2 g 2H2O I H 572KJ mol 1 某氢氧燃料电池释放 228 8KJ 电能时 生成 1mol 液态水 该电池的能量转化率为 解析 1 H2SO4 在常温下 很稳定不易分解 这是常识 故 a 错 反应 中 SO2 是还原剂 HI 是还原产物 故还原性 SO2 HI 则 b 错 将 和 分别乘以 2 和 相加得 2H2O 2H2 O2 故 c 正确 d 错误 2 H2 0 1mol 1L 2min 0 05 mol L 1 min 1 则 HI 2 H2 0 1 mol L 1 min 1 2HI g H2 g I2 g 2 1 1 起始浓度 mol L 1 1 0 0 变化浓度 mol L 1 0 2 0 1 0 1 平衡浓度 mol L 1 0 8 0 1 0 1 则 H2 g I2 g 2HI g 的平衡常数 K LmolLmol Lmol 1 0 1 0 8 0 2 64mol L 若开始时加入 HI 的量是原来的 2 倍 则建立的平衡状态和原平衡是等比平衡 HI H2 I2 的物质的量 平衡浓度都是原来的两倍 各组分的百分含量 体积分数相等 平衡常数相等 因为温度不变 因开始时的浓度增大了 反应速率加快 达平衡时间不可能是原来的两 倍 故选 b 3 水的电离平衡为 2 H OHOH A 硫酸电离出的 c H 对水的电离是抑制作用 当 Zn消耗了H c H 减小 水的电离平衡向右移动 若加入 3 NaNO 溶液变成 3 HNO 的 溶液了 不再生成 H2 加入的 3 NaHSO 会和H 反应 降低 c H 反应速率减慢 24 Na SO 的加入对反应速率无影响 加入 CuSO4 后 Zn与置换出的 Cu 构成原电池 加快了 反应速率 选 b 4 根据反应方程式 生成 1mol 水时放出热量为 572kJ 1 2 286 kJ 故该电池的能量转化 率为 228 8 100 80 286 kj kj 答案 1 c 2 0 1 mol L 1 min 1 64mol L b 3 向右 b 4 80 2010 安徽卷 27 14 分 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题 某 用心 爱心 专心 11 研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料 LiMn2O4 碳粉等涂覆在铝箔上 进行资源回 收研究 设计实验流程如下 1 第 步反应得到的沉淀 X 的化学式为 2 第 步反应的离子方程式是 3 第 步反应后 过滤 Li2CO3 所需的玻璃仪器有 若过滤时发现滤液中有少量浑浊 从实验操作的角度给出两种可能的原因 4 若废旧锂离子电池正极材料含 LiNB2O4 的质量为 18 1 g 第 步反应中加入 20 0mL3 0mol L 1 的 H2SO4 溶液 定正极材料中的锂经反应 和 完全为 Li2CO3 剩至少 有 Na2CO3 参加了反应 答案 1 Al OH 3 2 4 LiMn2O4 O2 4H 4Li 8MnO2 2H2O 3 漏斗 玻璃棒 烧杯 滤纸破损 滤液超过滤纸边缘等 4 5 3 解析 第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化 铝 第三步是氧化还原反应 注意根据第一步反应 LiMn2O4 不溶于水 第 4 小题计算时要通过计算判断出硫酸过量 2010 浙江卷 26 15 分 已知 25 时弱电解质电离平衡数 Ka CH3COOH 5 1 8 10 Ka HSCN 0 13 难溶电解 质的溶度积常数 Kap CaF2 10 1 5 10 25 时 3 2 0 10 mol L 1 氢氟酸水溶液中 调节溶液 pH 忽略体积变化 得到 c HF c F 与溶液 pH 的变化关系 如下图所示 请根据以下信息回答下旬问题 图 2 1 25 时 将 20mL 0 10 mol L 1 CH3COOH 溶液和 20mL 0 10 mol L 1HSCN 溶液分别 与 20mL 0 10 mol L 1NaHCO3 溶液混合 实验测得产生的气体体积 V 随时间 t 变化 用心 爱心 专心 12 的示意图为图 2 所示 反应初始阶段 两种溶液产生 CO2 气体的速率存在明显差异的原因是 反应 结束后所得两溶液中 c CH3COO c SCN 填 或 2 25 时 HF 电离平衡常数的数值 Ka 列式并说明得出该常数的理由 3 3 4 0 10 mol L 1HF 溶液与 4 4 0 10 mol L 1 CaCl2 溶液等体积混合 调节混合 液 pH 为 4 0 忽略调节混合液体积的变化 通过列式计算说明是否有沉淀产生 解析 给信息多 可以对信息进行初步分析 也可以根据问题再去取舍信息 信息分析 HSCN 比 CH3COOH 易电离 CaF2 难溶 F PH 6 PH 0 时以 HF 存在 F 与 HF 总量不变 答案 问题引导分析 解题分析与答案 1 相同的起始条件 只能是因为两种酸的电离度不同导致溶液中起始反应时 H 浓度不同引起反应速率的不同 反应结束后 溶质为 CH3COONa 和 NaSCN 因 CH3COOH 酸性弱 于 HSCN 故 CH3COONa 水解程度大 c CH3COO c SCN 2 HF 电离平衡常数 Ka c H c F c HF 其中 c H c F c HF 都是电离达到平衡时的浓度 选择中间段图像求解 根据图像 PH 4 时 c H 10 4 c F 1 6 10 3 c HF 4 0 10 4 Ka 0 4 10 3 3 PH 4 0 则 c H 10 4 此时 根据 HF 电离 产生的 c F 1 6 10 3 而溶 液中的 c Ca2 2 0 10 4 c2 F c Ca2 5 12 10 10 5 12 10 10 大于 Kap CaF2 10 1 5 10 此时有少量沉淀产生 教与学提示 本题比较全面地考察了电离平衡常数与溶解平衡常数的知识内容 要求学生会 读图 要掌握平衡常数的表达式和含义 平衡时的溶液中的各种相关离子的浓度 要理解溶 解平衡的含义 达到饱和溶液时的最大值 大于则沉淀析出 小于则不析出 明确平衡常数 是随温度变化的 不随溶液中的离子浓度的实际值而发生变化 在平衡常数的教学中 可以 设计一个关于化学平衡常数 电离平衡常数 沉淀溶解平衡常数的专题 有比较 有触类旁 通地系统地研究和学习平衡常数问题 2010 上海卷 25 接触法制硫酸工艺中 其主反应在 450 并有催化剂存在下进行 223 2 2 190SO gO gSO gKJ 1 该反应所用的催化剂是 填写化合物名称 该反应 450 时的平衡常数 500 时的平衡常数 填 大于 小于 或 等于 2 该热化学反应方程式的意义是 a 23 2SOv ov 正逆 b 容器中气体的平均分子量不随时间而变化 c 容器中气体的密度不随时间而变化 d 容器中气体的分子总数不随时间而变化 4 在一个固定容积为 5L 的密闭容器中充入 0 20 mol SO2 和 0 10molSO2 半分钟后达到平衡 测得容器中含 SO30 18mol 则 2 v o mol L 1 min 1 若继续通入 0 20mol SO2 和 0 10mol O2 则平衡 移动 填 向正反应方向 向逆反应方向 或 不 再次达到平衡后 mol n SO3 300 答案 1 5 6 4 00 2 Ca5 PO4 3 OH 3 297 5 或 342 4 348 或 464 解析 此题考查了元素化合物 化学计算知识 1 白磷燃烧生成五氧化二磷 白磷的相 对分子质量为 128 则其 6 20g 的物质的量为 0 05mol 其完全燃烧消耗氧气 0 25mol 标准状况下体积为 5 6L 将这些白磷和水反应生成磷酸 0 20mol 溶液体积为 50mL 也就是 0 05L 则磷酸溶液的物质的量浓度为 4 00mol L 2 根据该水溶液中含有溶质的物质的量 和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量 根据质量守恒 可知该物质中含有 5 个钙离子和 3 个 磷酸根离子 结合电荷守恒 必还含有 1 个氢氧根离子 写作 Ca5 PO4 3 OH 3 根据题 意 x 为整数 其可能为 PCl4Br PCl3Br2 PCl2Br3 PClBr4 四种 要是有三种不同结构的 话 结合 PCl5 的结构 其可能为 PCl3Br2 或 PCl2Br3 则其相对分子质量可能为 297 5 或 342 4 根据题意和质量守恒定律 可求出化合物提供的 Cl 原子的物质的量为 0 1mol 5 0 1mol 1 0 6mol 由于磷腈化合物中只含有三种元素 故必须将其中的氢原子 全部除去 两物质提供的 H 原子的物质的量为 0 1mol 4 0 4mol 则生成的氯化氢的物质 的量为 0 1mol 4 0 4mol 则磷腈化合物中含有的 Cl 原子为 0 2mol P 原子为 0 1mol N 原子为 0 1mol 则该化合物的最简式为 PNCl2 假设其分子式为 PNCl2 x 由 其含有的碳原子总数小于 20 则知 4x 20 故 x 5 假设 x 4 其分子式为 P4N4Cl8 相 对分子质量为 464 假设 x 3 其分子式为 P3N3Cl6 相对分子质量为 348 假设 x 2 其分子式为 P2N2Cl4 相对分子质量 300 舍去 故其相对分子质量可能为 348 或 464 2010 江苏卷 18 12 分 正极材料为 2 LiCoO 的锂离子电池已被广泛用作便携式电源 但钴的资源匮乏限制了其进一步发展 1 橄榄石型 4 LiFePO 是一种潜在的锂离子电池正极材料 它可以通过 2 442 NHFe SO 34 H PO 与LiOH溶液发生共沉淀反应 所得沉淀经 80 真空干燥 高温成型而制得 共沉淀反应投料时 不将 2 442 NHFe SO 和LiOH溶液直接混合的原因是 共沉淀反应的化学方程式为 高温成型前 常向 4 LiFePO 中加入少量活性炭黑 其作用除了可以改善成型后的 4 LiFePO 的导电性能外 还能 用心 爱心 专心 15 2 废旧锂离子电池的正极材料试样 主要含有 2 LiCoO 及少量 AI Fe 等 可通过下列实 验方法回收钴 锂 在上述溶解过程中 2 23 S O 被氧化成 2 4 SO 2 LiCoO 在溶解过程 中反应的化学方程式为 2 Co OH 在空气中加热时 固体残留率随温度的变化 如右图所示 已知钴的氢氧化物加热至 290 时已完全 脱水 则 1000 时 剩余固体的成分为 填化学式 在 350 400 范围内 剩余固体的成分为 填化学式 答案 1 Fe2 在碱性条件下更易被氧化 凡合理答案均可 NH4 2Fe SO4 2 LiOH H3PO4 LiFePO4 2NH4HSO4 H2O 与空气中 O2 反应 防止 LiFePO4 中的 Fe2 被氧化 2 222324244242 8 LiCoONa S O11H SO4Li SO8CoSNa SO11HOO CoO 23 Co O 34 Co O 解析 本题考察的知识比较散 涉及到能源利用 物质性质 化工流程分析 图表分析 覆盖面比较广 1 不能直接混合的原因是 Fe2 在碱性条件下更容易被氧化 根据题给 的信息 发生的反应为 NH4 2Fe SO4 2 LiOH H3PO4 LiFePO4 2NH4HSO4 H2O 消耗空气 中的 O2 保护 Fe2 防止 Fe2 被氧化 2 通过题给信息可知 LiCoO2 与 Na2S2O3 发生了 氧化还原反应 反应为 8 LiCoO2 Na2S2O3 11H2SO4 4Li SO4 8CoSO4 Na2SO4 11 H2O 根 据质量的变化 在变化过程中 Co 的质量没有变 通过题给数据看 在 10000C 是 Co OH 2 完全分解 则产物 CoO 在 350 4000C 时 固体的质量在 89 25 86 38 之间 可以通过极 点进行分析 在 2920C n Cr n O 100 93 89 25 100 59 93 16 2 3 其化学式为 Co2O3 在 5000C n Cr n O 100 93 86 38 100 59 93 16 3 4 其化学式为 Co3O4 所以可以 确定在 350 4000C 时的化学式为 Co2O3 和 Co3O4 2010 江苏卷 20 10 分 以水氯镁石 主要成分为 22 6MgClH OA 为原料生产碱式碳酸 镁的主要流程如下 用心 爱心 专心 16 l 预氨化过程中有 Mg OH 2 沉淀生成 已知常温下 Mg OH 2 的 11 1 8 10 sp K 若溶液 中 61 3 0 10c OHmol L A 则溶液中 2 c Mg 2 上述流程中的滤液浓缩结晶 所得主要固体物质的化学式为 3 高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO 取碱式碳酸镁 4 66g 高温煅烧至恒重 得到固体 2 00g 和标准状况下 2 CO 0 896L 通过计算确定碱式碳酸镁的化学式 4 若热水解不完全 所得碱式碳酸镁中将混有 3 MgCO 则产品中镁的质量分数 填 升高 降低 或 不变 答案 1 2 0mol L 1 2 NH4Cl 3 Mg OH 24MgCO34H2O 4 升高 解析 本题主要考查的是有关 Ksp 的计算和无机化工流程和化学计算 1 依据 Ksp 计算 的公式可知 c Mg2 Ksp c2 OH 2 0mol L 2 通过流程分析 最后 综上分析可知 滤液中的主要成分为 NH4Cl 浓缩以后得到的固体物质为 NH4Cl 3 根据题给相关物质的 数据可有以下计算 2 2 1 0 896L CO4 00 10 mol 22 4L mol n A 2 1 2 00g MgO5 00 10 mol 40g mol n A 21 2 2 1 4 66g4 00 10 mol 44g mol2 00g H O5 00 10 mol 18g mol n A A 所以 222 22 MgO CO H O5 00 10 4 00 10 5 00 105 4 5nnn 从而得 到其化学组成为 Mg OH 24MgCO34H2O 4 因为 MgCO3 中 Mg 的含量比碱式碳酸镁的含量高 因此 混有 MgCO3 后 Mg 的含量升高 2010 四川卷 29 16 分 四川攀枝花蕴藏丰富的钒 钛 铁资源 用钛铁矿渣 主要 成分为 TiO2 FeO Fe2O3 Ti 的最高化合价为 4 作原料 生产白色颜料二氧化钛的主要步 骤如下 水氯 镁石 溶 解过滤热水解沉淀镁预氨化碱式 碳酸镁 2 H O 3 NH 3 NH 43 NH HCO 滤液 用心 爱心 专心 17 请回答下列问题 硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是 向滤液 I 中加入铁粉 发生反应的离子方程式为 在实际生产过程中 向沸水中加入滤液 使混合液 pH 达 0 5 钛盐开始水解 水解过程中 不断通入高温水蒸气 维持溶液沸腾一段时间 钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀 请用 所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用 过滤分离出水合二氧化钛沉淀后 将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐 填化学式 减少废物排放 4 A 可用于生产红色颜料 Fe2O3 其方法是 将 556a kgA 摩尔质量为 278 g mol 溶 于水中 加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应 鼓入足量空气搅拌 产生红褐色胶体 再向 红褐色胶体中加入 3336b kg A 和 112c kg 铁粉 鼓入足量空气搅拌 反应完成后 有大量 Fe2O3 附着在胶体粒子上以沉淀形式析出 过滤后 沉淀经高温灼烧得红色颜料 若所得滤 液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁 则理论上可生产红色颜料 kg 答案 1 224422 2 2TiOH SOTi SOH O 或 22442 TiOH SOTiOSOH O 2 32 23FeFeFe 2 2 2FeHFeH 3 加水促进钛盐水解 加热促进钛盐水解 降低H 浓度促进钛盐水解 2 H O 4 FeSO 24 H SO 4 160 320160abc 解析 本题属于化工生产流程题 1 考查酸的通性 可以与金属氧化物反应 又知道 TI 的化合价 可以写出化学方程式 2 加入浓硫酸后 浓硫酸可以氧化亚铁离子 再加入铁 粉 铁粉可以还原铁离子 除此外 铁粉还可以与溶液中的 H 反应 3 考查了影响盐类水 解的因素 4 考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁 根据开始加入 A 为 2a 103mol 加入 适量氢氧化钠溶液恰好完全反应 说明加入氢氧化钠的物质的量为 4a 103mol 后来又加入 12b 103mol 的 A 和 2c 103mol 的铁 根据电荷守恒 溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为 2a 103mol 而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为 2a 12b 103mol 这样剩下的 硫酸根就与铁离子结合 可知消耗铁离子为 8b 103mol 根据铁元素守恒 nFe 2a 4b 2c 103mol n Fe2O3 a 2b c 103mol 计算得 mFe2O3 160 320160abc kg 用心 爱心 专心 18 2009 全国 卷 将 15 mL 2 mol L 1Na2CO3 溶液逐滴加入到 40 mL 0 5 mol L 1MCln 盐溶液中 恰好将溶液中的 Mn 离子完全沉淀为碳酸盐 则 MCln 中 n 值是 A 4 B 3 C 2 D 1 答案 B 解析 本题为计算题 可用守恒原理快速解决 由题意知 Mn 完全沉淀为碳酸盐 则溶 液中剩余 Na 与 Cl 物质的量必然相等 即 NaCl 15 2 2 40 0 5 n 求得 n 3 当然 也可通过书写化学方程式 依据 物质的量之比等于系数比 及 原子守恒 观察得出 2009 上海卷 9 2 g 金属钠投入到足量的重水中 则产生的气体中含有 A 0 2 mol 中子 B 0 4 mol 电子 C 0 2 mol 质子 D 0 4 mol 分子 答案 B 解析 9 2 g 金属钠可以与重水反应生成 0 2 mol 氢气 这样的 0 2 mol 氢气无中子 0 4 mol 电子 0 4 mol 质子和 0 2 mol 分子 故 B 项正确 2009 全国 卷 为了检验某含有 NaHCO3 杂质的 Na2CO3 样品的纯度 现将 w1 g 样品加 热 其质量变为 w2 g 则该样品的纯度 质量分数 是 A B C D 答案 A 解析 本题考查化学计算 侧重考查化学常见计算技巧 差量法 的运用 列出关系式 2NaHCO3 Na2CO3 m 设浓度为 x 168 106 62 w1 1 x w1 w2 g 2009 全国 卷 物质的量之比为 2 5 的锌与稀硝酸反应 若硝酸被还原的产物为 N2O 反应结束后锌没有剩余 则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A 1 4 B 1 5 C 2 3 D 2 5 答案 A 解析 设有 2 mol Zn 与 5 mol 硝酸反应 则必生成 2 mol Zn NO3 2 则未被还原的硝酸 的物质的量为 4 mol 被还原的硝酸的物质的量为 1 mol 用心 爱心 专心 19 2009 四川卷 向 m g 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸 恰好完全反应生成标准状况 下的气体 b L 向反应后的溶液中加入 c mol L 氢氧化钾溶液 V mL 使金属离子刚好沉淀完 全 得到的沉淀质量为 n g 再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止 得到固体 p g 则 下列关系不正确的是 A c 1000b 11 2V B p m Vc 125 C n m 17Vc D 5 3m p 17 9m 答案 C 解析 着重考查 守恒法 和 极限法 等常用运算技巧 设 Mg Al 物质的量分别为 x mol y mol 根据题意写出物质之间的关系式 Mg H2 Al H2 xx y 1 5y 故 H2SO4 H2 2KOH K2SO4 得 故 A 正确 沉淀为 Mg OH 2 和 Al OH 3 则 n m m OH m 2x 3y 17 m c V 17 10 3 故 C 错 沉淀灼烧后得到固体为 Al2O3 和 MgO 计算方法类似 p m x 1 5y 16 B 对 D 项采用 极限法 若全部是 Mg 则 Mg MgO 若全部是 Al 则 Al Al2O3 当然实际应介于二者之间 D 对 2009 宁夏 辽宁卷 在一定温度下 反应HX g 的平衡常数 为 10 若将 1 0 mol 的 HX g 通入体积为 1 0 L 的密闭容器中 在该温度时 HX g 的最大分 用心 爱