2023届新高考化学选考一轮总复习训练-专题突破1　化学计算中的常用方法

专题突破1化学计算中的常用方法课时训练1.(2021·宁波十校联考)工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4,发生的反应为①Cl2+KOHKCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);②Fe(NO3)3+KClO+KOHK2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)。已知:反应①中n(ClO-)∶n(ClO3请计算:(1)反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(2)要得到0.2molK2FeO4,消耗molCl2(写出计算过程)。

解析:(1)反应①中配平后为8Cl2+16KOH10KCl+5KClO+KClO3+8H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为10∶6=5∶3。(2)由电子守恒可知,24Cl2～15KClO～10K2FeO424 10n 0.2mol则要得到0.2molK2FeO4,消耗Cl2的物质的量n=0.48mol。答案:(1)5∶3(2)0.48由电子守恒可知,24Cl2～15KClO～10K2FeO424 10n 0.2mol则要得到0.2molK2FeO4,消耗Cl2的物质的量n=0.48mol。2.取30.8g甲酸铜[(HCOO)2Cu]在隔绝空气的条件下加热分解,会生成含两种红色固体的混合物A和混合气体B;若相同质量的甲酸铜在空气中充分加热,则生成黑色固体D和CO2、H2O。固体A和D质量相差2.4g。请计算:(1)红色固体A中Cu单质的物质的量为mol。

(2)将混合气体B置于O2中充分燃烧,消耗O2的体积是L(换算为标准状况)。

解析:(1)n[(HCOO)2Cu]=30.8g154g·mol-1xmol-144g·mol-1×0.(2)由(1)知(HCOO)2Cu分解的方程式为4(HCOO)2Cu2Cu+Cu2O+4H2O+5CO↑+3CO2↑,0.2mol(HCOO)2Cu分解生成n(CO)=54×0.2mol=0.25mol,置于O2中充分燃烧,消耗O2的体积在标准状况下是0.25mol×12×22.4L·mol-1答案:(1)0.1(2)2.83.混合碱(Na2CO3与NaHCO3,或Na2CO3与NaOH的混合物)的成分及含量可用双指示剂法测定。步骤如下:取混合碱溶液25.00mL,滴加2滴酚酞为指示剂,用0.2000mol/L的盐酸标准液滴定至溶液呈微红色,记下消耗盐酸体积为22.50mL;再滴加2滴甲基橙,继续滴定至溶液由黄色变为橙色,记下第二次滴定消耗盐酸的体积为12.50mL(已知:H2CO3的Ka1=4.3×10-7;Ka2=5.6×10-11)。请计算:(1)混合碱成分及物质的量之比为。(2)混合碱溶液中Na2CO3的浓度为mol/L(写出计算过程)。解析:以酚酞为指示剂时,发生的反应为OH-+H+H2O、CO32-+H+HCO3-,或只发生反应CO32-+H+HCO3-,以甲基橙为指示剂时,发生反应HCO3-+H+H(1)由分析可知,混合碱成分是Na2CO3与NaOH,两者物质的量之比为12.50mL∶(22.50mL-12.50mL)=5∶4。(2)n(Na2CO3)+n(NaOH)=0.2000mol/L×22.50mL×10-3L/mL=4.5×10-3mol,n(Na2CO3)=59×4.5×10-3mol=2.5×10-3mol,混合碱溶液中Na2CO3的浓度为2答案:(1)n(Na2CO3)∶n(NaOH)=5∶4(2)0.1000n(Na2CO3)+n(NaOH)=0.2000mol/L×22.50mL×10-3L/mL=4.5×10-3mol,n(Na2CO3)=59×4.5×10-3mol=2.5×10-3mol,混合碱溶液中Na2CO3的浓度为24.为确定铜铁合金组成,一同学将不同质量的该合金分别与50.00mL0.80mol/L的FeCl3溶液反应,实验结果如表所示(反应前后溶液的体积变化忽略)。序号①②③④合金样品质量/g0.8001.2001.6003.200反应后剩余固体质量/g00.0640.4802.080(1)实验④的滤液中c(Fe2+)=。

(2)合金中n(Cu)∶n(Fe)=。

解析:铁的还原性强于铜,所以Fe3+先和铁发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,反应后Fe3+有剩余,再与铜发生反应Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,所以剩余的固体是铜或铁和铜。从第②组数据可以得出,FeCl3溶液全部参与反应,50.00mL0.80mol/L溶液能溶解金属质量为1.200g-0.064g=1.136g,大于第①组溶解的金属质量,故第①组金属完全反应,FeCl3有剩余;第②组实验中FeCl3溶液全部参与反应,其物质的量为0.05L×0.8mol/L=0.04mol,假设只发生Fe+2Fe3+3Fe2+,参加反应的Fe的物质的量为0.02mol,则溶解的Fe的质量为0.02mol×56g/mol=1.12g<1.136g,则同时也有一部分Cu溶解,所以剩余的固体全部为Cu,设溶解的铁和铜的物质的量分别为xmol和ymol,则56x则铜的总物质的量为0.002mol+0.第③组实验中溶解金属质量为1.60g-0.48g=1.12g,混合物中Fe恰好完全反应,Cu不反应。剩余0.48g为Cu或铜与铁的混合物,故第④组实验中,剩余固体为Fe、Cu,溶液中溶质为FeCl2,则溶液中存在c(Fe2+)=12c(Cl-)=32c(FeCl3)=3答案:(1)1.20mol/L(2)1∶65.工业上由氨合成硝酸并进一步制取化肥硝酸铵。工业上制备硝酸的流程如图所示。由图可知,根据绿色化学要求,生产中采用循环操作,理论上使氨气完全转化为硝酸。已知实际生产中:氨合成硝酸时,由NH3制NO的产率为94%,NO制HNO3的转化率为90%。氨与硝酸反应生成硝酸铵的转化率为94%。计算:(1)制HNO3所用的NH3占总消耗NH3(不考虑其他损耗)的质量分数为%(保留3位有效数字)。

(2)写出计算过程。解析:设制备硝酸的氨气的物质的量为xmol,用于和硝酸反应生成硝酸铵的氨气的物质的量是ymol,根据题意,x·94%·90%=y·94%,得90%x=y,制HNO3所用的NH3占总消耗NH3(不考虑其他损耗)的质量分数为xmol×17g/mol答案:(1)52.6(2)设制备硝酸的NH3为xmol,和硝酸反应生成硝酸铵的NH3为ymol。则由x·94%·90%=y·94%,得y=0.9x,所以xx+y×100%=6.为确定某碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]的组成,某同学取23.3g样品置于硬质玻璃管中充分灼烧至恒重,残留固体质量为10.0g,将产生的气体先通过足量98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3),再通过足量的碱石灰,碱石灰质量增加8.8g。请计算:(1)98%的硫酸溶液的物质的量浓度是。

(2)根据实验测定的数据,求出碱式碳酸镁化学式中x、y、z的比值(写出计算过程)。解析:(1)密度为1.84g/cm3、质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为1(2)由题意可知,碱石灰质量增加8.8g为二氧化碳的质量,由碳原子个数守恒可知,碱式碳酸镁中碳酸镁的物质的量为8.8g440.05mol,质量为0.05mol×58g/mol=2.9g;23.3g碱式碳酸镁中结晶水的物质的量为(234∶1∶4。答案:(1)18.4mol/L(2)由题意可知,碱石灰质量增加8.8g为二氧化碳的质量,由碳原子个数守恒可知,碱式碳酸镁中碳酸镁的物质的量为8.8g440.05mol,质量为0.05mol×58g/mol=2.9g;23.3g碱式碳酸镁中结晶水的物质的量为(234∶1∶4。7.向含硫酸铝和氯化铝的混合溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,加入氢氧化钡溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图所示。(1)氢氧化钡溶液浓度为。

(2)原混合溶液中SO42-和Cl-解析:(1)向含硫酸铝和氯化铝的混合溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,反应的离子方程式有Ba2++SO42-BaSO4↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。1mol硫酸铝中硫酸根离子完全被沉淀需要氢氧化钡是3mol,3mol氢氧化钡提供6mol氢氧根离子,1mol硫酸铝中含有2mol铝离子,两者恰好反应生成氢氧化铝。从起点到A点是硫酸铝与氢氧化钡反应生成3mol硫酸钡和2mol氢氧化铝;A到B是氯化铝和氢氧化钡反应,B点时溶液中铝离子完全沉淀,沉淀达最大值,溶液中溶质为BaCl2;B到C是氢氧化铝溶解在氢氧化钡中,C点时氢氧化铝完全溶解。根据图像可知,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钡8L-6L=2L,消耗氢氧化铝是7mol-3mol=4mol,所以需要氢氧化钡是2mol,则氢氧化钡溶液浓度为(2)根据图像可知,硫酸钡的物质的量是3mol,所以硫酸铝的物质的量是1mol,氯化铝产生的氢氧化铝的物质的量为2mol,因此氯化铝的物质的量是2mol,所以原混合溶液中SO42-答案:(1)1mol/L(2)1∶28.某实验小组用如下方法测定废水中苯酚的含量(其他杂质不参加反应)。Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制250mL0.1000mol/LKBrO3标准溶液;Ⅱ.取25mL上述溶液,加入过量KBr,加硫酸酸化,溶液颜色呈棕黄色;Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入100mL废水,加入过量KI;Ⅳ.用0.2000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定Ⅲ中溶液,滴加2滴淀粉溶液,至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液15.00mL。已知:BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。请计算:(1)Ⅰ中KBrO3固体的质量是g。

(2)该废水中苯酚的含量为g/L(列式计算)。

解析:(1)Ⅰ中用KBrO3固体配制250mL0.1000mol/LKBrO3标准溶液,则所需KBrO3固体的物质的量为0.25L×0.1000mol/L=0.025mol,质量为0.025mol×167g/mol=4.175g。(2)结合化学方程式2KI+Br2I2+2KBr、I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知,消耗的Na2S2O3的量就是与Br2反应的KI的量,n(KI)=cV=0.015L×0.2000mol/L=0.003mol,消耗的Br2为0.003mol2=0.0015mol,由化学方程式BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O可知,Ⅱ中反应得到的Br2共有0.0075mol,所以和苯酚反应的Br0.0015mol=0.006mol,消耗的苯酚的物质的量为0.006mol3=0.002mol,其质量为0.002mol×答案:(1)4.175(2)1.88结合化学方程式2KI+Br2I2+2KBr、I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知,消耗的Na2S2O3的量就是与Br2反应的KI的量,n(KI)=cV=0.015L×0.2000mol/L=0.003mol,消耗的Br2为0.003mol2=0.0015mol,由化学方程式BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O可知,Ⅱ中反应得到的Br2共有0.0075mol,所以和苯酚反应的Br2的物质的量为0.0075mol-0.0015mol=0.006mol,消耗的苯酚的物质的量为0.006mol39.(2021·宁波适应性测试)硫粉和Na2S溶液反应可以生成多硫化钠(Na2Sn),离子方程式为S+S2-S22-、2S+S2-S(1)在100mLNa2S溶液中加入0.8g硫粉,只发生反应S+S2-S22-,反应后溶液中S和S2-无剩余,则原溶液中c(Na2S)=(2)在一定体积和浓度的Na2S溶液中加入6.75g硫粉,控制一定条件使硫粉完全反应,反应后溶液中的阴离子有S2-、S22-、Smo