1、化学计算1为确定铜铁合金组成,一同学将不同质量的该合金分别与50.00 mL 0.80 molL1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)实验的滤液中c(Fe2)_。(2)合金中n(Cu)n(Fe)_。【答案】(1)1.20 molL1 (2)1:6 【解析】从第组数据,可以得出FeCl3溶液全部参与反应,50.00 mL 0.80 molL1溶液能溶解金属质量1.20g-0.064g=1.136g,大于第组溶解的金属质量,故第组金属完全反应,F
2、eCl3有剩余;第组实验中FeCl3溶液全部参与反应,其物质的量为0.05L0.8mol/L=0.04mol,假设只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,参加反应Fe的物质的量为0.02mol,则溶解的Fe的质量为0.02mol56g/mol=1.12g1.136g,所以同时也有一部分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x和y,则:56x+64y=1.136,2x+2y=0.04,解得x=0.018,y=0.002。则铜的总物质的量为0.002+=0.003mol,所以合金中n(Cu)n(Fe)1:6。第组实验中溶解金属为1.60g-0.48g=1.12g,混合物中F
3、e恰好完全反应、Cu不反应。剩余0.48g为Cu或铜与铁的混合物,故第组实验中,剩余固体为Fe、Cu溶液中溶质为FeCl2,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+)=c(Cl-)= c(FeCl3)= 0.8mol/L=1.2mol/L。2将一定量的CO2气体通入500 mL某氢氧化钠溶液中,充分反应后将溶液在低温下蒸发,得到不含结晶水的白色固体A,取三份质量不相同的A试样分别与50mL相同浓度的盐酸溶液反应,得到标准状况下气体体积与固体A的质量关系如表所示:组别A的质量3.805.707.60气体体积(mL)89613441120(1)试判断:A的
4、成分_。(2)盐酸物质的量浓度为_molL1。【答案】(1)NaHCO3和Na2CO3 (2)1.8 【解析】(1)由的数据可知,组中白色固体反应完全,组反应生成的CO2为:n(CO2)=0.04mol。若A全为Na2CO3,生成的CO2为:n(CO2)=0.036mol0.04mol;若A全为NaHCO3,生成的CO2为:n(CO2)=0.045mol0.04mol,由上可知,A应为NaHCO3和Na2CO3的混合物;(2)由第组可知,盐酸和A完全反应,设混合物中含有xmolNa2CO3,ymolNaHCO3,则,解之得:;根据元素守恒可知:n(HCl)=n(Na+)=2n(Na2CO3)+
5、n(NaHCO3)=20.03mol+0.03mol=0.09mol,c(HCl)=1.8mol/L。3为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:实验序号IIIIIIIV盐酸体积(mL)30.030.030.030.0样品质量(g)2.963.705.186.66CO2体积(mL)672840896672(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3):n(NaHCO3)=_。(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=_。【答案】(1)2 (2)2
6、.50mol/L【解析】(1)结合、可知,随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明、中盐酸过量,Na2CO3和NaHCO3的完全反应,设出中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y,则106x+84y=2.96、x+y=0.672L22.4L/mol=0.03mol,联立解得:x=0.02mol、y=0.01mol,所以样品中物质的量之比n(Na2CO3):n(NaHCO3)=0.02mol:0.01mol=2:1。(2)根据实验、可知,中盐酸不足,Na2CO3优先反应生成NaHCO3,设6.66g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2x、x,则1062x+84x=6.
7、66,解得:x=0.0225mol,即6.66g样品中含有0.045mol碳酸钠、0.0225mol碳酸氢钠,将样品加入盐酸中,先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,0.045mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045mol,碳酸钠完全反应后发生再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,生成标准状况下672L二氧化碳消耗HCl的物质的量为:n(HCl)=n(CO2)=0.672L22.4L/mol=0.03mol。所以30mL盐酸中含有HCl的物质的量为:0.045mol+0.03mol=0.075mol,该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)=0.0
8、75mol/0.03L=2.50mol/L。4化学需氧量(chemical oxygen demand,简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化 1 L 污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1 L水样所消耗O2的质量(mgL-1)计算。COD小,水质好。某湖面出现赤潮,某化学兴趣小组为测定其污染程度,用 1.176 g K2Cr2O7固体配制成 100 mL溶液,现取水样20.00 mL,加入10.00 mL K2Cr2O7溶液,并加入适量酸和催化剂,加热反应2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 molL-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,消耗Fe(NH
9、4)2(SO4)2溶液的体积如下表所示。此时,发生的反应是CrO72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O。(已知K2Cr2O7和有机物反应时被还原为 Cr3+,K2Cr2O7的相对分子质量为294)序号起始读数/mL终点读数/mL10.0012.1021.2613.1631.5414.64(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为_molL-1。(2)求该湖水的COD为_mgL-1。【答案】(1)0.0400 (2)480 【解析】(1)K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol,则1.176 g K2Cr2O7固体的物质的量是n(K2Cr2O7)=0.0040 mol,由于配
10、制成100 mL溶液,所以配制K2Cr2O7的溶液的物质的量浓度c(K2Cr2O7)=0.0400 mol/L;(2)n(K2Cr2O7)=0.01 L0.0400 mol/L=410-4 mol,三次实验消耗溶液的体积分别是12.10 mL、11.90mL、13.10 mL,可见第三次实验误差较大,要舍去,则消耗溶液平均体积是V=12.00 mL、n(Fe2+)=1210-3 L0.10 mol/L=1.210-3 mol,由CrO72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O可知,剩余的n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)=1.210-3 mol=210-4 mol,则水样消耗的
11、n(K2Cr2O7)=410-4 mol-210-4 mol=210-4 mol,根据电子电子转移可知,水样需要氧气的物质的量为n(O2)=210-4mol(6-3)2=310-4 mol,氧气的质量m(O2)=310-4 mol32 g/mol=9610-4 g=9.6 mg,故该水样的化学需氧量COD=480 mg/L。5将 36.0gFeC2O42H2O隔绝空气加热使之分解, 最终可得到 15.2g 某种铁的氧化物, 请通过计算推测该铁的氧化物的组成: _( 写出化学式)。并写出计算过程:_。【答案】Fe4O5或Fe3O4FeO或Fe2O32FeO 15.2 g -36.0 g18 0
12、g/mol56 g/mol=4.0g n(Fe)/n(O)=(36180)/(4.016)= 【解析】36.0gFeC2O42H2O的物质的量为=0.2mol,15.2g 某种铁的氧化物中含有氧原子的物质的量为=0.25mol,则氧化物中铁与氧两元素的原子个数比0.2mol:0.25mol=4:5,则该铁的氧化物的组成为Fe4O5或Fe3O4FeO或Fe2O32FeO。6钢铁制品经常进行烤蓝处理,主要目的是在表面生成一层致密的Fe3O4。为了研究烤蓝铁片,把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末,取mg该粉末,放入28.00 mL 1.000molL1的盐酸中,恰好完全反应,生成134.4 mL气体(标
13、准状况)。向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。(1)计算mg样品中n(Fe3O4)=_mol。(2)写出具体计算过程_。【答案】(1)0.002或0.002000 (2)n(HCl)=28.00mL103mLL11.000molL1=0.028mol, n(H2)=;与盐酸反应后的溶液中溶质只有FeCl2,根据关系是FeCl22Cl,可得溶液中n(FeCl2)=0.028mol2=0.014mol;设n(Fe3O4) =x mol,有:得x=。 【解析】整个过程发生的反应有Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O、2FeCl32Fe=3FeCl2、Fe2HCl=FeCl2H
14、2。n(HCl)=28.00mL103mLL11.000molL1=0.028mol;与盐酸反应后的溶液中溶质只有FeCl2,根据关系是FeCl22Cl,可得溶液中n(FeCl2)=0.028mol2=0.014mol;与盐酸反应放出氢气的Fe:FeH2,n(H2)=;根据可知与盐酸反应的Fe的物质的量为0.006mol;得到FeCl2的物质的量为0.006mol; 假设Fe3O4的物质的量为xmol,有:可得4x=。7已知粗盐水中含M g Cl26.80molm3,含CaCl23.00molm3。向粗盐水中加入Ca(OH)2除Mg2+:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2。然
15、后加入Na2CO3除Ca2+。(1)处理上述粗盐水10.0 m 3,至少需要加Na2CO3_ kg。(保留三位有效数字)(2)如果用碳酸化尾气(含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.0400)代替碳酸钠,发生如下反Ca2+2NH3+CO2+H2OCaCO3+2NH4+。处理上述10.0 m 3粗盐水至少需要通入标准状况下_ m 3碳酸化尾气。(需列式计算,保留三位有效数字)【答案】(1)10.4 (2) 【解析】(1)设至少需要加Na2CO3的物质的量是xmol; x =98mol,需要碳酸钠的质量是98mol106g/mol=10388g=10.4 kg;(2) 需要通入二氧化碳的
16、物质的量是ymol; y=98mol,通入碳酸化尾气的体积是。8已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2+10CO2+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)zaH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 molL1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 molL1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0
17、.2800 g,恰好完全反应。通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _。【答案】均分两份样品,则每份质量分别为 =4.910g,4.910 g样品A中,n(H2O)=0.0300mol。根据5C2O42-2MnO4-得:n(C2O42-)=2.5n(MnO4-)=2.50.5000 molL1 0.02400 L=0.0300mol。又根据2Fe3+Fe=3Fe2+可得:n(Fe3+)=2n(Fe)=0.0100mol。又因为电荷守恒:n(K+)+3n(Fe3+)2n(C2O42-),可得:n(K+)+30.0100mol=20.0300mol,解得:n(K+)=0.0300mol。所以
18、,n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3,所以,A的化学式K3Fe(C2O4)33H2O。【解析】均分两份样品,则每份质量分别为 =4.910g,4.910 g样品A中,n(H2O)=0.0300mol。根据5C2O42-2MnO4-得:n(C2O42-)=2.5n(MnO4-)=2.50.5000 molL1 0.02400 L=0.0300mol。又根据2Fe3+Fe=3Fe2+可得:n(Fe3+)=2n(Fe)=0.0100mol。忽略水的电离,根据电荷守恒:n(K+)+3n(Fe3+)2n(C2O42-),可得:n(K+)+30.0100mol=2
19、0.0300mol,解得:n(K+)=0.0300mol。所以,n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3,所以,A的化学式K3Fe(C2O4)33H2O。9用11.92gNaClO配成溶液,向其中加入0.01molNa2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。则Na2SX 中的 x=_(写出简要计算过程)【答案】11.92gNaClO的物质的量为0.16mol,和Na2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl,氯的化合价从+1价降低到-1价,硫的化合价从-价升高到+6价,根据氧化还原反应的电子守恒规律,有0.162=0.01(6+),解得x=5。【
20、解析】11.92gNaClO的物质的量为0.16mol,和Na2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl,氯的化合价从+1价降低到-1价,硫的化合价从-价升高到+6价,根据氧化还原反应的电子守恒规律,有0.162 = 0.01(6+),解得x=5。10有一含(NaOH 和 Na2CO3 或 Na2CO3 和 NaHCO3)混合碱,现称取试样 0.2960 克,以 0.1000molL-1的 HCl 标准溶液滴定,酚酞指示终点时消耗 20.00mL,再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL(1)若 20.00V40.00,请列式计算以甲基橙指示终点时需要盐酸的体积为多少_?【答案】(1)Na
21、OH 和 Na2CO3 (2)50.00mL 【解析】(1) 将0.1000mol/L HCl标准溶液滴定至第一滴定终点(此时得到的溶液中的溶质为NaCl和NaHCO3)时消耗 20.00mL,发生的反应可能为NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,若 20.00V40.00 时,说明第一滴定过程中消耗的盐酸溶液的体积小于20mL,则混合碱的组成为NaOH 和 Na2CO3;(2)若 V40.00,说明混合碱的组成为Na2CO3 和 NaHCO3
22、,根据第一滴定过程发生的反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl和消耗 20.00mL0.1000mol/L HCl,n(Na2CO3)= 0.02000L0.1000mol/L=0.002mol,则原混合物中含有碳酸氢钠为n(NaHCO3)= =0.001mol,因此第二滴定过程中发生的反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,其中n(NaHCO3)= 0.001mol+0.002mol=0.003mol,因此消耗 0.1000mol/L HCl的体积V=30.00mL,因此前后共消耗0.1000mol/L HCl50.00mL。11室温下,50 mL pH = 1的稀H2
23、SO4和盐酸的混合液与50 mL Ba(OH)2溶液相混合,充分反应后过滤,得0.466 g沉淀,滤液的pH值变为13。求:(1)原混合液中SO42-和Cl-的物质的量 , (2)Ba(OH)2溶液的物质的量浓度 【答案】(1)0.002mol(1分) 0.001mol(1分) (2) 0.15 mol/L(3分)【解析】(1)将稀硫酸和盐酸的混合液与50mL Ba(OH)2溶液相混合,离子间发生的反应有:Ba2+SO42-BaSO4,H+OHH2O,0.446g沉淀为BaSO4,n(H2SO4)n(BaSO4)0.466g233g/mol0.002mol,硫酸电离出的n(SO42-)0.00
24、2mol,n(H+)0.004mol,稀硫酸和盐酸的混合液为50mL pH1,共有n(H+)0.05L0.1mol/L0.005mol,所以盐酸电离出的n(H+)0.005mol0.004mol0.001mol,n(Cl)0.001mol。(2)反应后滤液的pH变为13,呈碱性,说明Ba(OH)2溶液过量,反应后过量的n(OH)0.1L0.1mol/L0.01mol,反应了的n(OH)n(H+)0.005mol,所以Ba(OH)2中的n(OH)0.01mol0.005mol0.015mol,可求出cBa(OH)20.015mol(0.05L2)0.15mol/L。12将铜与Fe2O3的混合物共
25、28.8g加入300mL 2.00molL-1的稀硫酸中,充分反应后剩余固体的质量为6.40g。请计算:(1)混合物中铜的物质的量为_mol。(2)反应后的溶液中最多消耗锌片的质量为_g。【答案】0.200 39.0 【分析】Fe2O3先和硫酸反应,生成Fe3+,Fe3+再和Cu发生反应,Cu不与硫酸反应,则剩余的固体只能是Cu,剩余的固体不含有Fe2O3,因为300mL 2.00molL-1的稀硫酸可以与0.2mol Fe2O3完全反应,其质量为32g,超过了28.8g。(1)反应后剩余的6.40g固体为Cu,反应消耗Cu和Fe2O3的总质量为:28.8g- 6.4g=22.4g,则:n消耗
26、(Cu)64g/mol+ n(Fe2O3)160g/mol=22.4g,根据电子守恒可知:n消耗(Cu)2=n(Fe2O3)2,两式联立,可计算出n消耗(Cu),然后结合n=可计算出混合物中铜的总物质的量;(2)无论硫酸是否有剩余,加入足量锌后,反应溶质为硫酸锌,根据硫酸的物质的量可知锌的物质的量,然后根据m=nM计算出锌的质量。【解析】(1)反应后剩余的6.40g固体为Cu,反应消耗Cu和Fe2O3的总质量为:28.8g-6.4g=22.4g,则:n消耗(Cu)64g/mol+n(Fe2O3)160g/mol=22.4g,根据电子守恒可知:n消耗(Cu)2= n(Fe2O3)2,解得:n消耗
27、(Cu)=n(Fe2O3)=0.1mol, 则原混合物中铜的质量n(Cu)= +0.1mol=0.200mol;(2)反应后无论硫酸是否剩余,溶液中含有的溶质为硫酸锌,则反应后硫酸锌的物质的量与硫酸的物质的量相等,根据质量守恒可知:n(Zn)=n(ZnSO4)=n(H2SO4)=2.00mol/L0.3L=0.6mol,则最多消耗Zn的质量m(Zn)=nM=0.6mol65g/mol=39.0g。13称取软锰矿样品0.1000 g。对样品进行如下处理:用过氧化钠处理,得到MnO42-溶液。煮沸溶液,除去剩余的过氧化物。酸化溶液,MnO42-歧化为MnO4和MnO2。 滤去MnO2。用0.100
28、0 molL1 Fe2标准溶液滴定滤液中MnO4-,共用去25.80 mL。计算样品中MnO2的质量分数_(保留1位小数);写出简要的计算过程。【答案】有关反应方程式为MnO2+Na2O2=Na2MnO43MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2OMnO2 MnO42-MnO4-Fe2+故(MnO2)=c(Fe2+)V(Fe2+)M(MnO2)m(试样)100%=100%=67.3%【解析】本题共涉及以下反应:MnO2+Na2O2=Na2MnO43MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-+5Fe2+8H
29、+=Mn2+5Fe3+4H2OMnO2 MnO42-MnO4-Fe2+n(MnO2)= c(Fe2+)V(Fe2+) m (MnO2)=𝜔 (MnO2)= = =67.3%。14为测定二氯化一氯五氨合钴(Co(NH3)5ClCl2,摩尔质量用M表示)样品的纯度,将mg样品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气,用V1mLc1molL1稀硫酸充分吸收,吸收后的溶液用c2molL1NaOH中和,平均消耗NaOH溶液的体积为V2mL。(1)该样品中Co(NH3)5ClCl2的纯度为_;(2)写出简要计算过程:_。【答案】(1)%或%或%或% 100%=% 【解析
30、】根据题干信息,用V1mLc1molL1稀硫酸充分吸收蒸出的氨气,发生反应2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,吸收后用c2molL1NaOH中和剩余的H2SO4,发生反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,平均消耗NaOH溶液的体积为V2mL,则NH3消耗的H2SO4的物质的量为(V1c110-3-0.5V2c210-3)mol,n(NH3)=2n(H2SO4)=2(V1c110-3-0.5V2c210-3)mol,根据N原子守恒可得n(Co(NH3)5ClCl2)=n(NH3)=0.4(V1c110-3-0.5V2c210-3)mol,因此m(Co(NH3)5ClCl2)=
31、0.4M(V1c110-3-0.5V2c210-3)g,则该样品中Co(NH3)5ClCl2的纯度为。15黄铁矿主要成分是 FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取 0.1000 g 样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为 0.02000 molL-1的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,重复实验,平均消耗K2Cr2O7标准溶液 20.00mL。(1)硫酸工业中煅烧黄铁矿的设备名称_。(2)该样品FeS2的质量分数为_; 【答案】(1)沸腾炉 (2)72.00% 【解析】(1)煅烧黄铁矿是在沸腾炉中进行;(2)取0.1000g样品在空气中充
32、分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL,依据反应过程得到定量关系为:3FeS26SO212Fe2+2Cr2O72-,n(FeS2)=n()=0.02mol/L0.02L=0.0006mol,所以样品中FeS2的质量分数= 。16硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在一定体积的某维生素C(化学式C6H8O6)溶液中加入a molL-1I2溶液V1mL,使维生素C完全氧化,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗b molL-1Na2S2O3溶液V
33、2 mL。已知发生的反应为:C6H8O6+I2= C6H6O6+2H+2I-,2S2O32-+I2= S4O62-+2I-,该溶液中维生素C的物质的量是_mol。写出简要的计算过程_。【答案】 【解析】设与Na2S2O3反应的I2的物质的量为n1,则:解得:,因为I2的总物质的量n=,所以,与维生素C反应的I2的物质的量n2=-,由可知:n(维生素C)= n2=-=mol.。17下某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO45H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2,反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完
34、全反应。设固体混合物的总质量为480g,其中铜屑的质量分数为0.400,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO45H2O,试求(1)混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为:_;(2)原混酸中H2SO4 的质量分数_。【答案】 (1)10 :33 (2)52.6%【解析】固体混合物的总质量为480g,其中铜屑的质量分数为0.400,所以n(Cu)= 4800.4/64=3mol,根据电子转移守恒:3n(HNO3)=2n(Cu),所以n(HNO3)=23/3=2 mol;n(CuO)=480(1-0.4)/80=3.6 mol,根据Cu元素守恒可以知道n(Cu
35、SO45H2O)=n(Cu)+n(CuO)=3mol+3.6mol=6.6mol,故n(H2SO4)=n(CuSO45H2O)=6.6mol,故m(H2SO4)=6.6mol98g/mol=646.8g, m(混酸)=m(CuSO45H2O)+m(NO)-m(Cu+CuO)=6.6mol250g/mol+2mol30g/mol-480g=1230g,故原混酸中硫酸的质量分数=646.8/1230100%=52.6%;根据以上分析可知,n(H2SO4)=6.6 mol,n(HNO3)=2 mol,所以混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为2:6.6=1:3.3=10:33。(1)综上,混酸
36、中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为:10:33。(2)综上,原混酸中H2SO4 的质量分数52.6%。18实验室一瓶硫酸亚铁和硫酸铁混合物,取一定量样品溶于水,配成100mL溶液。所得溶液分成二份,在第一份溶液中加入0.5 molL1氯化钡220mL恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.896L,可使Fe2+全部变成Fe3+。(1)所取样品中硫酸铁物质的量是_。(2)若在第一份溶液完全反应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,最后残渣的质量是_。【答案】(1) 0.02mol (2)8g【解析】(1).在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.8
37、96L,发生反应2Fe2Cl2=2Fe32Cl,n(Fe2)=0.896L22.4L/mol2=0.08mol,则n(FeSO4)=0.08mol,在第一份溶液中加入0.5 molL1氯化钡220mL,发生反应:Ba2SO42=BaSO4,n(SO42)=0.5mol/L0.22L=0.11mol,则Fe2(SO4)3中的n(SO42)=0.11mol0.08mol=0.03mol,nFe2(SO4)3=0.01mol,n(Fe3)=0.02mol,因所取样品配成的溶液分成两等份,所以所取样品中nFe2(SO4)3=0.01mol2=0.02mol;(2) 每份溶液中含有Fe2和Fe3的物质的
38、量分别为0.08mol和0.02mol,在第一份溶液完全反应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,得到的残渣为Fe2O3,根据铁原子守恒可知,n(Fe2O3)=(0.08+0.02)mol2=0.05mol,m(Fe2O3)=0.05mol160g/mol=8g。19已知一定量的氢气在氯气中燃饶,所得混合物用500mL6.0molL-1的KOH溶液恰好完全吸收,测得溶液中含有ClO-0.20mol、ClO3-0.30mol(忽略氯气与水反应、盐类水解及溶液体积变化)。回答下列问题。(1)所得溶液中c(Cl-)为_molL-1。(2)所用氯气和参加反应的氢气的物质
39、的量之比n(Cl2)n(H2)=_。【答案】(1)5.0 (2)154或3.751【解析】(1)因为KOH与混合物恰好完全反应,溶质为KCl、KClO、KClO3,根据电荷守恒,n(K)=n(Cl)n(ClO)n(ClO3),代入数值,5001036=n(Cl)0.200.30,解得n(Cl)=2.5mol,则c(Cl)=2.5/500103molL1=5.0molL1;(2)Cl2与KOH反应发生氧化还原反应,根据得失电子数目守恒,n(Cl)=n(ClO)1n(ClO3)5,解得n(Cl)=1.7mol,有HCl与KOH反应生成n(Cl)=(2.51.7)mol=0.8mol,因此参加反应氢
40、气的物质的量0.8/2mol=0.4mol,根据氯元素守恒,所用氯气的总物质的量为n(Cl2)=(2.50.20.3)/2mol=1.5mol,因此所用氯气和参加反应氢气物质的量之比为1.5:0.4=15:4。20达喜是常用的中和胃酸的药物。达喜的化学成分是含结晶水的铝镁碱式盐。取该碱式盐3.01g,加入2.00mol/L盐酸使其溶解,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时正好反应完全。(1)计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比(2)若达喜中镁、铝元素的物质的量之比为3:1,则H元素的质量分数为_。【答案】(1)n(OH-):n(CO32-)=16:1 (2
41、) 4.00%【解析】(1)发生的反应是HOH=H2O、CO32H=HCO3、HCO3H=H2OCO2,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸45.0mL时,正好反应完全,此阶段发生的反应是HCO3H=H2OCO2,即n(HCO3)=(45.042.5)1032mol=0.005mol,根据碳元素守恒,n(CO32)=n(HCO3)=0.005mol,CO32HCO3时消耗H的物质的量为0.005mol,n(OH)=(42.510320.005)mol=0.08mol,因此n(OH):n(CO32)=0.08:0.005=16:1;(2)镁、铝元素物质的量之比为3:1,令镁元素物质的
42、量为3xmol,铝元素物质的量为xmol,根据化合价的代数和为0,则有6x3x=0.080.0052,解得x=0.01mol,结晶水的质量为(3.010.03240.01270.08170.00560)g=0.36g,n(H2O)=0.36/18mol=0.02mol,因此H元素质量分数为(0.0810.022)/3.01100%=4.00%。21为测定市售食用白醋的醋酸浓度,室温下取10mL市售白醋样品,稀释并定容至100 mL,取20.00 mL溶液,滴定至终点时共用去0.1000 molL-1NaOH标准溶液16.00ml。(1)计算市售白醋中醋酸浓度为_moLL-1。(2)实验过程中当
43、醋酸与NaOH的物质的量之比为1:1时,溶液中的=求此时溶液的pH=_(已知室温下醋酸的Ka=1.810-5)。【答案】(1)0.800 (2)8 【解析】(1)设醋酸的浓度为c(CH3COOH),醋酸与氢氧化钠等物质的量反应,所以有c(CH3COOH)10 mL100 mL20 mL= 0.1000 molL-116.00mL,c(CH3COOH)= 0.800 moLL-1;(2)由Ka=有c(H+)=1.810-5=10-8moLL-1,所以pH=-=8。22测定某漂白粉样品的有效氯(是指生成氯气的质量与消耗漂白粉质量的比值):称取4.000 g漂白粉,加水溶解后转入500 mL容量瓶中
44、并稀释至刻度。移取25.00 mL溶液到锥形瓶中,加过量的稀盐酸和KI溶液,在淀粉指示下,用0.1010mol/L的Na2S2O3溶液滴定,平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。已知:Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2+2H2O;I2+S2O32-= 2I-+S4O62-。试计算:该样品的有效氯为_,写出简要计算过程。【答案】35.86%【解析】由Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2+2H2O、Cl2+2KI=2KCl+I2、I2+S2O32-= 2I-+S4O62-可得关系式:Cl22Na2S2O3,n(Cl2)=n(Na2S2O3)= 0.1010mol/L0
45、.02L=0.0202mol,所以m(Cl2)= 0.0202mol71 gmol-1=1.4342g,有效氯为=35.86%。23室温下,将100 mL的NaOH和Ba(OH)2混合碱溶液分成两等份,一份加入过量的Na2SO4溶液,充分反应后得到沉淀2.33 g;另一份加入50 mL0.1 mol/LH2SO4溶液,充分反应后溶液中c(OH-)为0.3 mol/L(此时溶液的体积为100 mL),试计算:(1)原混合碱溶液中所含Ba(OH)2的物质的量是_。(2)原混合溶液中NaOH的物质的量浓度是_。【答案】(1)0.02 mol (2)0.4 mol/L;【解析】一份加入过量的Na2SO
46、4溶液,充分反应后得到沉淀2.33 g,沉淀为硫酸钡,硫酸钡的物质的量= =0.01mol;另一份加入50 mL0.1 mol/LH2SO4溶液,充分反应后溶液中c(OH-)为0.3 mol/L,则原溶液中含有n(OH-)=0.05L0.1 mol/L2+0.3 mol/L0.1L=0.04mol。(1)原混合碱溶液中所含Ba(OH)2的物质的量=硫酸钡的物质的量2=0.02mol。(2)原混合溶液中NaOH的物质的量浓度=0.4 mol/L。24化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一。COD 是指在特定条件下用一种强氧化 剂(如 KMnO4)定量地氧化水体中的还原性物质所消耗的氧化剂的
47、量(折算为氧化能力相当的O2 质量,单位:mgL-1)。其测定过程如下: 取 100.0mL 水样,用硫酸酸化,加入 10.0 mL 0.002000molL-1 KMnO4溶液,充分作用后,再加入 10.0mL 0.005000molL-1 Na2C2O4 溶液。用 0.002000molL-1 KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗 6.50mL。已知:2MnO4- 5 C2O42- 16H+=2Mn2+10CO28H2O(1)1 mol KMnO4 的氧化能力与_g O2 的氧化能力相当(作氧化剂时转移的电子数相同)。(2)该水样的 COD 值是_mgL-1 (保留小数点后一位)。【答案】4
48、0 5.2 【解析】(1)由得失电子守恒可知,5O24KMnO4,则1molKMnO4的氧化能力与1=1.25molO2的氧化能力相当,即与1.25mol32g/mol=40gO2的氧化能力相当,故答案为:40;(2)根据方程式可知2KMnO45 Na2C2O4,用0.002000molL-1KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗6.50mL,则Na2C2O4多余的物质的量为6.510-3L0.002mol/L=3.2510-5mol,则剩余的KMnO4溶液消耗的Na2C2O4的物质的量为(0.01L0.005mol/L)-3.2510-5mol=1.7510-5mol,因此剩余的KMnO4溶液的
49、物质的量为1.7510-5mol=710-6mol,则水样中消耗的KMnO4溶液的物质的量为(0.01L0.002mol/L)-710-6mol=1.310-5mol,又由得失电子守恒可知,5O24KMnO4,则n(O2)=1.310-5mol=1.62510-5mol,m(O2)=1.62510-5mol32g/mol=5.210-4g=0.52mg,则该水样的COD值为。25实验室有一瓶部分被氧化的硫酸亚铁,取一定量样品溶于水配成100mL溶液。取两份溶液各10.00mL,第一份加入14.00mL0.5000molL-1BaCl2溶液恰好完全反应;第二份用0.1000molL-1KMnO4
50、溶液(酸性)滴定,达到滴定终点时消耗KMnO48.00mL。(1)100mL溶液中硫酸亚铁的物质的量浓度是_molL-1。(2)若向剩余80mL原溶液中,加入NaOH溶液至反应完全,过滤所得沉淀在空气中充分灼烧。最后残渣的质量是_g。【答案】(1)0.4 (2)3.84 【解析】(1)设100mL溶液中硫酸亚铁的物质的量浓度为x,则可建立以下关系式:则x=0.4mol/L。(2)n(BaCl2)=14.0010-3L0.5000molL-1=0.007mol,c()=0.7mol/L,则c(FeSO4)=0.4mol/L,cFe2(SO4)3=0.1mol/L,从而得出生成Fe2O3的物质的量
51、n(Fe2O3)= 3.84g。26电解法测定阿伏加德罗常数的装置如图所示,调节电压为 10V,调节电阻使电流稳定在0.1A,通电电解 60min。取下铜片,水洗、醇洗后晾干,精确称量数据如下:电解前的质量/g电解后的质量/g阳极13.580013.4500阴极13.440013.5590已知:Cu 的摩尔质量为 63.5gmol-1,每个电子的电量为 1.6010-19C,电路中通过的总电量(Q)与电子总量(n)的关系:Q=It=n1.6010-19C(时间 t 单位为秒)。则测得的阿伏加德罗常数 NA= _mol-1(计算结果保留 3 位有效数字),写出简要计算过程。【答案】6.0010
52、23【解析】电解过程中阴极上每生成1mol Cu,需要转移2mole-,现生成=mol Cu,需转移mole-,由Q=It=n1.6010-19C可知0.1A6060s=molNA1.6010-19C,解得:NA=6.0010 23mol-1。27阿伏加德罗常数测定的实验电路图如图所示。具体实验时的要求如下:阴极和阳极都是纯铜片,CuSO4溶液是足量的,调节电压为10伏,调节电阻接通电源,使电流稳定在0.1安培,通电时间60分钟。已知每个电子的电量为:1.6010-19库仑,电量和电流之间的关系式为Q=It。通过三次平行试验测定数据如下:实验1实验2实验3电解前阴极质量(克)3.6003.58
53、03.590电解后阴极质量(克)3.7193.7603.711 (1)该实验测定的阿伏加德罗常数=_mol-1。(2)写出简要计算过程:_。【答案】(1)6.001023 (2)实验2为错误数据,故阴极增加的铜的平均质量为0.120克,根据公式Q=It=2NAn(Cu)1.6010-19,代入计算得6.001023mol-1 【解析】由表格知,实验1中,电解后阴极质量增加0.119g,实验2中,电解后阴极质量增加0.180g,实验3中,电解后阴极质量增加0.121g,可见实验2为错误数据,故阴极增加的铜的平均质量为0.120克,按电极反应列出关系式:得到NA=6.001023,故该实验测定的阿
54、伏加德罗常数6.001023mol-1。28人体内三分之二的阴离子是氯离子,主要存在于胃液和尿液中。可用汞量法测定体液中的氯离子:以Hg(NO3)2为标准液,二苯卡巴腙为指示剂。滴定中Hg2+与Cl - 生成电离度很小的HgCl2,过量的Hg2+与二苯卡巴腙生成紫色螯合物。(1)称取一定质量的硝酸汞晶体,配制成500mL溶液作为滴定剂。取20.00mL0.0100molL-1NaCl标准溶液注入锥形瓶,用1 mL 5% HNO3酸化,加入5滴二苯卡巴腙指示剂,用上述硝酸汞溶液滴定至紫色,消耗10.00mL。则该硝酸汞溶液的物质的量浓度为_mol L-1(2)取0.50mL血清放入小锥形瓶,加2
55、mL去离子水、4滴5%的硝酸和3滴二苯卡巴腙指示剂,用上述硝酸汞溶液滴定至终点,消耗1.53mL。为使测量结果准确,以十倍于血清样品体积的水为试样进行空白试验,消耗硝酸汞溶液0.30mL。则该血清样品中氯离子的浓度为_mg/100mL。【答案】(1)0.01 (2)213 【解析】(1)根据Hg2+与Cl - 生成电离度很小的HgCl2可知,硝酸汞溶液的物质的量浓度为:;(2)0.50mL血清样品中实际消耗的硝酸汞标准溶液为(1.53 mL -0.30 mL0.1)=1.5 mL,则该血清样品中氯离子的浓度为,根据单位换算:。29将一定量Cl2通入100 mL 5.00 molL1 NaOH溶
56、液中,恰好完全反应,生成NaCl、NaClO和NaClO3。移取该溶液10.0 mL稀释到100 mL,再取稀释液10.0 mL,用醋酸酸化后,加入过量KI溶液充分反应,将NaClO还原。以淀粉为指示剂,用0.100 molL1的Na2S2O3溶液滴定析出的I2,消耗20.0 mL时溶液蓝色褪去;再用硫酸将滴定后的溶液调至强酸性,继续滴定此时析出的I2,消耗30.0 mL时达到滴定终点。已知:I22Na2S2O3Na2S4O62NaI。(忽略反应过程中溶液体积变化)请计算:(1)通入氯气的物质的量为_mol。(2)通入氯气后的溶液中NaCl的物质的量浓度为_molL1。【答案】0.250 3.
57、50 【解析】(1)根据反应产物价态分析可知,氯气与碱溶液发生歧化反应,可以看作是发生了两个反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,3Cl2 +6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。或根据产物中钠、氯原子个数比为1 : 1,由原子守恒可得关系式:Cl22NaOH,根据反应可知,氯气与氢氧化钠在反应中的物质的量的比都为1:2,因为氯气与氢氧化钠溶液恰好完全反应,所以n(Cl2)= mol=0.250mol;(2)根据NaClO、NaClO3与KI反应:ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O、ClO3-+6I-+6H+=3I2+Cl-+3H2O以及I2 与Na2S
58、2O3反应的比例列出反应关系式进行计算:根据溶液稀释倍数和滴定取样用量,可知原溶液溶质的物质的量为被滴定量的100 倍,因此通人氯气后的溶液中NaCl的物质的量浓度c(NaCl) =3.50 molL1。30在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验:各取200mL同浓度的盐酸,加入不同质量的同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据记录如下:实验序号甲乙丙合金质量/g2.553.854.59生成气体体积/L2.803.363.36试回答:(1)盐酸的物质的量浓度为_。(保留三位有效数字)(2)合金中镁铝的物质的量之比_。【答案】(1)1.50mol/L (2)1:1 【解析】 (1)乙中合金质量小于丙中
59、合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,盐酸完全反应生成氢气3.36L,n(H2)=0.15mol,根据氢元素守恒可知:n(HCl)=2n(H2)=20.15mol=0.30mol,则该盐酸的物质的量浓度c(HCl)=0.30mol0.2L=1.50mol/L;(2)盐酸浓度、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,此时生成氢气2.80L,可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比,假设甲中镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量可知24x+27y=2.55,根据电子转移守恒有2x+3y=2=0
60、.25,联立方程解得:x=0.0500mol、y=0.0500mol,则合金中镁与铝的物质的量之比为0.0500mol:0.0500mol=1:1。31常温下,现有NaOH和BaCl2kH2O 的混合物 8.88g,将其溶于水配成混合溶液1L,已知该溶液 pH=13,向溶液中缓缓通入 CO2气体(溶液体积变化忽略不计) , 当至少通入 CO2 气体体积为0.448L(标准状态)时生成的沉淀最多。(1)样品中NaOH和BaCl2kH2O 物质的量之比 n(NaOH): n(BaCl2kH2O) =_。(2)k=_。【答案】(1)5:1 (2)2【解析】已知该溶液 pH=13,则c(OH-)=c(
61、NaOH)=0.1mol/L,n(NaOH)= =0.1mol,m(NaOH)= 0.140=4g, 向溶液中缓缓通入 CO2气体,当至少通入 CO2 气体体积为0.448L(0.02 mol)时生成的沉淀碳酸钡最多,根据碳元素守恒可知n(BaCl2)= n(BaCO3)= n(CO2)= 0.02 mol.(1)样品中NaOH和BaCl2kH2O 物质的量之比 n(NaOH): n(BaCl2kH2O) =0.1:0.02=5:1。(2)m(NaOH)= 0.1140=4g, m (BaCl2)= 0.02208=4.16 g,样品中水的质量为8.88-4-4.16=0.72 g,即n(H2
62、O)=0.72/18=0.04 mol, 由以上分析可知n(BaCl2kH2O)=0.02 mol,0.02 k =0.04 mol,k=2。32室温下,向100mL NaOH、Ba(OH)2的混合溶液中加入100mL 0.3mol/L的H2SO4溶液,充分反应 ,得沉淀2.33g,反应后测得溶液的pH=13(假设反应后溶液的总体积为200mL)。请计算:(1)原混合溶液中所含的Ba(OH)2物质的量是 mol。(2)原混合溶液中NaOH 的物质的量浓度是 molL-1【答案】(1) 0.01 (2) 0.6 【解析】(1)据题意得沉淀2.33g,n(BaSO4)= nBa(OH)2= 0.0
63、1mol;(2)反应后测得溶液的pH=13,则c(H+)10-13molL-1,c(OH-)0.1 molL-1;设100mL NaOH、Ba(OH)2的混合溶液中NaOH的物质的量为xmol,则(x+ 0.012)-0.10.32/ 0.2=0.1,得x= 0.06 mol,故c(NaOH)0.6molL-1。33室温下,将100ml某硝酸和硫酸的混合液分成两等份:一份加入过量的BaCl2溶液,充分反应后得沉淀2.33g;另一份加入50ml1.0molL1NaOH溶液,充分反应后溶液的pH=13(溶液的体积为100ml)。试计算:(1)原溶液中所含H2SO4的物质的量_mol。(2)原混合溶
64、液中硝酸的物质的量浓度为_ molL1。【答案】(1)0.02(2)0.4【解析】(1)Ba2SO42=BaSO4,因此n(SO42)=n(BaSO4)=2.33/233mol=0.01mol,因为把溶液分成两等份,原溶液中n(H2SO4)=0.02mol;(2)氢氧化钠中n(OH)=501031mol=0.05mol,反应后剩余n(OH)=100103101mol=0.01mol,消耗掉的n(OH)=n(H)=0.04mol,因为溶液分成两等份,因此硫酸提供H的物质的量为0.02mol,则硝酸提供的H的物质的量为0.02mol,因此原溶液中硝酸物质的量为0.04mol,则c(HNO3)=0.
65、4molL1。34向铁和氧化铁的混合物中加入480ml 0.250molL1稀盐酸后恰好完全溶解,得到只含一种金属离子的浅绿色溶液,并收集到672ml氢气(标准状况下测定)。回答下列问题;(1)实验室欲用浓度为10.0 molL1的浓盐酸配制480ml 0.250 molL1的稀盐酸,则需要取上述浓盐酸 ml。(2)原混合物中单质铁的质量为 g。【答案】(1)12.5 (2)2.24【解析】(1)实验室没有480mL容量瓶,应采用500mL容量瓶,稀释过程中溶质的物质的量不变,即有V(HCl)10310=5001030.25,解得V(HCl)=12.5mL;(2)发生的反应Fe2O36HCl=
66、2FeCl33H2O、Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2,溶液显浅绿色,说明铁元素以FeCl2存在,根据氯元素守恒,n(FeCl2)=4801030.25/2mol=0.06mol,根据产生氢气的方程式,求出n(Fe)=672103/22.4mol=0.03mol,因此根据第二个反应方程式,得出n(Fe)=(0.060.03)mol=0.01mol,因此混合物中m(Fe)=(0.010.03)56g=2.24g。35取A、B两份物质的量浓度相等的NaOH溶液,体积均为50 mL,分别向其中通入一定量的CO2后,再分别稀释到100 mL,在稀释后的溶液中分别逐滴加0.1 mol/L的盐
67、酸,产生的CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示:(1)原NaOH溶液的物质的量浓度_。(2)B份混合溶液与盐酸反应产生气体的最大体积为_mL(标准状况)。【答案】(1)0.15 molL-1 (2)112 【解析】(1)如果加入足量的盐酸,则最终都生成氯化钠。根据图像可知,需要盐酸是75ml,所以氯化钠的物质的量是0.0075mol,所以根据原子守恒可知,氢氧化钠的物质的量是0.0075mol,因此原NaOH溶液的物质的量浓度为0.0075mol0.05L0.15mol/L;(2)根据曲线B可知,与碳酸氢钠反应的盐酸是75ml25ml50ml,根据NaHCO3HCl=NaClH
68、2OCO2,参加反应的盐酸的物质的量为0.1 mol/L0.05L=0.005mol,所以生成二氧化碳的体积为(标准状况)0.005mol22.4L/mol=0.112L=112 mL。36烧杯中盛有NaHSO4和Na2SO4混合溶液体积为100mL,向烧杯中逐滴加入0.15molL-1 Ba(OH)2溶液,当沉淀量达到最大值时,溶液的总体积为200mL。溶液中产生沉淀的物质的量n与溶液的pH变化如图所示。请回答:(1)原溶液中c(NaHSO4)= molL-1。(2)图中a值为 mol。【答案】(1)0.1(2)0.005【解析】沉淀最大,说明SO42全部转化成BaSO4,沉淀达到最大,消耗
69、Ba(OH)2的物质的量为(200100)1030.15mol=0.015mol=3a,解得a=0.005mol,溶液的pH=7,发生2NaHSO4Ba(OH)2=BaSO4Na2SO42H2O,此时沉淀的物质的量为0.005mol,则n(NaHSO4)=0.0052mol=0.01mol,c(NaHSO4)=0.01/100103molL1=0.1molL1。37取一定质量的NaHCO3和Na2O2固体的混合物溶于适量的水,将所得溶液等分成两份,向其中一份中缓慢逐滴加入某浓度的盐酸,产生的气体体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示;向另一份中加入过量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀3.94g
70、。试回答下列问题:(1)盐酸的物质的量浓度为_。(2)固体混合物中Na2O2的质量为_。【答案】(1)0.1 molL-1 (2)0.78g 【解析】NaHCO3和Na2O2固体混合物溶于水,有反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2、NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,溶质有三种可能:NaOH和Na2CO3、只有Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3。溶液中滴加盐酸依次发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O。图象中,第一阶段消耗的盐酸(100mL)少于第二阶段消耗的盐酸(200
71、mL),故溶质只能为Na2CO3和NaHCO3。(1)设原固体混合物中NaHCO3、Na2O2的物质的量分别为2a、2b,则溶于水所得溶液中(2a-4b)molNaHCO3、4bmolNa2CO3,每份溶液中(a-2b)molNaHCO3、2bmolNa2CO3。又设盐酸浓度为c,则据图象第一阶段有2b=0.1Lc,据图象第二阶段有(a-2b)+2b=0.2Lc。因溶液与过量Ba(OH)2溶液得到3.94gBaCO3,得(a-2b)+2b=3.94g/197gmol-1=0.02mol。解得a=0.02mol、c=0.1molL-1、b=0.005mol。(2)固体混合物中,m(Na2O2)=
72、2b78gmol-1=0.78g。38现有一包铝粉和铜粉的混合物,用100mL 某浓度的稀硝酸溶解,生成的气体全部是NO, 待粉末完全溶解后,逐滴加入3molL-1 的氨水,产生沉淀的物质的量与加入氨水的体积关系如图。(1)写出图中滴加氨水10100mL 的过程中铜元素参与反应的离子方程式_。(2)所用硝酸的物质的量浓度为_mol L-1;写出简要计算过程_。【答案】(1)Cu2+2NH3H2OCu(OH)22NH4+,Cu(OH)24 NH3H2OCu(NH3)42+2OH-4H2O (2)2.7 过程:根据沉淀所用氨水0.18mol,得显酸性的硝酸根为 0.03mol; 根据稀硝酸和金属反
73、应的关系,求得硝酸的物质的量为 0.03+0.18mol0.27mol。 【解析】铝粉和铜粉的混合物,用100mL 某浓度的稀硝酸完全溶解,得到含有铝离子和铜离子的溶液,如图所示加入氨水,开始没有沉淀,说明硝酸过量,消耗10mL氨水中和过量硝酸,继续加入氨水,开始生产氢氧化铝和氢氧化铜沉淀,当消耗氨水70mL时,沉淀完全,铝离子和铜离子全部转化为氢氧化铝和氢氧化铜沉淀,由于氢氧化铝不与氨水反应,氢氧化铜可溶于氨水,继续加入氨水,部分沉淀开始溶解,当消耗氨水100mL时,氢氧化铜完全溶解,剩余氢氧化铝沉淀,再继续加入氨水,沉淀量不变。(1)根据上述分析,图中滴加氨水10100mL 的过程为铝离子
74、和铜离子全部转化为氢氧化铝和氢氧化铜沉淀,氢氧化铜完全溶解的过程,其中铜元素参与反应的离子方程式为Cu2+2NH3H2OCu(OH)22 NH4+,Cu(OH)24 NH3H2OCu(NH3)42+2OH-4H2O;(2)根据反应:H+ NH3H2O= NH4+ H2O,过量的硝酸的物质的量=0.01L3mol/L=0.03mol,完全根据3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu2+2NH3H2OCu(OH)22 NH4+,8HNO33Cu2+6NH3H2O,根据Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO+2H2O, Al3+3NH3H2OAl(OH)33 NH4+,
75、8HNO32Al3+6NH3H2O,则根据上述分析,消耗硝酸与完全沉淀消耗的氨水的物质的量的关系为4HNO33NH3H2O,根据图像沉淀铝离子和铜离子消耗氨水的总物质的量=0.06L3 mol/L=0.18mol,则反应中消耗的硝酸的物质的量为0.03mol+0.18mol=0.27mol,则100mL该硝酸的浓度=2.7mol/L。39有一稀硫酸和硝酸铁的混合溶液,向其中加入铁粉,溶液中的Fe2+浓度如图所示(不考虑溶液体积的变化):(1)溶液中H2SO4与Fe(NO3)3的物质的量之比为_(2)请写出详细的计算过程_。【答案】(1)2:1 (2)加入铁粉,首先发生反应4H+ NO3-+ F
76、e = Fe3+ + NO + 2H2O,NO3-消耗完后,继续发生反应2Fe3+ + Fe =3Fe2+,则:,同理,n(Fe2)=0.35mol,则n(Fe3+总)=0.7mol,n(H+)= 4n(Fe1)=1.4mol,所以n(H2SO4)=0.7mol,原溶液中Fe3+物质的量n(Fe3+原)= n(Fe3+总)-n(Fe3+1)=0.7-0.35=0.35mol,所以硫酸和硝酸铁的物质的量之比为2:1。 【解析】加入铁粉,首先发生反应4H+ NO3-+ Fe = Fe3+ + NO + 2H2O,NO3-消耗完后,继续发生反应2Fe3+ + Fe =3Fe2+,则:,同理,n(Fe
77、2)=0.35mol,则n(Fe3+总)=0.7mol,n(H+)=4n(Fe1)=1.4mol,所以n(H2SO4)=0.7mol,原溶液中Fe3+物质的量n(Fe3+原)= n(Fe3+总)-n(Fe3+1)=0.7-0.35=0.35mol,所以硫酸和硝酸铁的物质的量之比为2:1。40向一定体积 CaCl2 和 HCl 的混合溶液中逐滴加入浓度为 1.00molL-1 的 Na2CO3溶液,反应过程中加入的 Na2CO3 溶液的体积与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。已知:图中 V1: V2=1:2,当加入 V2mLNa2CO3 溶液时,所得溶液的浓度为 1.00 molL-1,体积为
78、200mL。求:(1)混合溶液中 CaCl2和 HCl 物质的量之比n(CaCl2)n(HCl)=_。(2)m2=_g。【答案】(1)1:2 (2)5.00【解析】由图像可知,向一定体积 CaCl2 和 HCl 的混合溶液中逐滴加入浓度为 1.00molL-1 的 Na2CO3溶液,0V1发生的是碳酸钠与盐酸反应,生成二氧化碳的质量为m1,V1V2发生的是碳酸钠与氯化钙的反应,生成碳酸钙的质量为m2。又知V1:V2=1:2,说明盐酸和氯化钙消耗的Na2CO3 溶液体积相等,由两个反应的化学方程式可知,n(CaCl2)n(HCl)= 1:2;当加入 V2mLNa2CO3 溶液时,所得溶液为氯化钠溶液,其浓度为 1.00 molL-1,体积为 200mL,所以n(NaCl)=0.200mol,由氯离子守恒可以求出n(CaCl2)=0.0500mol、n(HCl)=0.100mol。(1)混合溶液中 CaCl2和 HCl 物质的量之比n(CaCl2)n(HCl)= 1:2。(2)由钙离子守恒可知,n(CaCO3)=n(CaCl2)=0.0500mol,所以m2=0.0500mol5.00g。