高中化学有关有机物分子式确定的计算试题

0.44 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体336 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到0.78 g沉淀。下列说法正确的是

A．该合金中铜与镁的质量量之比是2∶1

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0 mol/L

C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D．得到0.78 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是1380mL

(16分) 研究发现铜具有独特的杀菌功能, 能较好地抑制病菌的生长。现有工业上由辉铜矿石(主要成分Cu₂S)的冶炼铜两种方案：
Ⅰ 火法炼铜在1200℃发生的主要反应为:
①2Cu₂S+3O₂＝2Cu₂O+2SO₂         ②2Cu₂O+Cu₂S＝ 6Cu+SO₂↑
此方案的尾气可以用表中方法处理

方法1	用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫,其部分热化学方程式为： 2CO(g)+SO2(g)= S(g)+2CO2(g)  ΔH="+8." 0 kJ·mol^-1 2H2(g)+SO2(g)= S(g)+2H2O(g)  ΔH="+90." 4 kJ·mol^-1
方法2	用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸

Ⅱ“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS₂)氧化为Fe₂(SO₄)₃，并使溶液酸性增强；利用Fe₂(SO₄)₃作氧化剂溶解辉铜矿石，溶液酸性又进一步增强，过滤未溶解完的辉铜矿石，在滤液中加入足量的铁屑，待反应完全后过滤出铜和剩余的铁屑，得溶液Xml（设整个过程中其它杂质不参与反应，不考虑溶液离子水解）。其流程如图：

（1）Ⅱ相对于Ⅰ的优点是______________________________。(说一点即可)
（2）Ⅰ中反应2Cu₂O+Cu₂S＝ 6Cu+SO₂↑氧化剂是________
（3）已知CO的燃烧热283. 0 kJ·mol^-1，写出S(g)与O₂(g)反应生成SO₂(g)的热化学方程式___________。
（4）若用Ⅰ中方法2吸收尾气，则开始时阳极的电极反应式为________________。
（5）写出Ⅱ中黄铁矿氧化过程的化学反应方程式______________________________
（6）假设Ⅱ中每一步都完全反应，消耗掉标况下空气5×22.4VL（氧气体积分数为20%），则所得c(Fe²⁺)=________________（可以写表达式）。

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成甲、乙两份。向甲中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g铜粉。向乙中逐渐加入铁粉，最多能溶解14.0g铁粉。 (假设硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是

A．原混合酸中NO3^—物质的量为0.1 mol

B．乙中最多产生气体是0.2mol

C．原混合酸中HNO3浓度为1.0 mol·L^－1

D．原混合酸中H2SO4浓度为2.5 mol·L^－1

【改编】(17分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
（1）已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) H=-92．2kJ·mol^-1。在一定条件下反应时，当电子转移3mol时，放出的热量为            。
（2）合成氨混合体系在平衡状态时NH₃的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知：

①温度T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁     K₂(填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氦气，氮气的平衡转化率      (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②T₂温度时，在1L的密闭容器中加入2.1mol N₂、l.5molH₂，经10min达到平衡，则v（NH₃）=         。达到平衡后，如果再向该容器内通入N₂、H₂、NH₃各0.4mol，则V_正      V_逆(填“>”或“<”或“=”)。
（3）工业上用CO₂和NH₃反应生成尿素：CO₂(g)+2NH₃(g)H₂O（1）+CO(NH₂)₂（1）△H，在一定压强下测得如下数据：

①该反应破坏旧化学键吸收的能量    形成新化学键放出的能量，表中数据a   d，b   f(均选填“>”、“=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO₂、NH₃，应如何处理             。

亚硝酸钠（NaNO₂）是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量，某兴趣小组进行下面实验探究，查阅资料知道：
①2NO + Na₂O₂ = 2NaNO₂
②2NO₂ + Na₂O₂ = 2NaNO₃
③酸性KMnO₄溶液可将NO₂^－氧化为NO₃^－，MnO₄^－还原成Mn²⁺。
Ⅰ.产品制备与检验：用如下装置制备NaNO₂：

（1）写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并标出电子转移
的方向和数目                          。
（2）B装置的作用是                              。
（3）有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为制备纯净NaNO₂应在B、C装置间增加一个装置，请在框内画出增加的装置图，并标明盛放的试剂。

（4）试设计实验检验装置C中NaNO₂的存在（写出操作、现象和结论）                。
Ⅱ.含量的测定
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
KMnO4溶液体积/mL	20.60	20.02	20.00	19.98

（5）第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是        （双项选择）。
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗  
B．锥形瓶洗净后未干燥
C．滴定终了仰视读数                        
D．滴定终了俯视读数
（6）根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数                    。
（结果保留4位有效数字）

将3.2g铜与过量硝酸（8mol/L，30ml）充分反应后，硝酸的还原产物为NO₂和NO ，反应后溶液中含a mol H⁺，则此溶液中所含NO₃^-的物质的量为

A．(0.2+a)mol

B．(0.1+a)mol

C．(0.05+a)mol

D．amol

(6分)将23.9 g表面已锈蚀成铜绿[Cu₂(OH)₂CO₃]的铜片投入100 mL一定浓度的硝酸中，充分反应后，硝酸被还原成NO₂和NO，反应后溶液中H^＋的物质的量为0.160 mol。往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到29.4 g蓝色固体。
（1）铜片中单质铜的质量分数为__________。
（2）铜片与硝酸充分反应后，溶液中NO₃^-的物质的量浓度(假设反应前后溶液的体积不变)为_______。

已知：（1）A为正盐。（2）常温、常压下，B、C、D、E、G、H、I均为气体，其中D、G、H为单质，H为黄绿色气体，I通常为红棕色气体。（3）F在常温下是一种无色液体。（4）C、J的水溶液是一种酸。图中部分反应条件及产物已略去。

（1）写出A的化学式：A          。
（2）写出下列反应的化学方程式：
①B + D → E + F ：                                           ；
②J + Cu → E：                                                ；
③H和石灰乳的反应：                                           。
（3）在I和F的反应中，氧化剂和还原剂的质量比为：         。

次磷酸(H₃PO₂)是一种精细化工产品，是一元中强酸，具有较强还原性。回答下列问题：
（1）H₃PO₂及NaH₂PO₂均可将溶液中的Ag⁺还原为Ag，从而可用于化学镀银。
①在H₃PO₂中，磷元素的化合价为        ；在酸性环境中，利用(H₃PO₂)进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1，则氧化产物为：          (填化学式)。
②NaH₂PO₂是         （填“正盐”还是“酸式盐”），其溶液中离子浓度由大到小的顺序应为        
③0.2 mol·L^－1 H₃PO₂溶液与0.2mol·L^－1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中：
c(H₂PO₂^-)＋c(OH^－)－c(H⁺)＝       mol·L^－1。（溶液体积变化忽略不计）
（2）次磷酸（H₃PO₂）可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式        
②分析产品室可得到H₃PO₂的原因                     （用离子方程式表示）

全钒液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置。某溶液中含有VO₂⁺和Cr₂O₇^2-，现向其溶液中滴入29．00mL0．1mol/L的FeSO₄溶液，恰好是VO₂⁺→VO²⁺,Cr₂O₇^2-→Cr³⁺．再滴入2．OOmL0．02000mol/L的KMnO₄溶液，又恰好是VO²⁺→VO₂⁺,而Cr³⁺不变，此时MnO₄^-→Mn^2＋,则原溶液中Cr元素的质量为

A．156 mg

B．23 4 mg

C．31．2 mg

D．46．8mg

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石（含TiO₂大于96％）为原料生产钛的流程如下：

（1）TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式                   。
（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是           。
②Cl₂含量检测仪工作原理如下图，则Cl₂在Pt电极放电的电极反应式为       。

③实验室也可用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，方程式为：KClO₃ + 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl₂↑+ 3H₂O。
当生成6.72LCl₂（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为     mol。
（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H₂(g)+2CO(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H。
①该反应的平衡常数表达式为K=             。
②将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，下列判断正确的是           （填序号）。

a．△H <0
b．P₁<P₂<P₃
c．若在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％
③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（简称DME）。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为           时最有利于二甲醚的合成。

(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：
①反应Ⅰ为：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂(标准状况)时，转移电子的物质的量是    mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，反应的化学方程式是         。
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式       。
（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如下图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是     。

（4）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)；
①该反应平衡常数表达式为K＝             。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。

（5）合成气CO和H₂在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H₂(g)CH₃OH(g) △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是           ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是       。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^+	K^+	Ca^2+	Mg^2+	Cl^－	SO4^2^－	HCO3^－
含量/mg∙L^－1	9360	83	160	1100	16000	1200	118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：            ，该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。

① 开始时阳极的电极反应式为                。
② 电解一段时间，    极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为     （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如图所示：

该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料。
上面左图中的小黑点表示     （填粒子符号），充电时该电极反应式为       。
（4）利用海洋资源可获得MnO₂ 。MnO₂可用来制备高锰酸钾：将MnO₂与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K₂MnO₄），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为         （空气中氧气的体积分数按20%计）。

关于金属的冶炼和应用，有以下一些问题，请按要求回答问题。
（1）工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al₂O₃，然后电解Al₂O₃/Na₃AlF₆得到铝。也可用电解NaCl—KCl—AlCl₃共熔体方法制铝，且比电解Al₂O₃/Na₃AlF₆制铝节省电能约30%，但现在仍用前一种方法制铝，其原因可能是（       ）（填序号）
A．AlCl₃是共价化合物，其熔融体不导电
B．电解AlCl₃生成的Cl₂会污染大气
C．自然界不存在富含AlCl₃的矿石，故此方法所用流程较繁琐
D．生产无水AlCl₃较困难，此方法总成本比另一种方法高
（2）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（      ）（填序号）
A．1∶2∶3        B．3∶2∶1        C．6∶3∶1          D．6∶3∶2
（3）航母螺旋桨主要用铜合金制造。为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图的信息推断该合金中除铜外一定含有                （填化学式）。

（4）1.92 g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当Cu全部反应时，共收集到标准状况下气体1.12 L（无N₂O₄），则反应中消耗HNO₃的物质的量是               。

辉铜矿是冶炼铜的重要原料．
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂===2Cu+SO₂
①当产生标况下11．2L气体时，转移电子数目为          ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的            极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为                ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有           （任写一种）．
②步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3．5的作用是                              ；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe₂O₃+3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
ii)Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃ = CuSO₄+CuS+2FeSO₄
iii)                                   
④步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               ．