高中化学探究物质的组成或测量物质的含量填空题

某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ba^2＋、NH₄⁺、Cl^－、CO₃^2—、SO₄^2—，现分别取100 mL的两等份溶液进行如下实验：
①第一份加过量NaOH溶液后加热，只收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02 g固体。
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65 g固体。
(1)一定不存在的离子是________(填离子符号，下同)。
(2)由①可知存在离子为________，浓度________。由②可知存在离子为________，浓度________。
由③可知存在离子为________，浓度________。
(3)K^＋是否存在？________(填“是”或“否”)，理由是___________________________

硫酸钠－过氧化氢加合物(xNa₂SO₄·yH₂O₂·zH₂O)的组成可通过下列实验测定：①准确称取1.770 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A。②准确量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825 g。③准确量取25.00 mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.020 00 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液25.00 mL。H₂O₂与KMnO₄反应的离子方程式如下：2MnO₄^—＋5H₂O₂＋6H^＋=2Mn^2＋＋8H₂O＋5O₂↑
(1)已知室温下BaSO₄的K_sp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2—)≤1.0×10^－6 mol·L^－1，应保持溶液中c(Ba^2＋)≥________mol·L^－1。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO₄^—被还原为MnO₂，其离子方程式为______________。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe₂O₄的制备流程如下：
 
(1)原料Fe(NO₃)_n中n＝________，投入原料Fe(NO₃)_n和Mn(NO₃)₂的物质的量之比应为________。
(2)步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________________________
步骤三中洗涤干净的标准是________________________________________________
(3)利用MnFe₂O₄热化学循环制氢的反应可表示为：
MnFe₂O₄MnFe₂O_4－x＋O₂↑；
MnFe₂O_4－x＋xH₂OMnFe₂O₄＋xH₂↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe₂O_4－x中x＝0.8，则MnFe₂O_4－x中Fe^2＋占全部铁元素的百分率为________。
②该热化学循环制氢法的优点有_____________________、________________________ (答两点即可)。
该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是___________________________________________________________。

WO₃可用于制备电阻元件、电子射线屏等。其工业生产流程如下：

（1）操作X的目的是为了获得纯净的仲钨酸铵晶体，该操作包括：将用盐酸中和后的溶液     、冷却结晶、     、低温烘干。
（2）实际工业生产中，粗仲钨酸铵晶体（含少量NH₄Cl晶体）可不经提纯就直接灼烧，其原因是     。
（3）已知：仲钨酸铵晶体[x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O]受热分解的化学方程式如下：
x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O→WO₃ +NH₃↑+H₂O↑(未配平)。
某同学为测定仲钨酸铵晶体的组成，进行如下实验：
①准确称取16.21g样品，研细灼烧；
②将产生的气体通入装有碱石灰干燥管，充分吸收称得干燥管增重1.44g；
③称量冷却后的固体质量为13.92g。
通过计算确定此仲钨酸铵晶体的化学式（写出计算过程）。

合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分是FeO、Fe₂O₃。
（1）某FeO、Fe₂O₃混合物中，铁、氧的物质的量之比为4∶5，其中Fe^2＋与Fe^3＋物质的量之比为________。
（2）当催化剂中Fe^2＋与Fe^3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为________（用小数表示，保留2位小数）。
（3）以Fe₂O₃为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量碳粉，发生如下反应：2Fe₂O₃＋C4FeO＋CO₂↑。

明矾石的主要成分为K₂SO₄·Al₂（SO₄）₃·2Al₂O₃·6H₂O，此外还含有少量Fe₂O₃杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为Al₂（SO₄）₃＋SAl₂O₃＋______↑。
（2）分离溶液和废渣的操作是________，“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（3）“调节pH”后过滤、洗涤Al（OH）₃沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。
（4）“母液”中可回收的物质是________。
（5）若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。

闪锌矿(主要成份为ZnS)是含锌主要矿物之一，空气中高温加热闪锌矿生成ZnO和SO₂。ZnO用于冶炼金属锌，SO₂可制亚硫酸盐或硫酸。回答下列问题(以下计算保留2位小数)
（1）取1.56 g闪锌矿样品，在空气中高温加热(杂质不反应)，充分反应后，冷却，得到残留
固体的质量为1.32 g，样品中含硫化锌的质量分数是_________。
（2）取1.95 g锌加入到12.00 mL 18.4 mol/L的浓硫酸中(反应中只生成一种还原产物)，充分反应后，小心地将溶液稀释到1000 mL，取出15.00 mL，以酚酞为指示剂，用0.25 mol/L的NaOH溶液中和余酸，耗用NaOH溶液的体积为21.70 mL。
①反应后溶液中多余的硫酸是____________ mol。
②通过计算确定浓硫酸被还原的产物是________________________。
（3）将标况下4.48 L SO₂气体慢慢通入200 mL一定浓度NaOH溶液中，SO₂气体全部被吸收，将反应后的溶液在空气中小心蒸干（不考虑酸式盐的分解），得到不超过两种物质的无水晶体26.8g。通过计算确定所得晶体的成分与物质的量。

取20 mL NaOH溶液平均分成两份，分别放入A、B两支试管中。向A、B中通入不等量的CO₂，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如下表所示：

盐酸体积（单位：mL）	10	20	30	40	50	60	70	80	90
A产生CO2的体积	0	0	0	0	0	22.4	44.8	44.8	44.8
B产生CO2的体积	0	0	22.4	44.8	67.2	89.6	x	x	x

请回答下列问题
（1）少量CO₂与NaOH溶液反应的离子方程式                                  ，
过量CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式                                  ；
（2）试管A中通入CO₂后所得溶液的溶质为              ；
（3）原NaOH溶液的物质的量浓度为          mol/L；
（4）滴加70mL盐酸时，A、B产生CO₂的体积均为最大值，则x=             mL。

绿矾（FeSO₄·7H₂O）在化学合成上用作还原剂及催化剂，工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为            (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为          （填>、<、=）40%。
（2）实际生产用20%发烟硫酸（100克发烟硫酸含SO₃ 20克）配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL（标准状况）氯气恰好将Fe^2＋完全氧化，推测晶体的化学式为                     。    
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200mL2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋→6Cu^2＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋→ 3Cu^2＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe^2＋＋4H^＋→ NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
① V值范围                       ；
② 若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数（保留两位小数）。

天然碱的组成可以用（a、b、c为整数）表示。现有A、B两种不同的天然碱样品，分别进行如下实验以确定其化学式。
将质量为31.0 g的天然碱A于300℃加热分解至完全（300℃时Na₂CO₃不分解），产生CO₂ 2.24 L（标准状况）和水5.4 g。
（1）天然碱A的化学式中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
已知：Na₂CO₃与稀盐酸的反应分下列两步进行：
Na₂CO₃+HClNaCl+NaHCO₃   NaHCO₃+HClNaCl+CO₂↑+H₂O
将质量为12.45 g的天然碱B溶于水，逐滴滴加某浓度的稀盐酸，产生气体的体积与加入盐
酸的体积（标准状况）的关系如下表所示：

盐酸体积（mL）	20	40	60	80
产生气体体积（mL）	0	560	1680	2520

 
（2）由表中数据可推测加入50mL盐酸时，产生气体的体积为　　　　　　　　mL（标准状况）；盐酸的浓度为　　　　　　　mol/L；天然碱B的化学式为：　　　　　　　　　                   　　。
（3）若取一定质量的天然碱B加入到30mL该浓度的盐酸中，请写出产生气体体积V（mL，标准状况）与天然碱B质量W(g) 之间的关系式。

（1）环境专家认为可以用铝将水中的NO₃^﹣ 转化为N₂，从而清除污染．该反应中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH^﹣、Al（OH）₃、NO₃^﹣、N₂，请将各粒子分别填入以下空格（请将整个方程式配平后写在答题纸上）．
NO₃^﹣+　  　+　  　→　          +　  　+　 ^﹣　 该反应过程中，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为　               　．
（2）若4Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=﹣a KJ/mol   
Fe₂O₃（s）+C（s）=CO₂（g）+2Fe （s）△H="+b" KJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣c KJ/mol     
写出Al与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式：　                                  　．
（3）将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL PH=14的溶液，然后用2mol/L的盐酸滴定，可得到沉淀量与消耗的盐酸体积关系如图：则反应过程中产生氢气的总体积为　        　L（标准状况）

实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L^－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如图所示。则

（1）B与A的差值为________mol；
（2）原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为________mol；
（3）铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为________；
（4）写出铝与该浓度硝酸反应的离子方程式____________。

向FeCl₂和FeCl₃混合溶液中加入适量KOH，高速搅拌下加入油脂，过滤后干燥得到一类特殊的磁流体材料，其化学式通式为KxFeO₂(其组成可理解为aK₂O·bFeO·cFe₂O₃)。请回答下列问题：
（1）若x的平均值为1．3，则磁流体中Fe²⁺和Fe³⁺的质量之比为           。
（2）若x为1．4，请写出该磁流体在稀硫酸条件下与足量的KI溶液反应的化学方程式：                                                                                      
将该反应设计为原电池，负极电极反应为                      ，当消耗1L 1．1mol/L KI溶液时,外电路通过电子数刚好为N_A个,则该电池的化学能转化为电能的转化效率为           。
（3）为测定该磁流体中Fe²⁺的含量,取化学式为K_1．5FeO₂的样品2g溶解在稀硫酸中并稀释到100ml,取出2mL加入10ml 0．005mol/L的KMnO₄(在酸性条件下KMnO₄被Fe²⁺还原为Mn²⁺),充分反应后再加入150ml 0．001mol/L的FeSO₄,溶液紫红色恰好完全褪色,则原样品中Fe²⁺的质量分数为           。溶解样品若选择稀硝酸测定结果           (填偏高,偏低,无影响)

在实验室中，氮氧化物废气（主要成分NO₂和NO）可以用NaOH溶液来吸收，除去这些废气，其主要反应为：2NO₂ +2 NaOH →NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O   NO + NO₂ + 2NaOH → 2NaNO₂ + H₂O
（1）2molNO和2.4molNO₂混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，生成的NaNO₂
是_______mol；生成的NaNO₃是_______mol 。
（2）NO和NO₂的混合气体的组成可表示为NO_X ，该混合气体通入NaOH溶液被
完全吸收时，x的值可以为        （填编号）。
a．1.1         b．1.2       c．1.5       d．1.8
（3）若用纯碱溶液处理氮氧化物废气，反应与上述类似，同时放出CO₂。
请写出纯碱溶液吸收NO₂的化学方程式：____________________
（4）现有标准状况下a升NO₂（其中N₂O₄体积分数为20%）和b升NO的混合气恰好被200mL Na₂CO₃溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为：                    ；该Na₂CO₃溶液的物质的量浓度为                     ________mol/L（用含a、b的代数式表示）。
（5）若在标准状况下，2.016 L氮氧化物的混合气和0.896LO₂与1mol/LNa₂CO₃溶液50mL恰好反应生成NaNO₃，则混和气体中N₂O₄与NO₂的体积比为            。

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 mol／L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL 。
已知：SO₂ + 2Fe³⁺ + 2H₂O→SO + 2Fe²⁺ + 4H⁺
Cr₂O + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ →2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O
（1）样品中FeS₂的质量分数是（假设杂质不参加反应）                     。
（2）若灼烧6 g FeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出9.83 kJ热量，产生的SO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出13.03kJ热量，写出SO₃气体转化为H₂SO₄的热化学方程式：                                           。
（3）煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO₂的体积（标准状况）为                     ，制得98％的硫酸质量为                      t ，SO₂全部转化为H₂SO₄时放出的热量是                      kJ。