高中化学计算题

聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b(OH)_n(SO₄)_m·xH₂O]是一种新型高效净水剂，广泛应用于工业污染水的处理。
（1）聚合硫酸铝铁能够净水的原因是
（2）Al_aFe_b（OH）_m（SO₄）_n•xH₂O中a、b、m、n的代数关系式为_______________________。
（3）为了测定聚合硫酸铝铁的组成，进行如下实验：
步骤一：准确称取8.810g样品溶于150mL 0.100mol•L^-1稀硫酸，恰好完全反应后，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体10.485g；
步骤二：另取相同质量的样品，溶于过量的氢碘酸，以磁力搅拌机搅拌，充分反应后，以0.500mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至浅黄色，滴入几滴淀粉溶液，再滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL．（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）
①步骤二中使用磁力搅拌器进行搅拌的目的是________________________。
②通过计算确定聚合硫酸铝铁的化学式（写出计算过程）。

硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O，商品名称为莫尔盐，是一种复盐。一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化，形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小，且几乎不溶于乙醇，利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体。三种盐的溶解度（单位为g/l00gH2O）见下表：

实验用品：10% Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（ NH4）2SO4、蒸馏水、无水乙醇。
实验步骤流程图：

请完成以下实验记录：
（1）步骤I中处理铁屑所用试剂为________________，经处理后的干燥铁屑质量记为m1；
（2）将称量好的Fe屑放入锥形瓶中，加入适量3mol/LH2SO4溶液，放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止（有氢气生成，用明火加热注意安全）。趁热过滤，并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。将滤纸上的固体常温干燥后称重，记为m2；
（3）称取一定质量的（NH4）2SO4，加入______ g（用含m1和m2的代数式表示，要求化简，下同。）水配制成室温下（ 20℃）的饱和溶液，并将其加入到上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止。放置冷却，得到硫酸亚铁铵的晶体，过滤后用________________洗涤晶体。
（4）称量生成的硫酸亚铁铵的质量，理论上为________________g。

如图装置中，容器甲内充入0.1 mol NO气体，干燥管内装有一定量Na₂O₂，从A处缓慢通入CO₂气体．恒温下，容器甲中活塞缓慢由D向左移动，当移至C处时容器体积缩小至最小，为原体积的，随着CO₂的继续通入，活塞又逐渐向右移动。（不考虑活塞的磨擦）

已知： 2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂
（1）已知当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24 g。
①此时，通入标准状况下的CO₂气体多少L？
②容器甲中NO₂转化为N₂O₄的转化率是多少？
③活塞移至C处后，继续通入a mol CO₂，此时活塞恰好回至D处．则a值必0.01（填大于、小于、等于），其理由是。
（2）若改变干燥管中Na₂O₂的量，要通过调节甲容器的温度及通入的量CO₂，使活塞发生从D到C，又从C到D的移动，则Na₂O₂的质量最小值应大于________g。

在一定温度下，10L密闭容器中加入5molSO₂、4.5molO₂，经10min后反应达平衡时有3molSO₂发生了反应。试计算：
1）用SO₂表示该反应的反应速率为多少？
2）O₂的转化率为多少？
3）平衡常数K为多少？

(10分)某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3.625倍。把1.16g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的混合物依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重1.08g和2.64g，试求该有机物的分子式，要求有一定的答题步骤。

某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成，在同温同压下，混合气体对氢气的相对密度为13，在标准状况下，将44.8L混合气体通入足量溴水，溴水质量增重28.0g，通过计算回答：
（1）混合气体中气态烷烃的化学式；
（2）混合气体中两种气体的物质的量之比；
（3）写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式；

金属及其化合物变化多，用途广。请完成下列计算：
（1）等物质的量的镁在氧气中充分灼烧，产物质量为a g，比它在空气中灼烧所得产物增重b g。它在空气中灼烧后的产物中Mg₃N₂的质量分数是（用a、b表示，只考虑空气中氮气、氧气参与反应）。
（2）硬铝（因其主要成分，在此仅看作Al-Cu合金）常用于建筑装潢。1.18g某种硬铝恰好与10mL某浓度的硝酸完全反应，生成的混合气体（其中NO₂与NO的体积比为2：1）再与448mL氧气（标准状况）混合，恰好能被水完全吸收。
①计算该硝酸的物质的量浓度。
②计算并确定此种硬铝的化学式。
（3）取5.1g Al-Mg合金与200mL 1mol·L^-1的NaOH(aq)充分反应，产生气体a L。过滤，向滤液中通入V L CO₂后开始出现沉淀，继续通入CO₂使沉淀完全。过滤、洗涤、干燥、灼烧，得到固体5.1 g。则a = ，V = 。（气体体积均为标准状况）
（4）向Cu、Cu₂O和CuO的混合粉末中加入500mL 0.6 mol·L^-1 HNO₃(aq)，恰好完全溶解，同时收集到1120 mL NO（标准状况）。通过计算推断混合粉末中Cu的物质的量。

氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为：利用CH ₃OH和H ₂O在某Cu/Zn﹣Al催化剂存在下生产H ₂，H ₂与Mg在一定条件下制得储氢物质X。

回答问题：

（1）Al在周期表中的位置 　　。基态Zn的价层电子排布式 　　。

（2）水分子中氧原子的杂化轨道类型 　　。

（3）键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH ₃OH键参数中有 　　种键能数据。CH ₃OH可以与水以任意比例互溶的原因是 　　。

（4）X的晶胞结构如图所示（晶胞参数：α＝β＝γ＝90°，a＝b＝450.25pm），密度为1.4g•cm ^{﹣ 3}，H ^﹣的配位数为 　　，X的储氢质量分数是 　　，c＝ 　　pm （列出计算式即可）。

将6g的铁粉加入200mL Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液，充分反应得到200mL 0.5mol/LFeSO₄溶液和5.2g固体沉淀物。试计算
（1）反应后生成铜的质量；
（2）原Fe₂(SO₄)₃溶液的物质的量浓度。

某厂每天产生800m³含氮的废水（NH₃的含量为168mg∙L^-1）。该厂处理废水的方法是：将废水加热得到NH₃，使废水中NH₃的含量降为15mg∙L^-1（假设废水处理前后体积不变）。再对加热蒸发得到的NH₃进一步处理制取硝酸。
（1）制取硝酸过程中主要发生反应如下：①_________________，②4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃。反应①是氨气在一定条件下被氧气氧化，请在横线上写出该反应的化学方程式。
（2）该厂每天通过加热蒸发可得到NH₃的物质的量是__________________。
（3）若在反应①中N元素损失10%，则该厂每天可生产硝酸多少吨？（写出计算过程，结果保留2位小数）

氢气是化工行业重要原料之一。
（1）电解饱和食盐水是生产H₂的方法之一。常温下，电解250 mL饱和食盐水一段时间后，溶液质量减轻0．365 g(假设气体全部逸出)。生成的氢气在标准状况下的体积为 mL。
（2）在电弧炉中，甲烷裂解产生乙炔和氢气，若1 m³ 甲烷经此过程生成0．27 m³氢气_­，则甲烷的裂解率为 %(体积均在相同条件下测定)。
（3）已知：C_xH_y + H₂O → CO + CO₂ + H₂(未配平)。工业上用甲烷、乙烷的混合气体利用上述反应生产氢气，反应后气体经干燥组成如下表所示：

组分	CO	CO2	H2
体积分数	20%	5%	75%

计算原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比。
（4）合成氨生产过程中，消耗氮氢混合气2000 m³(其中CH₄的体积分数为0．112%，下同)，分离液氨后的氮氢混合气中含CH₄ 2．8%。计算分离出液氨为多少吨(保留2位小数，所有体积均已折算至标准状况)。

碱式碳酸铝镁[Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d·xH₂O]常用作塑料阻燃剂。
（1）碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和 。
（2）Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d·xH₂O中a、b、c、d的代数关系式为 。
（3）为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：
①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO₂0.560L（已换算成标准状况下）。②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）随温度的变化如右图所示（样品在270⁰C时已完全失去结晶水，600⁰C以上残留固体为金属氧化物的混合物）。
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n（OH^－）: n（CO₃^2－）（写出计算过程）。

通常情况下，CO与O₂的混合气体m L，用电火花引燃后体积变为n L(在相同条件下测定)。
（1）试确定原混合气体中CO与O₂的体积。
（2）若反应后的气体密度在相同条件下为氢气的15倍时，试确定反应气体的组成及体积之比。

(12分)化学需氧量(COD)常作为衡量水体中有机物含量多少的指标。某化学课外小组的同学拟采用碱性高锰酸钾溶液测定某海水试样的COD，实验流程如下：

已知：①弱碱性条件下MnO₄^-被还原性物质还原为MnO₂
②10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O
③2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-
（1）测定海水试样的COD，采用碱性高锰酸钾溶液而不采用酸性高锰酸钾溶液，其可能原因是。
（2）氧化后的水样煮沸后，需冷却并在暗处再加入KI和硫酸，需在暗处的原因是。用Na₂S₂O₃，标准溶液滴定，终点时溶液颜色的变化是。
（3）滴定到终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液10.00mL。根据以上实验数据计算海水试样的COD(用每升水样相当于消耗多少毫克O₂表示，单位：mg•L^-1)(写出计算过程)。

在m L b mol·L^－1 AlCl₃溶液中，加入等体积a mol·L^－1的NaOH溶液。
（1）当a≤3b时，生成Al(OH)₃沉淀的物质的量是___________mol。
（2）当a、b满足_____________条件时，无沉淀生成。
（3）当a、b满足___________条件时，有沉淀生成且溶液中无Al^3＋存在，生成Al(OH)₃沉淀的物质的量是________ mol。