高中化学计算题

由烷基镁热分解制得镁的氢化物。实验测定，该氢化物中氢的质量分数为7.6%，氢的密度为0.101 g cm^3，镁和氢的核间距为194.8 pm。已知氢原子的共价半径为37pm，Mg²⁺ 的离子半径为72 pm。
⑴ 写出该氢化物中氢的存在形式，并简述理由。                 
⑵ 将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨，可制得化学式为Mg₂NiH₄的化合物。X-射线衍射分析表明，该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据，所有镁原子的配位数都相等。推断镁原子在Mg₂NiH₄晶胞中的位置(写出推理过程)。      
⑶ 实验测定，上述Mg₂NiH₄晶体的晶胞参数为646.5 pm，计算该晶体中镁和镍的核间距。已知镁和镍的原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm。             
⑷ 若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力，计算Mg₂NiH₄的储氢能力（假定氢可全部放出；液氢的密度为0.0708 g·cm^-3）。

1963年在格陵兰Ika峡湾发现一种水合碳酸钙矿物ikaite。它形成于冷的海水中，温度达到8^oC即分解为方解石和水。1994年的文献指出：该矿物晶体中的Ca²⁺ 离子被氧原子包围，其中2个氧原子来自同一个碳酸根离子，其余6个氧原子来自6个水分子。它的单斜晶胞的参数为：a =" 887" pm, b =" 823" pm, c =" 1102" pm, β = 110.2°，密度d =" 1.83" g cm^-3，Z = 4。
⑴ 通过计算得出这种晶体的化学式。                                   
⑵ 研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形，并与冰及钙离子配位数也是8的二水合石膏晶体(gypsum)作了对比，结果如下图所示（纵坐标为相对体积）：

为什么选取冰和二水合石膏作对比？实验结果说明什么？ 
⑶ 这种晶体属于哪种类型的晶体？简述理由。

金属钠和金属铅的2︰5（摩尔比）的合金可以部分地溶解于液态氨，得到深绿色的溶液A，残留的固体是铅，溶解的成分和残留的成分的质量比为9.44︰1，溶液A可以导电，摩尔电导率的测定实验证实，溶液A中除液氨原有的少量离子（NH₄^＋和NH₂^－）外只存在一种阳离子和一种阴离子（不考虑溶剂合，即氨合的成分），而且它们的个数比是4︰1，阳离子只带一个电荷。通电电解，在阳极上析出铅，在阴极上析出钠。用可溶于液氨并在液氨中电离的盐PbI₂配制的PbI₂的液氨溶液来滴定溶液A，达到等当点时，溶液A的绿色褪尽，同时溶液里的铅全部以金属铅的形式析出。回答下列问题：
（1）写出溶液A中的电解质的化学式；
（2）写出上述滴定反应的配平的离子方程式；
（3）已知用于滴定的碘化铅的浓度为0.009854mol/L，达到等当点时消耗掉碘化铅溶液21.03毫升，问共析出金属铅多少克？
附：铅的原子量207.2；钠的原子量22.99。

局部麻醉剂普鲁卡因的结构式如下式所示（代号：B）

已知普鲁卡因的阳离子（代号：BH^＋）的电离常数K_a＝1×10^－9。
（1）以B为代号写出普鲁卡因在如下过程中发生的化学反应：
a．溶于水；
b．跟等摩尔的盐酸反应；
c．它的盐酸盐溶于水；
d．跟NaOH水溶液反应。
（2）普鲁卡因作为局部麻醉剂的麻醉作用是由于它的分子能够透过神经鞘的膜，但它的阳离子BH^＋基本上不能透过神经鞘膜。试计算在pH值为7时，盐酸普普卡因溶液里的B和BH^＋的浓度比，并用来说明它的麻醉作用的药效跟用药量相比是高呢还是低。
（3）已知如果把普鲁卡因分子里的叔氨基改成仲氨基（C），伯氨基（D），改造后的麻醉剂C和D的碱性顺序是C＞B＞D，问它们通过神经鞘膜的趋势是增大还是减小，为什么？

稀土是我国的丰产元素，17种稀土元素的性质十分相近。用有机萃取剂来分离稀土元素是一种重要的技术。化合物A是其中一种有机萃取剂，A的结构式如下所示：

（1）A所属的化合物类型叫什么？
（2）通过什么类型的化学反应可以合成化合物A？写出反应物的化学式（其中的有机物用结构式表示）。

某烃，在标准状态下呈气态，取10cm³该烃跟70cm³氧气混合，并用电火花引燃。反应后先使水蒸气冷凝，测出混合气体的体积是65cm³，再将气体通过氢氧化钾溶液，剩余的气体的体积为45cm³。所有的气体体积都是在标准状态下测定的，试求这种烃的分子式。

取2.5克KClO₃粉末置于冰水冷却的锥形瓶中，加入5.0克研细的I₂，再注入3cm³水，在45分钟内不断振荡，分批加入9～10cm³浓HCl，直到I₂完全消失为止（整个反应过程保持在40℃以下）。将锥形瓶置于冰水中冷却，得到橙黄色的晶体A。
将少量A置于室温下的干燥的试管中，发现A有升华现象，用湿润的KI－淀粉试纸在管口检测，试纸变蓝．接着把试管置于热水浴中，有黄绿色的气体生成，管内的固体逐渐变成红棕色液体。
将少量A分别和KI，Na₂S₂O₃，H₂S等溶液反应，均首先生成I₂。
酸性的KMnO₄可将A氧化，得到的反应产物是无色的溶液。
（1）写出A的化学式；写出上述制备A的配平的化学方程式。
（2）写出A受热分解的化学方程式。
（3）写出A和KI反应的化学方程式。
附：原子量 K 39.10；Cl 35.45；I 126.9；O 16.00

制备硫代硫酸钠的方法之一是把二氧化硫通人硫化钠和碳酸钠（摩尔比2︰1）的混合溶液。在反应过程中，先生成黄色的固体，其量先逐渐增多，然后又逐渐减少，溶液的pH值降到7左右时，溶液近于无色，反应已经完成。如果继续通入二氧化硫，溶液的pH值降到5，又会有固体物质出现。
写出和以上现象有关的各个配平的化学方程式。

矿物胆矾就是CuSO₄·5H₂O，当它溶于水渗入地下，遇到黄铁矿（FeS₂），铜将以辉铜矿（Cu₂S）的形式沉积下来；而反应得到的铁和硫则进入水溶液，该溶液无臭味，透明不浑浊，绿色，呈强酸性，在有的矿区常可见到这种具有强腐蚀性的地下水（俗称黑水）渗出地面，上述反应可以用一个化学方程式来表示，试写出配平的化学方程式。

（1）在新生代的海水里有一种铁细菌，它们提取海水中的亚铁离子，把它转变成它们的皮鞘（可以用Fe₂O₃来表示其中的铁），后来便沉积下来形成铁矿；这个用酶为催化剂的反应的另一个反应物是CO₂，它在反应后转变成有机物，可用甲醛来表示，试写出配平的离子方程式。
（2）地球化学家用实验证实，金矿常与磁铁矿共生的原因是：在高温高压的水溶液（即所谓“热液”）里，金的存在形式是［AuS^－］络离子，在溶液接近中性时，它遇到Fe^2＋离子会发生反应，同时沉积出磁铁矿和金矿，试写出配平的化学方程式。

（1）金属锰可以用四氧化三锰为原料通过铝热法来制备。试写出配平的化学方程式。
（2）CS₂是一种有恶臭的液体，把它滴入硫酸酸化的高锰酸钾水溶液，将析出硫磺，同时放出CO₂，写出配平的化学式方程式。

盐酸普鲁卡因是外科常用药，化学名：
对-氨基苯甲酸-二乙胺基乙酯盐酸盐，
结构式如右上。               
作为局部麻醉剂，普鲁卡因在传导麻醉、浸润麻醉及
封闭疗法中均有良好药效。它的合成路线如下，请在方
框内填入试剂、中间产物或反应条件。

在星际云中发现一种高度对称的有机分子（Z），在紫外辐射或加热下可转化为其他许多生命前物质，这些事实支持了生命来自星际的假说。有人认为，Z的形成过程如下：（1）星际分子CH₂=NH聚合生成X；（2）X 与甲醛加成得到Y（分子式C₆H₁₅O₃N₃）；（3）Y与氨（摩尔比1:1）脱水缩合得到Z 。试写出X、Y和Z的结构简式。

曾有人用金属钠处理化合物A（分子式C₅H₆Br₂，含五元环），欲得产物B，而事实上却得到芳香化合物C（分子式C₁₅H₁₈）。
6-1请画出A、B、C的结构简式。
6-2为什么该反应得不到B却得到C？
6-3预期用过量酸性高锰酸钾溶液处理C，得到的产物是D，写出D的结构式。

水中氧的含量测定步骤如下:
步骤1：水中的氧在碱性溶液中将Mn²⁺氧化为MnO(OH)₂。
步骤2：加入碘离子将生成的MnO(OH)₂再还原成Mn²⁺离子。
步骤3：用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。
有关的测定数据如下：
1：Na₂S₂O₃溶液的标定。取25.00 mL KIO₃标准溶液(KIO₃浓度：174.8 mg·L^-1)与过量KI在酸性介质中反应，用Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗12.45 mL。
2：取20.0°C下新鲜水样103.5mL，按上述测定步骤滴定，消耗Na₂S₂O₃标准溶液11.80 mL。已知该温度下水的饱和O₂含量为9.08 mg·L^-1。
3．在20.0°C下密闭放置5天的水样102.2 mL，按上述测定步骤滴定，消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75 mL。
5-1 写出上面3步所涉及的化学反应方程式。
5-2    计算标准溶液的浓度（单位mol·L^-1）。
5-3 计算新鲜水样中氧的含量（单位mg·L^-1）。
5-4 计算陈放水样中氧的含量（单位mg·L^-1）。
5-5 以上测定结果说明水样具有什么性质？