高中化学计算题

常温下，在20.0mL 0.20mol/LCH₃COONa溶液中滴加0.20mol/L的稀盐酸。溶液的PH值的变化关系如右图所示。

(1) a ＞7.0的理由是（用离子方程式表示）
                                     
（2）如图，当加入稀盐酸的体积为V₁mL时，溶液的pH值
刚好为7.0。此时溶液中c(Cl^-)       c(CH₃COOH)
（填＜、＞或＝）。简要写出判断依据                          
                                                                      。
（3）当加入的盐酸的体积为20.0mL时，测定溶液中的c(H⁺)为1.3×10^-3 mol/L，求CH₃COOH的电离平衡常数K_a(设混合后的体积为二者的体积之和，计算结果保留两位有效数字)。

我们可以通过以下实验步骤来验证醋酸银（CH₃COOAg）的溶度积K_SP＝2．0×10^－3：将已知质量的铜片加入到CH₃COOAg饱和溶液中（此饱和溶液中没有CH₃COOAg固体），待充分反应之后，将铜片冲洗干净、干燥、称重．
（1）写出表示CH₃COOAg沉淀溶解平衡的方程式．
（2）刚开始铜片的质量为23．4 g，将铜片放在100 mL的CH₃COOAg饱和溶液中，通过计算说明当充分反应后铜片的质量为何值时，CH₃COOAg的K_SP＝2．0×10^－3可以得到证实．（=2．24, =1．41）

有Fe和Fe₂O₃的混合物溶于500 mL的稀硝酸中，放出NO气体22.4 L（标准状况）并余5.44 g Fe，过滤，向滤液中通入20.16 L的Cl₂（标准状况），恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化。求：（1）稀硝酸的物质的量浓度                       ；
（2）原混合物中Fe的质量          ，氧化铁的物质的量             。

我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是：将水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看作Ca²⁺，并将其折算成CaO的质量。通常把1升水中含有10mg CaO称为1度。某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测，实验过程如下：
实验中涉及的部分反应：M^2＋(金属离子)＋EBT(铬黑T) ＝M EBT
蓝色      酒红色
M^2＋(金属离子)＋Y^4－(EDTA) ＝ MY^2－
MEBT＋Y^4－(EDTA) ＝ MY^2－＋EBT(铬黑T)
⑴取地下水样品25.0毫升进行预处理。已知水中由Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^－所引起的硬度称为暂时硬度，可通过加热减小硬度，写出加热时所发生的化学反应（任写一个）  ▲ 。预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，煮沸几分钟，煮沸的目的是  ▲ 。
⑵将处理后的水样转移到250 mL的锥形瓶中，加入氨水－氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.0100 mol·L^－1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定时眼睛应  ▲ ，滴定终点时的实验现象是  ▲ 。
⑶滴定终点时共消耗EDTA溶液15.0 mL，则该地下水的硬度＝  ▲ 。
⑷若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水润洗而未用标准液润洗，则测定结果将  ▲ （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：
C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g)  △H₁＝－393.5 kJ·mol^—1                  ①
C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g)  △H₂＝＋172.5 kJ·mol^—1                ②
4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s) △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1      ③
请回答下列问题：
⑴计算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝ Fe₃O₄(s)的△H＝  ▲ 。
⑵800℃时，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常数K＝1.64，相同条件下测得高炉内c(CO)＝0.20mol·L^－1、c(CO₂)＝0.05mol·L^－1，此时反应向  ▲ （填“正”或“逆”）方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜
粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2mol·L^－1的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积25.0 mL。
提示：2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋      8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe^2＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。
②计算氧化物Fe_mO_n的化学式（m、n为正整数）

现有一种碱金属的碳酸盐（M₂CO₃）和碳酸氢钠组成的混合物，取其1.896g加热至质量不再变化，把放出的气体通入足量的澄清石灰水中，得到白色沉淀0.800g。将加热后残留的固体与足量稀硫酸充分反应，生成的气体经充分干燥后通过足量的过氧化钠粉末，结果过氧化钠粉末增重0.336 g。
（1）试通过计算确定M₂CO₃的M为何种元素。
（2）有同学提出，通过简单的定性实验，也可以确定该样品中的M为何种碱金属元素。你认为该实验方案是什么？

取一定量的CuO粉末与0.5 L稀硫酸充分反应后,将一根50 g铁棒插入上述溶液中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重0.24 g， 并收集到224 mL气体（标准状况）。求此CuO粉末的质量。

工业上用饱和电解食盐水来制取氯气。现取500mL 含NaCl为11.7g的饱和食盐水进行电解。
⑴在标准状况下制得Cl₂多少升？
⑵所得NaOH的物质的量浓度为多少？（电解前后溶液体积保持不变）

随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的转化利用越来越受到人们的关注。下图是最近研发出的天然气利用新途径：首先甲烷在催化剂作用下发生“氧氯化反应”生成一氯甲烷；然后一氯甲烷在400°C的条件下通过分子筛催化转化为低碳烯烃。

请根据以上信息回答下列问题：
（1）第一轮次反应投料时甲烷和氯化氢的最佳体积比（相同条件）为           。
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化学方程式为       。
（3）按最佳反应投料比，若该途径中的第一步“甲烷氧氯化反应”的转化率为80%，经除水、分离出混合物中的一氯甲烷后，剩余CH₄、O₂和HCl全部留用并投入第二轮次生产；第二步一氯甲烷反应生成含有乙烯、丙烯、丁烯和氯化氢的混合气体，碳原子的利用率为90%，分离出其中的烯烃气体后，剩余HCl也全部留用并投入第二轮次生产，则：
①标准状况下，1m³甲烷经过一轮反应可得到        kg乙烯、丙烯、丁烯的混
合气体。
②为了与第一轮次得到的等量的低碳烯烃，第二轮次反应投料时，需补充的CH₄、
O₂和HCl的体积比为（相同条件）      。（请写出①和②的计算过程）

［化学选修—物质结构与性质］
已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6，且都含有18个电子。又知B、C和D是由两种元素的原子组成。请回答：
（1）组成A分子的原子的核外电子排布式是___________________________；
（2）B和C的分子式分别是__________和__________；C分子的立体结构呈_______形，该分子属于__________分子（填“极性”或“非极性”）；
（3）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成。则D的分子式是        ，该反应的化学方程式是______________________________________________。
（4）若将1 mol E在氧气中完全燃烧，只生成1 mol CO₂和2 mol H₂O，则E的分子式是_____________。

化学世界里有许多“另类”的物质。如亚铁盐在空气中通常不稳定，易被氧化，如FeSO₄·7H₂O。而(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂·6H₂O晶体比FeSO₄·7H₂O晶体等其它亚铁盐稳定许多，可在分析化学中做基准试剂。常温下FeSO₄·7H₂O在空气中容易失去结晶水成为FeSO₄，而(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂^.·6H₂O失去结晶水困难许多。
FeSO₄·7H₂O的晶胞参数为a=1.407nm，b=0.6503nm，c=1.104nm，α=γ=90.00°，β=105.57°密度为1.898g/cm³，无水FeSO₄晶体中最近的Fe—O距离为0.212nm，S—O距离为0.151nm，Fe—S距离为0.475nm，Fe—Fe距离为0.769nm，(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂·6H₂O的晶胞参数为a=0.932nm，b=1.265nm，c=0.624nm，α=γ=90.00°，β=106.80°，密度为1.864g/cm³，最近的Fe—O距离0.209nm，S—O距离为0.149nm，Fe—Fe距离为0.486nm，NH₄⁺—Fe距离为0.483nm，N—S距离为0.361nm
⑴　计算一个FeSO₄·7H₂O晶胞和一个(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂·6H₂O晶胞分别所含原子个数
⑵　晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势，试通过计算说明
FeSO₄·7H₂O比(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂^.·6H₂O更易被氧化
已知：O的共价半径为0.66nm，在晶体中+2价的Fe半径为0.061nm，—2价的O半径为0.121nm，+6价的S半径为0.029nm，—3价的N半径为0.148nm
⑶　FeSO₄·7H₂O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO₄·3H₂O，写出反应的化学方程式
_____________________________________________________________
⑷　在水溶液中(NH₄) ₂Fe(SO₄)₂·6H₂O与FeSO₄·7H₂O稳定性相当，请分析其原因

维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C₆H₈O₆，相对分子量为176.1，由于分子中的烯二醇基具有还原性，能被I₂定量地氧化成二酮基，半反应为：
C₆H₈O₆＝C₆H₆O₆＋2H^＋＋2e   j^y＝0.18V
因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下：
（1）准确移取0.01667mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液10.00mL于碘量瓶中，加3mol/L H₂SO₄溶液10mL，10% KI溶液10mL，塞上瓶塞，暗处放置反应5min，加入100mL水稀释，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至淡黄色时，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验，消耗Na₂S₂O₃标准溶液平均体积为19.76mL。
（2）准确移取上述Na₂S₂O₃标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50mL，淀粉溶液2mL，用I₂标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验，消耗I₂标准溶液平均体积为10.15mL。
（3）准确称取0.2205g的维生素C粉末（维生素C药片研细所得）于锥瓶中，加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL，2 mol/L HAc溶液10mL，淀粉溶液2mL，立即用I₂标准溶液滴定至蓝色且30s不褪，消耗12.50mL。
（4）重复操作步骤（3），称取维生素C粉末0.2176g，消耗I₂标准溶液为12.36mL；称取维生素C粉末0.2332g，消耗I₂标准溶液为13.21mL。
根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。

NO₂^-是一种常见配体，在八面体配离子[MR₂(NO₂)₄]^-中，中心离子M含量为21.27%，氮元素的含量为30.33%，只检测到一种N-O键长，请回答下列问题
⑴　给出自由状态下的NO₂^-的结构，NO₂^-在该配合物中配位方式
⑵　通过计算，给出配离子的化学式和名称
⑶　画出该配离子的结构

在900℃的空气中合成出一种含镧、钙和锰 (摩尔比2 : 2 : 1) 的复合氧化物，其中锰可能以 +2、+3、+4 或者混合价态存在。为确定该复合氧化物的化学式，进行如下分析：
⑴ 准确移取25.00 mL 0.05301 mol·L^－1的草酸钠水溶液，放入锥形瓶中，加入25 mL蒸馏水和5 mL 6 mol·L^－1的HNO₃溶液，微热至60~70^oC，用KMnO₄溶液滴定，消耗27.75 mL。写出滴定过程发生的反应的方程式；计算KMnO₄溶液的浓度。
⑵ 准确称取0.4460 g复合氧化物样品，放入锥形瓶中，加25.00 mL上述草酸钠溶液和30 mL 6 mol·L^－1的HNO₃溶液，在60~70^oC下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液。用上述KMnO₄溶液滴定，消耗10.02 mL。根据实验结果推算复合氧化物中锰的价态，给出该复合氧化物的化学式，写出样品溶解过程的反应方程式。已知La的原子量为138.9。

甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢制备，反应式如下：
CH₃OH(g) CH₂O(g) + H₂(g)   =" 84.2" kJ·mol^-1           ⑴
向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1) 所需热量：
H₂(g) + 1/2O₂(g)＝H₂O(g)         =" –241.8" kJ·mol^-1           (2)
要使反应温度维持在700℃，计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。已知空气中氧气的体积分数为0.20。