高中化学计算题

将20g某铁矿石（设只含铁的氧化物和杂质SiO₂）溶于过量的稀盐酸，过滤后得滤液和5.6g不溶物；然后在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后将沉淀灼烧，得16g红棕色固体。
（1）红棕色固体的化学式是              ，其中的n(Fe)=      mol。
（2）请计算（写出计算过程）：
①该矿石中铁氧化物的化学式。
②若加入的稀盐酸为4.0mol·L ^-1200mL，反应前后体积变化忽略不计，则滤液中剩余H⁺的物质的量浓度是多少？

“铜都”安徽铜陵有许多黄铜矿（主要成分为CuFeS₂，含少量Al₂O₃、SiO₂），黄铜矿是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。
（1）火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应原理为2CuFeS₂+O₂Cu₂S+2FeS+SO₂。CuFeS₂中Cu和Fe元素的化合价均为+2价，被还原的元素是       （填元素符号），若反应中转移0.3mol电子时，则标准状况下产生SO₂的体积为       L。
（2）焙烧黄铜矿产生的Cu₂S可被稀硝酸氧化为Cu²⁺ 和硫单质，HNO₃的还原产物为NO，试写出Cu₂S与稀硝酸反应的离子方程式                 ，该反应中稀硝酸体现            （填“氧化性”、“还原性”或“酸性”）。
（3）焙烧黄铜矿还可得到Cu₂O。将21.6g Cu₂O加入到500mL某浓度的稀硝酸中，固体物质完全反应，生成Cu(NO₃)₂和NO，在所得溶液中加入1.0mol∙L^－1的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性。原硝酸的物质的量浓度为          。

为确定某铝热剂样品（铝和氧化铁）的组成，分别进行下列实验：
（1）若取10．7g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为a L。样品中铝的质量分数w(Al)=            。（用含a的表达式表示）。若该样品，在高温下恰好发生完全反应，则a =         L。
（2）待（1）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为b L，该气体与（1）中所得气体的体积比b∶a =_______。
（3）若另取10．7 g该样品，此样品在高温下仍然恰好完全反应，向其中加入1．0mol∕L盐酸Vml,固体恰好溶解完全，则盐酸体积V的最小值为                    。

叶绿素在光的作用下可将CO₂和H₂O转化为葡萄糖(C₆H₁₂O₆)和O₂，6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂，葡萄糖可进一步合成淀粉〔(C₆H₁₀O₅)_n〕。
科学家预言，在不久的将来，人类将模拟生物体内的这一变化过程，从工厂中由CO ₂ 和H ₂ O直接生产出淀粉。这样，合成优质叶绿素将十分重要。
叶绿素有a、b两种，已知某种叶绿素中仅含有C、H、O、N、Mg五种元素，且知该叶绿素中各元素的质量分数分别是：
w(C)=73．99%  w(H)=8．072%  w(O)=8．969%  w(N)=6．278%  w(Mg)=2．691%
经测定该叶绿素的相对分子质量小于1 000，试确定该叶绿素的分子式。

某元素的核素X，用XCl ₂ 1．11 g 配成溶液，在溶液中加入1 mol·L ^-1 的AgNO ₃ 溶液20 mL恰好完全反应生成AgCl沉淀。已知该核素的原子核中含有20个中子。求：
（1）X的质量数；
（2）指出X元素在周期表中的位置；
（3）把X的单质放入水中，写出有关化学方程式。

由Na₂CO₃·nH₂O与NaHCO₃组成的混合物28.2 g，放入坩埚中充分加热至质量不变时，将残留固体用足量的盐酸溶解可产生标准状况下的气体3.36 L；若将28.2 g原混合物与盐酸反应，则放出标准状况下气体4.48 L，由此计算。
(1)残留固体质量；
(2)n值；
(3)NaHCO₃质量。(写出计算求解的过程)

(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)。

矿物透闪石是制作玉器的一种原料，其化学式可用Ca_xMg_ySi₈O₂₂(OH)_m表示。
（1）Ca_xMg_ySi₈O₂₂(OH)_m改写成氧化物的形式为   ，化学式中x、y、m的代数关系式为   。
（2）对矿物样品粉末灼烧至恒重，则减少的质量与灼烧后固体中Si元素的质量比为       （用m表示）。
（3）为确定Ca_xMg_ySi₈O₂₂(OH)_m的组成，进行如下实验：
①准确称取8.10g样品粉末，加入足量稀盐酸充分溶解，过滤，将沉淀灼烧得固体4.80g。
②另准确称取16.20克样品粉末在空气中灼烧，样品减少的质量随灼烧时间的变化如图所示。

根据以上实验数据计算样品的化学式（写出计算过程）。

（本题共14分）
铝是第二金属，是地壳中含量最多的金属，用途广泛。
51．将某铝土精矿R(Al₂O₃、Fe₂O₃)粉末48.8g加入含1mol NaOH的溶液中，发生的反应为：
Al₂O₃(s)+2NaOH(aq)+ 2H₂O(l)→2NaAl(OH)₄(aq)
充分反应后，过滤、洗涤、干燥，得到8.0g固体，则该精矿Al₂O₃的质量分数为     （精确到0.001）。
往滤液中通入CO₂，发生的反应为: 2NaAl(OH)₄ + CO₂→2Al(OH)₃↓+Na₂CO₃+ H₂O，若生成0.5 mol Na₂CO₃，则生成Al(OH)₃     mol。
52．有反应Al₂O₃(s)+ Na₂CO₃(s)2NaAlO₂(s)+ CO₂(g)
2NaAlO₂(aq)+ CO₂(g) +3H₂O→2Al(OH)₃↓+Na₂CO₃
若以铝土精矿R和Na₂CO₃为原料，除得到Al₂O₃外，还得到“赤泥”，其成分为（金属元素均以氧化物形式表示）：

	Al2O3	Fe2O3	Na2O
质量分数	0.065	0.850	0.029

每1t铝土精矿生产时：得到的赤泥       t（精确到0.001，下同）；可制得Al₂O₃得       t；需要补充购买Na₂CO₃       kg。
53.取a g Al₂O₃加入溶质的质量分数为b的硫酸溶液中，充分反应后再往溶液加入一定量的(NH₄)₂SO₄，加热、搅拌，冷却后全部溶液正好转化为45.3 g铝铵矾晶体[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，式量：453]，则a=           ；
求b的值（精确到0.001）：

(本题共14分)自然界中，金属硫化物矿床常因发生表生氧化及次生富集作用，产生辉铜矿（Cu₂S）与铜蓝（CuS）。
已知：Cu₂S、CuS是两种不溶于水的黑色固体，在一定条件下都能与稀HNO₃反应：
①3CuS＋8H^＋＋8NO₃^－→3Cu^2＋＋3SO₄^2－＋8NO↑＋4H₂O
②3Cu₂S＋16H^＋＋10NO₃^－→6Cu^2＋＋3SO₄^2－＋10NO↑＋8H₂O
现将四份质量不同的某Cu₂S和CuS混合物样品分别与100mL 5mol/L的稀硝酸充分反应，样品质量与产生气体的体积（已折合成标准状况）如下表所示：

实验编号	甲	乙	丙
样品质量(g)	9.6	12.8	64.0
气体体积(L)	5.04	6.72	V

试回答下列问题（不考虑硝酸的挥发以及溶液体积变化）：
53．用质量分数为0.63、密度为1.42g/cm³的浓硝酸配置100mL、5mol/L的稀硝酸，需浓硝酸的体积为             。（保留1位小数）
54．甲实验结束后，溶液中c(NO₃^－) ＝                   。
55．混合物样品中Cu₂S、CuS的物质的量之比是多少?（写出计算过程）
56．乙实验结束后，溶液中氢离子的浓度是多少？（写出计算过程）
57．计算丙实验中产生气体的体积（V）。（写出计算过程）

（本题共14分）
溴化钠是工业提溴的中间产物，也是重要的化工生产原料，回答下列问题。
56．工业上用氯气氧化卤水中的溴离子，吹出溴蒸气后用10% 的纯碱溶液吸收，反应的化学方程式为：
3Na₂CO₃+ 3Br₂ → 5NaBr + NaBrO₃ + 3CO₂若生成标准状况下3.36 L CO₂，吸收的Br₂为________g。
57．吹出的溴蒸气中会含有少量未反应的氯气，用纯碱吸收后实际生成的是NaCl、NaBr和NaBrO₃。若所得溶液中含0.1 mol NaCl与0.6 mol NaBr，则溶液中NaBrO₃的物质的量为_______mol。
58．将纯碱吸收后所得的溶液浓缩，加入2 mol/L H₂SO₄后蒸馏可以回收纯溴：
5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂SO₄ → 3Na₂SO₄+ 3Br₂↑+ 3H₂O
已知向一定质量的浓缩液中加入300mL硫酸可回收81.6 g液溴，硫酸全部转化为硫酸钠。若改为加入180 mL硫酸，计算可回收的液溴的质量。
59．向0.3 mol NaBr固体中加入足量浓硫酸并微热，产生的气体呈红棕色，且残留物中不含溴元素。将所得气体通入280 mL 2 mol/L的Na₂SO₃溶液中，无任何气体逸出，最终得到只含NaBr、Na₂SO₄和NaHSO₃三种溶质的无色溶液。求红棕色气体中各组分的化学式与物质的量。

（本题共14分）氨在工业生产中有广泛的用途。
54．某工厂平均每天产生约600 m³废氨水（该氨水浓度为153 mg/L，密度为1 g/cm³），该废氨水中氨的物质的量浓度为_____________。  
55．若含0．800 mol NH₃的某氨水溶液质量为54．0 g，向该溶液通入二氧化碳至反应完全，析出晶体后过滤，得到滤液31．2g，则NH₄HCO₃的产率为_______%。（保留1位小数）
56．NH₃常用于制备NO。4NH₃+5O₂ →4NO+6H₂O;（不考虑NO与氧气的反应），设空气中氧气的体积分数为0．20，氮气体积分数为0．80。为使NH₃恰好完全氧化为NO，氨—空气混合物中氨的体积分数为________。
57．硫酸工业的尾气可以使用氨水进行吸收，既防止了有害物质的排放，也同时得到副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为铵盐。取两份相同体积的铵盐溶液，一份中加入足量硫酸，产生0．09mol SO₂（假设气体已全部逸出，下同）；另一份中加入足量Ba(OH)₂，产生0．16mol NH₃，同时得到21．86g沉淀。通过计算，求铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比。

（（1）将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈       （填“酸性”，“中性”或“碱性”，下同），溶液中c(Na^＋)         c(CH₃COO^－)（填“ >” 或“＝”或“<” ）。
（2）pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈          ，
溶液中c(Na^＋)             c(CH₃COO^－)
（3）物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈        ，醋酸体积            氢氧化钠溶液体积。
（4）将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH＝7，则醋酸溶液中c(H^＋)       氢氧化钠溶液中c(OH^－)，m与n的大小关系是ｍ           ｎ。

常温下，取0.2 mol·L^－1 HCl溶液与0.2 mol·L^－1 MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH＝6，试回答以下问题：
（1）混合溶液中由水电离出的c (H⁺)     0.2 mol·L^－1 HCl溶液中由水电离出的c (H⁺)  (填“>、<或=”)。
（2）求出混合物中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：
c (Cl^－) −c (M⁺)＝          mol·L^－1，c (H⁺) −c (MOH) ＝        mol·L^－1。
（3）若常温下取0.2 mol·L^－1 MOH溶液与0.1 mol·L^－1 HCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH＜7，说明MOH的电离程度     (填“>、<或=”)MCl的水解程度。溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                                 。
（4）若常温下pH＝3的盐酸与pH＝11的氨水溶液等体积混合，则混合溶液的pH7（填“>、<或=”）。

室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合（忽略体积变化），实验数据如下表：

实验编号	起始浓度/（mol·L^－1）		反应后溶液的pH
	c（HA）	c(KOH)
①	0.1	0.1	9
②	x	0.2	7

（1）由实验①写出HA的电离方程式是        。
（2）以下各空均选填“＞、＜、＝”。
实验②反应后的溶液中：c(A^－)＋c(HA)      0.1mol·L^－1
室温下，将pH＝3的HA溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH    4
室温时，向等体积pH＝a的盐酸和pH＝b的HA溶液中分别加入等量的氢氧化钠后，两溶液均呈中性，则a      b 
（3）20 mL 0.1 mol/L NaA溶液与10 mL 0.1 mol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是                       。