高中化学计算题

(15分)某研究性学习小组通过测量镁铝合金和盐酸反应生成气体体积的方法来测定合金的成分，他们取10.2 g镁铝合金与盐酸恰好完全反应，反应后收集得11.2 L氢气(已转换成标准状况)，试求：
（1）反应过程中消耗盐酸的物质的量
（2）10.2 g合金中镁的质量。(请写出计算过程)

将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积的关系如图所示。请回答以下问题

（1）当沉淀达到最大值时，求Al(OH)₃的质量；
（2）原合金中Mg的质量；
（3）盐酸的物质的量浓度。

摩尔盐[(NH₄)_aFe_b(SO₄)_c·zH₂O]是一种重要化工原料。其组成可通过下列实验测定：
①称取1.5680 g 样品，准确配成100 mL溶液A。
②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0.4660 g。
③再量取25.00 mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0200 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn^2＋，消耗KMnO₄溶液10.00 mL。
（1）(NH₄)_aFe_b(SO₄)_c·zH₂O中存在a+2b-2c=0，则该物质中铁元素的化合价为      。
（2）③中发生反应的离子方程式为      。
（3）通过计算确定样品中n(NH₄⁺)∶n(H₂O)（必须写出计算过程）。

已知25℃时，K_sp(Mg(OH)₂)＝1.8×10^－11，K_sp(Cu(OH)₂)＝2.2×10^－20。请按要求回答下列问题：
（1）在25℃下，向浓度均为0.1 mol・L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成____________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为________________。
（2）25℃时，向0.01 mol・L^-1的MgCl₂溶液中，逐滴加入浓NaOH溶液，当Mg^2＋完全沉淀时，溶液的pH为_______________（忽略溶液体积变化，已知lg1.8=0.26）。
（3）已知25℃时，K_sp(Fe(OH)₃)＝2.79×10^－39，试求该温度下反应Fe(OH)₃＋3H^＋Fe^3＋＋3H₂O的平衡常数K，写出计算推理过程。

0.2mol有机物和0.4molO₂在密闭容器中燃烧后的产物为CO₂、CO和H₂O（气），产物经过浓硫酸后，质量增加10.8g；再通过灼热的CuO，充分反应后，固体质量减轻3．2g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g。
（1）试推断该有机物的分子式。
（2）0.2mol该有机物恰好与9．2g金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式。

碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni^2＋）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下：

（1）加入Na₂CO₃溶液时，确认Ni^2＋已经完全沉淀的实验方法是     。
（2）已知K_sp[Ni(OH)₂]＝2×10^－15，欲使NiSO₄溶液中残留c(Ni^2＋)≤2×10^－5 mol·L^－1，调节pH的范围是     。
（3）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式：     。
（4）若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni(OH)₂，其组成可表示为xNiOOH·yNi(OH)₂。现称取9.18 g样品溶于稀硫酸，加入100 mL 1.0 mol·L^－1 Fe^2＋标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200 mL。取出20.00 mL，用0.010 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定，用去KMnO₄标准溶液20.00 mL，试通过计算确定x、y的值（写出计算过程）。涉及反应如下（均未配平）：
NiOOH＋Fe^2＋＋H^＋—Ni^2＋＋Fe^3＋＋H₂O  Fe^2＋＋MnO₄^－＋H^＋—Fe^3＋＋Mn^2＋＋H₂O

5.8g有机物完全燃烧，只生成CO₂和H₂O蒸气，其体积比为1:1(同压同温)，若把它们通过碱石灰，碱石灰增加18.6g，同量的有机物与0.1mol乙酸完全发生酯化反应．又知该有机物对空气的相对密度为2。（简要写出求算过程）
求：(1)有机物的相对分子质量；
(2)有机物的分子式；
(3)有机物的结构简式 。

空气污染监测仪是根据二氧化硫与溴水的定量反应来测定空气中的二氧化硫含量的。
SO ₂ +Br ₂ +2H ₂ O 2HBr+H ₂ SO ₄
上述反应的溴来自一个装有酸性（H ₂ SO ₄ ）KBr溶液的电解槽阳极上的氧化反应。电解槽的阳极室与阴极室是隔开的。当测定某地区空气中SO ₂ 含量时，空气（已除尘）以1.5×10 ^-4 m ³·min ^-1 的流速进入电解槽的阳极室，电流计显示电子通过的速率是8.56×10 ^-11 mol·s ^-1 ，此条件下能保持溴浓度恒定并恰好与SO ₂ 完全反应（空气中不含能与溴反应的其他杂质）。写出上述材料中监测过程中发生的主要的化学反应方程式及该地区空气中SO ₂ 的含量（g·m ^-3 ）。

将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol·L^－1，C的平均反应速率是0.1mol/（L·min），且此时A的物质的量浓度为0.25mol·L^－1。
求：（1）x的值是多少；
（2）B的平均反应速率；
（3）则反应开始前放入容器中A、B的物质的量。

一定质量的某金属X和足量的稀H₂SO₄反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×10²²个 Xⁿ⁺ ，这些阳离子共有1.3×6.02×10²³个质子、1.4×6.02×10²³个中子。
（1）求Z、n和A的值。(写过程)
（2）写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。

(6分)把2.0mol/L CuSO₄溶液和2.0mol/L H₂SO₄溶液等体积混合（假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和）。计算：（不必写过程，直接将答案填写在答题卡上）
（1）混合溶液中H⁺、Cu²⁺、SO₄^2－的物质的量浓度；
（2）向溶液中加入铁粉，足够长的时间后，铁粉有剩余，过滤，此时滤液中的Fe²⁺的物质的量浓度；
（3）取100mL该滤液，向其中加入适量硝酸，再加入足量氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再变化，得到红棕色的残渣。写出残渣的化学式，并计算残渣的质量（不计操作带来的损失）。

某温度下，在装有催化剂的容积为2L的反应容器中，充入SO₂和O₂各4mol，充分反应5min后达到平衡，测得反应容器内混合气体的压强为原来的80%，回答下列问题：
（1）用O₂的浓度变化表示该反应的化学反应速率。
（2）求混合气体中，SO₃的物质的量分数。
（3）求SO₂的转化率。

（本题共14分）金属除了可以形成氧化物，氢化物之外，还能以碳化物、氮化物等形式存在，请根据题意完成下列计算：
57、某CaC₂样品中含碳量为25%（杂质不含碳），该CaC₂样品中CaC₂的质量分数为             。
58、已知2Mg₃N₂+3CO₂ → 3C+6MgO+2N₂，10.0g Mg₃N₂与标准状况下4.48L CO₂反应，固体质量增加  g。
第IIA族碳化物Be₂C与CaC₂组成的混合物与一定量的水反应，相关数据如下：

实验组号	①	②	③	④
碳化物（g）	6.2	9.3	15.5	21.7
水（mL）	18	18	18	18
气体（L，标准状况）	3.36	5.04	8.4左右	8.4左右

59、求该混合物中Be₂C与CaC₂的物质的量之比          。
60、与18mL水恰好完全反应消耗该金属碳化物样品的质量是多少克？（保留一位小数）

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）。

将25.6g铜与足量的浓硫酸共热，完全反应后，试计算：
（1）生成的SO₂在标准状况下的体积；
（2）被还原的硫酸的物质的量。