高中化学计算题

绿矾(FeSO₄·7H₂O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为            (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为          (填>、<、=")40%" 。
（2）实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO₃ 20克)配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe^2＋完全氧化，推测晶体的化学式为                     。    
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋=6Cu^2＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋=3Cu^2＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe^2＋＋4H^＋= NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
① V值范围                       ；
② 若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数          (保留两位小数)。

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。

硝酸是一种重要的工业原料，工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I．图10、图11分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置

（1）氮气和氢气通过图10装置，该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和   。
（2）用图11装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，铂丝保持红热的原因是       ，写出该装置中氨氧化的化学方程式   。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H^＋、OH^－、    离子、    离子。
II．下列有关硝酸事实的解释合理的是

A．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定

B．足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化亚铁离子

C．不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性

D．不用锌与稀硝酸反应制取氢气，说明稀硝酸能将锌钝化

工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假设不含N₂O₄），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
（1）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x 。
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应   
NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂         ① 
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂   ②
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生5.6L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加10g，则NO_x中的x值为         。
（2）尿素也可用于吸收处理NO_x，其反应原理为：
NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂     
2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。
当混合气体中NO、NO₂按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO₂)＝3∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝   （空气中氧气的体积含量约为20%）。

已知：Pb的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓HCl生成Cl₂；PbO₂不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：
PbO₂→Pb₂O₃→Pb₃O₄→PbO。
现将amol PbO₂加热分解，收集产生的O₂；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl₂。加热反应后所得固体中，Pb^2＋占Pb元素的物质的量分数为x；两步反应中收集的O₂和Cl₂的物质的量之和为y mol。
试回答下列问题：
⑴ 试写出Pb₂O₃与浓盐酸反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑵ 通过计算确定y与a、x的函数关系式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑶ 若两步反应中O₂和Cl₂的物质的量之比为5∶3，则剩余固体中含有的物质为＿＿＿＿；其物质的量之比为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

现有22g Mg、Al、Zn、Fe多种活泼金属粉末的混合物与200mL含有一定质量的20%硫酸溶液恰好完全反应，得到无水盐70g，求（要求写出计算过程）
（1）硫酸溶液的质量？
（2）生成的气体体积（标准状况）？
（3）硫酸物质的量浓度？

常温下，将1.92 g铜加入到100 mL H₂SO₄和HNO₃的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448 mL 的氢气(折算为标准状况)。下列有关结论不正确的是（   ）

A．溶解的铁粉为2.8 g	B．原溶液中c(SO4^2-) ="0.5" mol/L
C．原混合液中c(H^+) ="1.2" mol/L	D．原混合液中n(NO3^-) ="0.08" mol

将50.0g含有NH₄NO₃、(NH₄)₂SO₄及其它难溶物的混合物样品，溶于水，过滤后加入足量浓NaOH溶液共热，在标准状况下收集到13.44 L氨气，再向溶液中加入足量BaCl₂溶液，产生沉淀46.6g，试计算混合物中NH₄NO₃的物质的量及(NH₄)₂SO₄的质量分数。

(11分) 二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：
3H₂(g)＋3CO(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)　ΔH＝－246.4 kJ/mol
（1）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是________(填字母代号)。
a．降低温度　b．加入催化剂　c．缩小容器体积　d．增加H₂的浓度　e．增加CO的浓度
（2）该反应的化学平衡常数表达式K＝                        。
温度升高平衡常数          （填“变大”、“变小”、“不变”）
（3）在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H₂、3 mol CO、1 mol CH₃OCH₃、1 mol CO₂，在一定温度和压强下发生反应：3H₂(g)＋3CO(g) CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。
问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)，理由是
                                                               。
②平衡时n(CH₃OCH₃)＝________，平衡时CO的转化率为________。
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是________(填编号)。
A   v(CO)＝3v(CO₂)        B 生成a mol CO₂的同时消耗3a mol H₂
C  c(CO₂)＝c(CO)         D 混合气体的平均相对分子质量不变
E．气体的密度不再改变    F．气体的总质量不再改变

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。

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。

(本题共14分)
49.将7.8gNa₂O₂加入100g水中，充分反应后得到密度为1.02g/cm³的溶液。
(1)溶液的质量分数为____________(保留3位小数)。
(2)溶液的物质的量浓度为______________mol/L(保留2位小数)。
50.有KCl、NaCl、Na₂CO₃的混合物，其中钠元素的质量分数为0.3150，氯为0.2708，为求算Na₂CO₃的质量分数，某同学列了以下关系式:(31.50÷23)+(100-31.50-27.08-x)÷39=(27.08÷35.5)+x÷60X2
解得x=28.25，则Na₂CO₃的质量分数为__________________(保留3位小数)。
51.含不溶杂质的NaNO₃样品，加入一定量蒸馏水使其充分溶解，情况如下:

温度（℃）	10	40	75
剩余固体质量（g）	201	132	72

NaNO₃溶解度（g/100g水）如下：

温度（℃	10	40	70
溶解度	81	104	150

(1)实验中加入的水为______________________g；
(2)原样品中NaNO₃为______________________g。
52.在450℃、1.50×10⁷Pa条件下，Na₂O与O₂反应生成NaO ₂，NaO ₂可用于应急呼吸面罩:
4NaO₂+2CO ₂→2Na₂CO₃+3O₂  4NaO₂+2H₂O (g)+4CO₂→4NaHCO₃+3O₂
某呼吸面罩中放置了500g NaO₂，吸收CO₂和H₂O(g)，每产生18.48L(换算为标准状况)O₂时，固体的质量就增加13.30g。计算生成的Na₂CO₃和NaHCO₃物质的量之比:

（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）

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)。

(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）