专题十四填空题中的常见计算
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专题十四填空题中的常见计算可能用到的原子量:H:1 C:12 O:16 N:14 S:32 Cl:35.5 Si:28 Na:23 Mg:24 K:39 Al:27 Fe:56 Cu:64 Mn:55 Zn:65 Ba:137 Li:7 Pb:207【课堂目标】1.能通过题中的反应列出关系式,并根据关系式进行计算。
2.理解物质化学式确定的一般操作步骤。
3.掌握盖斯定律计算、化学平衡常数计算等计算的一般操作方法。
【授课进程】活动一、能列出根据多步反应列关系式并进行计算【例1】为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有40~50毫克的碘酸钾。
为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428克,设法溶解出其中全部的碘酸钾。
将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL时蓝色刚好褪去。
试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。
有关反应如下:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-2等。
过氧化镁产品中常会混有少量MgO,实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。
实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量:方案I:取ag样品,加入足量稀盐酸,充分反应后再加入NaOH溶液至Mg2+沉淀完全,过滤、洗涤后,将滤渣充分灼烧,最终得到bg固体。
方案Ⅱ:称取0.1g样品置于碘量瓶中,加入15 mL0.6 mol/LKI(过量)溶液和足量盐酸,摇匀后在暗处静置 5 min,然后用0.1 mol/L Na2S2O3溶液滴定,滴定到终点时共消耗VmLNa2S2O3溶液。
(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)(1)已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=l×10-11。
为使方案I中Mg2+完全沉淀[即溶液中c(Mg2+)≤l ×10-5mol/L],溶液的pH至少应调至。
方案I中过氧化镁的质量分数为 (用含a、b的表达式表示)。
(2)方案Ⅱ中滴定前需加入少量作指示剂;样品中过氧化镁的质量分数为 (用含V的表达式表示)。
活动二、学会物质化学式确定的一般步骤【例2】已知:黄钾铵铁矾[KNH4Fe x(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸。
黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定:①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL 溶液A。
②量取25.00mL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9.32g。
③量取25.00mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体224mL,同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80g。
通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式(写出计算过程)。
n(SO2-4)=。
n(NH+4)=。
n(Fe3+)=。
n(K+)=。
根据守恒:n(OH-)=。
n(K+)∶n(NH+4)∶n(Fe3+)∶n(SO2-4)∶n(OH-)=。
黄钾铵铁矾的化学式为。
【变式2】CuSO4溶液与K2C2O4溶液反应,得到一种蓝色结晶水合物晶体。
通过下述实验确定该晶体的组成:①称取0.1680g晶体,加入过量的H2SO4溶液,使样品溶解后加入适量水,加热近沸,用0.0200mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点(溶液变为浅紫红色),消耗20.00mL。
②接着将溶液充分加热,使浅紫红色变为蓝色,此时MnO4-转化为Mn2+并释放出O2。
③冷却后加入2gKI固体(过量)和适量Na2CO3,溶液变为棕色并生成沉淀。
④用0.0500mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,近终点加指示剂,滴定至终点,消耗10.00mL。
已知:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 2Cu2++4I-=2CuI↓+I22Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6通过计算写出蓝色晶体的化学式(写出计算过程)。
活动三、掌握盖斯定律、化学平衡常数计算的一般方法【例3】利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。
请回答下列问题:(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/molN2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol若有34g氨催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气所放出的热量为。
(2)一定温度下,在2.0L恒容密闭容器中发生反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)下表为反应在T1温度下的部分实验数据则50s内NO2的平均生成速率为。
(1)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响。
实验结果如右图所示:(图中T表示温度,n表示起始时H2物质的量)①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 (填字母)。
③在起始体系中加入N2的物质的量为 mol(填字母n的代数式)时,反应后氨的百分含量最大。
若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=。
【变式3】钢铁生产中的尾气易造成环境污染,清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。
(1)已知:①3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47kJ/mol②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25kJ/mol③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol试计算反应:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的△H=。
(2)已知1092℃反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数为0.357,则1200℃时该反应的平衡常数 0.357(填“>”、“=”或“<”),在1 L的密闭容器中,投入7.2 g FeO和0.1 mol CO2加热到1092℃并保持该温度,反应达平衡后,气相中CO气体所占的体积分数为。
(3)目前我国大多数企业是将CO转换为H2,然后用H2与N2反应合成氮,若收集到3360 m3尾气,其中CO体积分数为60 %,由于循环操作,假定各步转化率均为100%,理论上可获得NH3 t。
【课堂检测】1.硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。
生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)、炭粉还原法,其流程示意图如下:硫化钠晶体(1)若生产过程中投入无水芒硝(Na2SO4)142kg,实际制得Na2S 74.1kg,计算原料的利用率为;(2)取硫化钠晶体(含少量NaOH)加入到硫酸铜溶液中,充分搅拌。
若反应后测得溶液的pH =4,则此时溶液中c(S2-)=。
(已知:常温时CuS、Cu(OH)2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20)(3)某废水中含硫化钠(浓度为0.001 mol·L-1),将该废水与纸张漂白后的废水(含0.002 mol·L-1 NaClO)按1∶2的体积比混合,能同时较好处理两种废水。
已知处理后的废水中含有Cl-,通过计算确定混合过程中氧化产物的化学式(写出计算过程)。
2.(2012江苏高考改编)硫酸钠-过氧化氢晶体(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.7700g样品,配制成100.00mL 溶液A。
②准确量取25.00mL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0.5825g。
③准确量取25.00mL 溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0.02000 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00mL。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑(1)已知室温下BaSO4的K sp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-6mol·L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥mol·L-1。
(2)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
专题十四填空题中的常见计算参考答案、评分标准及备课资料【授课进程】活动一【例1】为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有40~50毫克的碘酸钾。
为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428克,设法溶解出其中全部的碘酸钾。
将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL时蓝色刚好褪去。
试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。
有关反应如下:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-【解析】设428克食盐样品中含碘酸钾x mg由上述反应得下列关系式:KIO3~3I2~6S2O32-214×103mg 6molx mg 0.030mol/L×18.00mL×10-3根据上述关系得: x=19.26 mg则,每千克食盐中应含有的碘酸钾为:(19.26 mg×1000/425)=45.32 mg通过计算说明该加碘食盐是合格产品。
【变式1】过氧化镁(MgO2)易溶于稀酸,溶于酸后产生过氧化氢,在医学上可作为解酸剂等。
过氧化镁产品中常会混有少量MgO,实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。
实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量:方案I:取ag样品,加入足量稀盐酸,充分反应后再加入NaOH溶液至Mg2+沉淀完全,过滤、洗涤后,将滤渣充分灼烧,最终得到bg固体。
方案Ⅱ:称取0.1g样品置于碘量瓶中,加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸,摇匀后在暗处静置5 min,然后用0.1 mol/L Na2S2O3溶液滴定,滴定到终点时共消耗VmLNa2S2O3溶液。
(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)(1)已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=l×10-11。
为使方案I中Mg2+完全沉淀[即溶液中c(Mg2+)≤l ×10-5mol/L],溶液的pH至少应调至。
方案I中过氧化镁的质量分数为 (用含a、b的表达式表示)。
(2)方案Ⅱ中滴定前需加入少量作指示剂;样品中过氧化镁的质量分数为 (用含V的表达式表示)。