江苏2007——2012化学计算
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2007——2012化学计算24.(2007江苏24)(8分)在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。
待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L,溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L-1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。
(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。
(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。
25.(2007江苏25)(10分)钢铁工业是国家工业的基础。
2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。
某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。
请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:(1)将6.62 g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3。
现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨? (保留两位小数)(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况)。
①计算此钢样粉术中铁和碳的物质的量之比。
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相通浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:计算硫酸溶液的物质的量浓度。
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少? (用含m的代数式表示)20.(2008江苏20)(10分)将一定量的SO 和含0.7mol 氧气的空气(忽略CO 2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO 2+O 2 2SO 3(正反应放热)。
反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH 溶液,气体体积减少了21.28L ;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O 2,气体的体积又减少了5.6L (以上气体体积均为标准状况下的体积)。
(计算结果保留一位小数)请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 。
(填字母)a .SO 2和SO 3浓度相等b .SO 2百分含量保持不变c .容器中气体的压强不变d .SO 3的生成速率与SO 2的消耗速率相等e .容器中混合气体的密度保持不变(2)欲提高SO 2的转化率,下列措施可行的是 。
(填字母) a .向装置中再充入N 2 b .向装置中再充入O 2c .改变反应的催化剂d .生高温度(3)求该反应达到平衡时SO 3的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl 2溶液,生成沉淀多少克?【解析】化学平衡是动态平衡,处于平衡状态的化学反应,并没有停止反应,化学平衡状态的“定”,指的是平衡状态时反应物中各组分的质量分数、物质的量、物质的量分数、总压强、浓度等保持不变,而平衡时的上述各种量的比较关系取决于多种条件,不一定是相等的。
且平衡状态的正逆反应速率一定相同。
向装置中再充入N 2和改变反应的催化剂,不能使化学平衡移动,升高温度使化学平衡移动逆向移动,消耗的O 2物质的量:mol molL L mol 45.0/4.226.57.0=-。
生成的SO 3物质的量:mol mol 9.0245.0=⨯SO 2和SO 3的物质的量和:mol molL L 95.0/4.2228.21= 反应前的SO 2物质的量:mol molL L 95.0/4.2228.21= SO 2的转化率:%7.94%10095.09.0=⨯mol mol 在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO 3不会沉淀。
因此BaSO 4的质量g m o l g m o l 5.10/23305.09.0≈⨯⨯答案:(1)bc(2)b(3)消耗的O 2物质的量:mol molL L mol 45.0/4.226.57.0=-生成的SO 3物质的量:mol mol 9.0245.0=⨯SO 2和SO 3的物质的量和:mol molL L 95.0/4.2228.21= 反应前的SO 2物质的量:mol molL L 95.0/4.2228.21= SO 2的转化率:%7.94%10095.09.0=⨯mol mol(4)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO 3不会沉淀。
因此BaSO 4的质量g mol g mol 5.10/23305.09.0≈⨯⨯20. (2009江苏20)(10分)联氨(N 2H 4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。
N 2H 4与N 2O 4反应能放出大量的热。
(1)已知:2NO 2(g )=====N 2O 4(g ) △H=-57.20kJ·mol -1。
一定温度下,在密闭容器中反应2NO 2(g )N 2O 4(g )达到平衡。
其他条件不变时,下列措施能提高NO 2转化率的是 (填字幕)A .减小NO 2的浓度 B.降低温度 C.增加NO 2的浓度 D.升高温度(2)25℃时,1.00gN 2H 4(l )与足量N 2O 4(l )完全反应生成N 2(g )和H 2O (l ),放出19.14kJ 的热量。
则反应2N 2H 4(l )+N 2O 4(l )=3N 2(g )+4H 2O (l )的△H= kJ·mol -1(3)17℃、1.01×105Pa ,密闭容器中N 2O 4和NO 2的混合气体达到平衡时,c (NO 2)=0.0300mol·L -1、c (N 2O 4)=0.0120 mol·L -1。
计算反应2NO 2(g )N 2O 4(g )的平衡常数K 。
(4)现用一定量的Cu 与足量的浓HNO 3反应,制得1.00L 已达到平衡的N 2H 4和NO 2的混合气体(17℃、1.01×105Pa ),理论上至少需消耗Cu 多少克?【标准答案】(1)BC(2)-1224.96(3)根据题意知平衡时:1420120.0)(-⋅=L mol O N c ; 120300.0)(-⋅=L mol NO cK=2422()0.012013.3()0.03000.0300c N O c NO ==⨯答:平衡常数为13.3。
(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa 达到平衡时,1.00L 混合气体中:12424()()0.0120 1.000.0120n N O c N O V mol L L mol -=⨯=∙⨯=122()()0.0300 1.000.0300n NO c NO V mol L L mol -=⨯=∙⨯=则2224()()2()0.0540n NO n NO n N O mol =+⨯=总由34Cu HNO +===322()22Cu NO NO H O +↑+可得10.0540()64 1.732molm Cu g mol g -=⨯∙=答:理论上至少需消耗Cu 1.73 g.【解析】(1)考查影响化学平衡移动的因素(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量,还要注意比例关系。
(3)(4)见答案【考点分析】本题考察了平衡移动原理、反应热计算、平衡常数。
高考中的热点和难点。
(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的111.810sp K -=⨯,若溶液中()613.010c OH mol L ---=⨯ ,则溶液中()2c Mg += 。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为 。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO 。
取碱式碳酸镁4.66g ,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g 和标准状况下2CO 0.896L ,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有3MgCO ,则产品中镁的质量分数 ▲ (填 “升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1)2.0mol.L -1(2)NH 4Cl(3)Mg(OH)24MgCO 34H 2O(4)升高【解析】本题主要考查的是有关Ksp 的计算和无机化工流程和化学计算。
(1)依据Ksp 计算的公式可知c(Mg 2+)=Ksp /c 2(OH -)= 2.0mol/L ;(2)通过流程分析,最后 综上分析可知,滤液中的主要成分为NH 4Cl ,浓缩以后得到的固体物质为NH 4Cl ;(3)根据题给相关物质的数据可有以下计算()2210.896L CO 4.0010mol 22.4L moln --==⨯ ()212.00g MgO 5.0010mol 40g moln --==⨯ ()212214.66g 4.0010mol 44g mol 2.00g H O 5.0010mol 18g moln -----⨯⨯-==⨯ 所以,()()()22222MgO :CO :H O 5.0010:4.0010:5.00105:4:5n n n ---=⨯⨯⨯=,从而得到其化学组成为;Mg(OH)24MgCO 34H 2O(4)因为MgCO 3中Mg 的含量比碱式碳酸镁的含量高,因此,混有MgCO 3后,Mg 的含量升高。
18. (2011江苏18) (12分) Ag 2O 2是银锌碱性电池的正极活性物质,可通过下列方法制备:在KOH 加入适量AgNO 3 溶液,生成Ag 2O 沉淀,保持反应温度为80,边搅拌边将一定量K 2S 2O 8溶液缓慢加到上述混合物中,反应完全后,过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。
反应方程式为2AgNO 3+4KOH +K 2S 2O 8 Ag 2O 2↓+2KNO 3+K 2SO 4+2H 2O回答下列问题:(1)上述制备过程中,检验洗涤是否完全的方法是 。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn 转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:。
(3)准确称取上述制备的样品(设Ag2O2仅含和Ag2O)2.558g,在一定的条件下完全分解为Ag 和O2,得到224.0mLO2(标准状况下)。
计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。
【参考答案】18.(12分)(1)取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全(取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不显红色,表示已洗涤完全)(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag(3)n(O2)=224mL/22.4L·mL-1·1000mL· L-1=1.000×10-2 mol设样品中Ag2O2的物质的量为x, Ag2O的物质的量量为y248g·mol-1 × x + 232 g·mol-1 ×y =2.588 gx+1/2 y =1.000×10-2 molx=9.500×10-3 moly=1.000×10-3 molw(Ag2O2)==0.91【分析】本题以银锌碱性电池正极活性物质Ag2O2制备、制备过程检验洗洗涤是否完全的实验方法、电池反应、以及成分分析与相关计算为背景,试图引导学生关注化学与社会生活,考查学生用化学的思维方式来解决一些现实生活中的一些具体问题的能力。