提升训练28 化学计算(第29题)1.(2018·上虞中学模拟)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。
某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体,将其加热有铜的氧化物生成,其质量随温度变化的曲线如图所示。
(1)图中A点的固体成分为,B点的固体成分为。
(2)整个过程中质量减轻包括(指出具体的物质和质量)。
2.用11.92 g NaClO配成100 mL溶液,向其中加入0.01 mol Na2S x恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。
(1)NaClO溶液的物质的量浓度为mol·L-1。
(2)化学式Na2S x中的x=。
3.向一定质量CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入浓度为1.000 mol·L-1的Na2CO3溶液,反应过程中加入的Na2CO3溶液的体积与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。
(1)混合溶液中CaCl2和HCl物质的量之比n(CaCl2)∶n(HCl)=。
(2)V2=L。
4.铁、铜混合粉末20.0 g加入到100 mL5.0 mol·L-1 FeCl3溶液中,剩余固体质量为5.2g(忽略反应前后溶液体积变化)。
求:(1)反应后溶液中FeCl2的物质的量浓度为mol·L-1。
(2)原固体混合物中铜的质量分数是。
5.Na与Al混合物共1 mol与足量的水充分反应。
(已知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑)(1)当Na与Al的物质的量之比为时,混合物与水反应产生的H2最多。
(2)当Na与Al的物质的量之比为时,混合物与水反应产生的H2的体积为13.44 L(标准状况下)。
6.用沉淀法测定KHCO3和Na2CO3固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:实验序号ⅠⅡⅢⅣⅤ样品质量/g 3.06 6.12 9.18 12.24 15.30 Ba(OH)2溶液体积/mL 300 300 300 300 300生成沉淀的质量/g 5.91 11.82 17.73 23.64 23.64回答下列问题:(1)样品中KHCO3和Na2CO3的物质的量之比为。
(2)室温下第Ⅲ组实验所得溶液中的OH-物质的量浓度为。
7.实验室用100 mL 0.500 mol·L-1的NaOH溶液捕获CO2,一定时间后,测定CO2的吸收量,方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中,产生的CO2气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下:求:(1)吸收的CO2在标准状况下的体积是mL。
(2)盐酸的物质的量浓度是mol·L-1。
8.高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2;②2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。
取a mol Cu2S和b mol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。
根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):(1)若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是。
(2)若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应后容器内固体的成分:。
参考答案提升训练28化学计算(第29题)1.答案: (1)CuO Cu2O (2)水0.18 g、氧气0.08 g解析: (1)根据题意分析图像,n[Cu(OH)2]==0.01 mol,由于可能发生Cu(OH)2CuO+H2O和4Cu(OH)22Cu2O+4H2O+O2↑,根据质量变化计算得出在A点生成CuO,B 点生成Cu2O,所以A处的固体成分为CuO,B点的固体成分为Cu2O。
(2)整个过程中固体质量减轻的不仅仅是H2O还有O2,根据Cu(OH)2CuO+H2O可计算出水的质量是0.18 g,然后计算出氧气的质量是0.08 g。
2.答案: (1)1.6 (2)5解析: (1)11.92 g NaClO的物质的量为=0.16 mol,则NaClO溶液的物质的量浓度为=1.6 mol·L-1;(2)Na2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,硫元素化合价由-价升高为+6价,而NaClO被还原为NaCl,氯元素化合价由+1价降低为-1价,反应中Na2S x与NaClO的物质的量之比为0.01 mol∶0.16 mol=1∶16,根据电子转移守恒,则x×[6- ()]=16×[1-(-1)],解得:x=5。
3.答案: (1)1∶2 (2)0.100解析: (1)由图示可知碳酸钠与盐酸反应生成气体2.2g,n(HCl)=2n(CO2)=2×=2×=0.1 mol,碳酸钠与氯化钙反应,生成沉淀5.0 g,n(CaCl2)=n(CaCO3)==0.05 mol,n(CaCl2)∶n(HCl)=0.05 mol∶0.1 mol=1∶2;(2)根据C原子守恒可知:n(Na2CO3)=n(CO2)+n(CaCO3)=0.1mol,V2==0.100 L。
4.答案: (1)6.5 (2)58%解析: (1)固体剩余,则氯化铁全部反应。
如果铜不参与反应,根据氯离子守恒可知氯化亚铁的物质的量是0.1 L×5 mol·L-1×=0.75 mol,因此消耗铁的物质的量是0.75 mol-0.5 mol=0.25 mol,质量是14 g,而固体实际减少质量是14.8 g,所以铜部分反应。
设混合溶液中氯化亚铁和氯化铜的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=0.75、(x-0.5)×56+64y=20-5.2,解得x=0.65、y=0.1,因此反应后溶液中FeCl2的物质的量浓度0.65 mol÷0.1 L=6.5 mol·L-1。
(2)原固体混合物中铜的质量分数是×100%=58%。
5.答案: (1)1∶1(2)9∶1或3∶7解析: (1)当Na与Al恰好反应时,混合物与水反应产生的氢气最多,根据化学反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,所以当Na与Al的物质的量之比为1∶1时,混合物与水反应产生的氢气最多。
(2)情况一:13.44 L氢气的物质的量为0.6 mol,设Na与Al以物质的量之比1∶1发生反应生成氢气,根据化学方程式2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,得总反应化学方程式为2Na+2Al+4H2O2NaAlO2+4H2↑,则参加反应的Na的物质的量为0.3 mol,参加反应的Al的物质的量为0.3 mol,还有0.4 mol Al没有反应,则Na与Al的物质的量之比为3∶7;情况二:1 mol Na完全反应生成0.5 mol氢气,实际上生成氢气0.6 mol,则Al一定参加反应,设参加反应的Na的物质的量为x mol,参加反应的Al的物质的量为y mol,根据反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,0.5x+1.5y=0.6,x+y=1,解得x=0.9 mol,y=0.1 mol,所以Na与Al的物质的量之比为9∶1。
6.答案: (1)2∶1(2)0.60 mol·L-1解析: 第Ⅳ组、第Ⅴ组实验生成沉淀碳酸钡质量都为23.64 g,说明样品质量为12.24 g 时,氢氧化钡已经完全反应,第Ⅰ组、第Ⅳ组实验中样品的质量分别为3.06 g、12.24 g,生成沉淀碳酸钡质量分别为5.91 g、23.64 g,样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1∶4,说明第4次恰好完全反应。
(1)第4次实验中样品完全反应,令碳酸氢钾与碳酸钠的物质的量分别为x mol、y mol,则:100x+106y=12.24、197x+197y=23.64,解得:x=0.08、y=0.04,故n(KHCO3)∶n(Na2CO3)=0.08 mol∶0.04 mol=2∶1;300 mL Ba(OH)2溶液中Ba2+的物质的量为0.08 mol+0.04 mol=0.12 mol;(2)原固体混合物的组成不变,由(4)可知9.18 g该固体样品中KHCO3的物质的量为0.06 mol,Na2CO3的物质的量为0.03 mol,300 mL Ba(OH)2溶液中Ba2+的物质的量为0.12 mol,OH-的物质的量为0.24 mol;故第Ⅲ组实验所得溶液中的OH-物质的量为0.24 mol-0.06 mol=0.18 mol,其物质的量浓度为0.18 mol÷0.3 L=0.60 mol·L-1。
7.答案: (1)672(2)1解析: NaOH溶液捕获CO2后,随着捕获的CO2的量的增加,得到的溶液中溶质可能存在四种情况:①Na2CO3和NaOH、②Na2CO3、③Na2CO3和NaHCO3、④NaHCO3。
涉及的三种溶质与盐酸反应的顺序依次为NaOH Na2CO3(反应生成NaHCO3)NaHCO3。
反应原理分别为NaOH+HCl NaOH+H2O、Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,因此,如果仅有Na2CO3参加反应时,图像中无CO2生成段与生成CO2段盐酸的消耗量相等;若同时存在NaOH,无CO2生成段消耗的盐酸量会增加,导致此段盐酸消耗量大于生成CO2段。
当仅含NaOH时,生成CO2段盐酸消耗量为0。
若存在NaHCO3和Na2CO3时,生成CO2段消耗的盐酸量大于无CO2生成段,当仅含NaHCO3时,则无CO2生成段盐酸消耗量为0。
结合图像,加入20 mL 盐酸过程中无CO2生成,再加入30 mL 盐酸时,CO2完全释放出来,可以判断用NaOH溶液吸收CO2后所得产物为Na2CO3、NaHCO3。
设Na2CO3的物质的量为x mol、NaHCO3的物质的量为y mol,则2x+y=0.100×0.500,,解得x=0.02,y=0.01,吸收的CO2的物质的量为0.01 mol+0.02mol=0.03 mol,标准状况时体积为0.03 mol×22.4 L·mol-1=0.672 L。
反应消耗盐酸中HCl的物质的量为2×0.02 mol+0.01 mol=0.05 mol,物质的量浓度为=1 mol·L-1。
8.答案: (1)b=5a(2)Cu2O或Cu和Cu2O解析: (1)反应后固体全部是Cu,则:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,两方程式相加得:Cu2S + O22Cu+SO21 1a mol 0.2b mol,解得b=5a。