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提升訓練28　化學計算(第29題) 1.(2018上虞中學模擬)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學習小組取0.98 g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體,將其加熱有銅的氧化物生成,其質量隨溫度變化的曲線如圖所示。 (1)圖中A點的固體成分為　　　　,B點的固體成分為　　　　。 (2)整個過程中質量減輕包括　　　　　　　　　　(指出具體的物質和質量)。 2.用11.92 g NaClO配成100 mL溶液,向其中加入0.01 mol Na2Sx恰好完全反應,生成Na2SO4和NaCl。 (1)NaClO溶液的物質的量濃度為　　　　molL-1。 (2)化學式Na2Sx中的x=　　　　。 3.向一定質量CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入濃度為1.000 molL-1的Na2CO3溶液,反應過程中加入的Na2CO3溶液的體積與產生沉淀或氣體的質量關系如圖所示。 (1)混合溶液中CaCl2和HCl物質的量之比n(CaCl2)∶n(HCl)=　　　。 (2)V2=　　　　L。 4.鐵、銅混合粉末20.0 g加入到100 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,剩余固體質量為5.2 g(忽略反應前后溶液體積變化)。求: (1)反應后溶液中FeCl2的物質的量濃度為　　　　molL-1。 (2)原固體混合物中銅的質量分數(shù)是　　　　　　。 5.Na與Al混合物共1 mol與足量的水充分反應。 (已知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑) (1)當Na與Al的物質的量之比為　　　　時,混合物與水反應產生的H2最多。 (2)當Na與Al的物質的量之比為　　　　時,混合物與水反應產生的H2的體積為13.44 L(標準狀況下)。 6.用沉淀法測定KHCO3和Na2CO3固體混合物的組成,每次稱取一定質量的樣品溶于水制成溶液,向其中滴加相同濃度的Ba(OH)2溶液,每次實驗均充分反應,反應前后溶液體積變化忽略不計,實驗記錄見下表: 實驗序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 樣品質量/g 3.06 6.12 9.18 12.24 15.30 Ba(OH)2溶液體積/mL 300 300 300 300 300 生成沉淀的質量/g 5.91 11.82 17.73 23.64 23.64 回答下列問題: (1)樣品中KHCO3和Na2CO3的物質的量之比為　　　　　　。 (2)室溫下第Ⅲ組實驗所得溶液中的OH-物質的量濃度為　　　　　　。 7.實驗室用100 mL 0.500 molL-1的NaOH溶液捕獲CO2,一定時間后,測定CO2的吸收量,方法是用鹽酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中,產生的CO2氣體的物質的量與加入鹽酸的體積示意圖如下: 求:(1)吸收的CO2在標準狀況下的體積是　　　　mL。 (2)鹽酸的物質的量濃度是　　　　molL-1。 8.高溫時,Cu2S和O2在密閉容器中實際發(fā)生的反應為以下兩步: ①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2; ②2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。 取a mol Cu2S和b mol空氣(設氧氣占空氣體積的20%)在高溫下充分反應。根據(jù)下列幾種情況回答問題(反應前后溫度、容器體積不變): (1)若反應后剩余固體只有Cu,則a和b的關系是　　　　　　　　　　　　　。 (2)若反應后容器內的壓強小于反應前,通過分析,確定反應后容器內固體的成分:　　　　　　　。 參考答案 提升訓練28　化學計算(第29題) 1.答案: (1)CuO　Cu2O　(2)水0.18 g、氧氣0.08 g 解析: (1)根據(jù)題意分析圖像,n[Cu(OH)2]=0.98g98gmol-1=0.01mol,由于可能發(fā)生Cu(OH)2CuO+H2O和4Cu(OH)22Cu2O+4H2O+O2↑,根據(jù)質量變化計算得出在A點生成CuO,B點生成Cu2O,所以A處的固體成分為CuO,B點的固體成分為Cu2O。(2)整個過程中固體質量減輕的不僅僅是H2O還有O2,根據(jù)Cu(OH)2CuO+H2O可計算出水的質量是0.18g,然后計算出氧氣的質量是0.08g。 2.答案: (1)1.6　(2)5 解析: (1)11.92gNaClO的物質的量為11.92g74.5gmol-1=0.16mol,則NaClO溶液的物質的量濃度為0.16mol0.1L=1.6molL-1; (2)Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4,硫元素化合價由-2x價升高為+6價,而NaClO被還原為NaCl,氯元素化合價由+1價降低為-1價,反應中Na2Sx與NaClO的物質的量之比為0.01mol∶0.16mol=1∶16,根據(jù)電子轉移守恒,則x[6-(-2x)]=16[1-(-1)],解得:x=5。 3.答案: (1)1∶2　(2)0.100 解析: (1)由圖示可知碳酸鈉與鹽酸反應生成氣體2.2g,n(HCl)=2n(CO2)=2m(CO2)M(CO2)=22.2g44gmol-1=0.1mol,碳酸鈉與氯化鈣反應,生成沉淀5.0g,n(CaCl2)=n(CaCO3)=m(CaCO3)M(CaCO3)=5.0g100gmol-1=0.05mol,n(CaCl2)∶n(HCl)=0.05mol∶0.1mol=1∶2;(2)根據(jù)C原子守恒可知:n(Na2CO3)=n(CO2)+n(CaCO3)=0.1mol,V2=n(Na2CO3)c(Na2CO3)=0.1mol1.000molL-1=0.100L。 4.答案: (1)6.5　(2)58% 解析: (1)固體剩余,則氯化鐵全部反應。如果銅不參與反應,根據(jù)氯離子守恒可知氯化亞鐵的物質的量是0.1L5molL-132=0.75mol,因此消耗鐵的物質的量是0.75mol-0.5mol=0.25mol,質量是14g,而固體實際減少質量是14.8g,所以銅部分反應。設混合溶液中氯化亞鐵和氯化銅的物質的量分別是xmol、ymol,則x+y=0.75、(x-0.5)56+64y=20-5.2,解得x=0.65、y=0.1,因此反應后溶液中FeCl2的物質的量濃度0.65mol0.1L=6.5molL-1。 (2)原固體混合物中銅的質量分數(shù)是5.2g+0.1mol64gmol-120.0g100%=58%。 5.答案: (1)1∶1 (2)9∶1或3∶7 解析: (1)當Na與Al恰好反應時,混合物與水反應產生的氫氣最多,根據(jù)化學反應2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,所以當Na與Al的物質的量之比為1∶1時,混合物與水反應產生的氫氣最多。 (2)情況一:13.44L氫氣的物質的量為0.6mol,設Na與Al以物質的量之比1∶1發(fā)生反應生成氫氣,根據(jù)化學方程式2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,得總反應化學方程式為2Na+2Al+4H2O2NaAlO2+4H2↑,則參加反應的Na的物質的量為0.3mol,參加反應的Al的物質的量為0.3mol,還有0.4molAl沒有反應,則Na與Al的物質的量之比為3∶7;情況二:1molNa完全反應生成0.5mol氫氣,實際上生成氫氣0.6mol,則Al一定參加反應,設參加反應的Na的物質的量為xmol,參加反應的Al的物質的量為ymol,根據(jù)反應2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,0.5x+1.5y=0.6,x+y=1,解得x=0.9mol,y=0.1mol,所以Na與Al的物質的量之比為9∶1。 6.答案: (1)2∶1 (2)0.60 molL-1 解析: 第Ⅳ組、第Ⅴ組實驗生成沉淀碳酸鋇質量都為23.64g,說明樣品質量為12.24g時,氫氧化鋇已經完全反應,第Ⅰ組、第Ⅳ組實驗中樣品的質量分別為3.06g、12.24g,生成沉淀碳酸鋇質量分別為5.91g、23.64g,樣品的質量之比等于生成的沉淀質量之比為1∶4,說明第4次恰好完全反應。 (1)第4次實驗中樣品完全反應,令碳酸氫鉀與碳酸鈉的物質的量分別為xmol、ymol,則:100x+106y=12.24、197x+197y=23.64,解得:x=0.08、y=0.04,故n(KHCO3)∶n(Na2CO3)=0.08mol∶0.04mol=2∶1;300mLBa(OH)2溶液中Ba2+的物質的量為0.08mol+0.04mol=0.12mol; (2)原固體混合物的組成不變,由(4)可知9.18g該固體樣品中KHCO3的物質的量為0.06mol,Na2CO3的物質的量為0.03mol,300mLBa(OH)2溶液中Ba2+的物質的量為0.12mol,OH-的物質的量為0.24mol;故第Ⅲ組實驗所得溶液中的OH-物質的量為0.24mol-0.06mol=0.18mol,其物質的量濃度為0.18mol0.3L=0.60molL-1。 7.答案: (1)672 (2)1 解析: NaOH溶液捕獲CO2后,隨著捕獲的CO2的量的增加,得到的溶液中溶質可能存在四種情況: ①Na2CO3和NaOH、②Na2CO3、③Na2CO3和NaHCO3、④NaHCO3。涉及的三種溶質與鹽酸反應的順序依次為NaOHNa2CO3(反應生成NaHCO3)NaHCO3。反應原理分別為NaOH+HClNaOH+H2O、Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,因此,如果僅有Na2CO3參加反應時,圖像中無CO2生成段與生成CO2段鹽酸的消耗量相等;若同時存在NaOH,無CO2生成段消耗的鹽酸量會增加,導致此段鹽酸消耗量大于生成CO2段。當僅含NaOH時,生成CO2段鹽酸消耗量為0。若存在NaHCO3和Na2CO3時,生成CO2段消耗的鹽酸量大于無CO2生成段,當僅含NaHCO3時,則無CO2生成段鹽酸消耗量為0。結合圖像,加入20mL鹽酸過程中無CO2生成,再加入30mL鹽酸時,CO2完全釋放出來,可以判斷用NaOH溶液吸收CO2后所得產物為Na2CO3、NaHCO3。設Na2CO3的物質的量為xmol、NaHCO3的物質的量為ymol,則2x+y=0.1000.500,xx+y=2050-20,解得x=0.02,y=0.01,吸收的CO2的物質的量為0.01mol+0.02mol=0.03mol,標準狀況時體積為0.03mol22.4Lmol-1=0.672L。反應消耗鹽酸中HCl的物質的量為20.02mol+0.01mol=0.05mol,物質的量濃度為0.05mol0.05L=1molL-1。 8.答案: (1)b=5a　(2)Cu2O或Cu和Cu2O 解析: (1)反應后固體全部是Cu,則:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,兩方程式相加得: Cu2S　+　O22Cu+SO2 1　　　　1 amol　　0.2bmol 1amol=10.2bmol,解得b=5a。 (2)由反應2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2可知,消耗3mol氧氣時生成2mol二氧化硫,當產物為Cu2O時,反應后容器內的壓強小于反應前;由反應Cu2S+O22Cu+SO2可知,反應后固體為Cu時,反應前后氣體的體積未變;但反應后固體為Cu2O、Cu時,反應后容器內的壓強小于反應前。所以,若反應后容器內的壓強小于反應前,則反應后容器內固體的成分為Cu2O或Cu和Cu2O。