1、1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 Na2Sx恰好完全反应,生成 Na2SO4和NaCl。(1)NaClO 溶液的物质的量浓度为 molL -1。 (2)化学式 Na2Sx中的 x= 。 3
2、.向一定质量 CaCl2和 HCl 的混合溶液中逐滴加入浓度为 1.000 molL-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 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,剩余固体质量为 5.2 g(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 molL -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
3、 与足量的水充分反应。(已知:2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+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 样品质量/g 3.06 6.12 9.18 12.24 15.302Ba(OH)2溶液体积/mL
4、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 molL-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 molL -1。 8.高温时,Cu 2S 和 O
5、2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:2Cu 2S+3O2 2Cu2O+2SO2;2Cu 2O+Cu2S 6Cu+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 Cu 2O (2)水 0.18 g、氧气 0.08 g解析: (1)根据题意分析图像, nCu(OH)2=
6、 =0.01 mol,由于可能发生 Cu(OH)20.98 98-1CuO+H2O 和 4Cu(OH)2 2Cu2O+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)2 CuO+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)53解析: (1)11.92 g NaClO 的物质的量为 =0.16 mol,则 NaClO 溶液的物质11.92 74.5-1的量
7、浓度为 =1.6 molL-1;0.160.1 (2)Na2Sx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 NaClO2被还原为 NaCl,氯元素化合价由+1 价降低为-1 价,反应中 Na2Sx与 NaClO 的物质的量之比为 0.01 mol0.16 mol=116,根据电子转移守恒,则 x6- ( )=161-(-1),解得: x=5。-23.答案: (1)12 (2)0.100解析: (1)由图示可知碳酸钠与盐酸反应生成气体 2.2 g,n(HCl)=2n(CO2)=2 =2(2)(2)=0.1 mol,碳酸钠与氯化钙反应,生成沉淀 5.
8、0 g,n(CaCl2)=n(CaCO3)=2.2 44-1=0.05 mol,n(CaCl2) n(HCl)=0.05 mol0.1 mol=12;(2)(3)(3)= 5.0 100 -1根据 C 原子守恒可知: n(Na2CO3)=n(CO2)+n(CaCO3)=0.1 mol,V2=0.100 L。(23)(23)= 0.11.000-14.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 L5 molL-1 =0.75 mol,因此消耗铁的物质的量是 0.75 mol-0.5 mol=0.25
9、 32mol,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 mol0.1 L=6.5 molL-1。(2)原固体混合物中铜的质量分数是 100%=58%。5.2 +0.164 -120.0 5.答案: (1)11(2)91 或 374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
10、+H2、2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+3H2,所以当 Na 与 Al 的物质的量之比为 11 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 11 发生反应生成氢气,根据化学方程式 2Na+2H2O 2NaOH+H2、2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+3H2,得总反应化学方程式为 2Na+2Al+4H2O 2NaAlO2+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 A
11、l 的物质的量之比为 37;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+2H2O 2NaOH+H2、2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+3H2,0.5 x+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 91。6.答案: (1)21(2)0.60 molL-1解析: 第组、第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
12、.24 g 时,氢氧化钡已经完全反应,第组、第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 14,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、197 x+197y=23.64,解得: x=0.08、 y=0.04,故 n(KHCO3) n(Na2CO3)=0.08 mol0.04 mol=21;300 mL Ba(OH) 2溶液中 Ba2+的物质的量为 0.08 mol+0
13、.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 mol0.3 L=0.60 molL-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
14、情况:Na 2CO3和 NaOH、Na 2CO3、Na 2CO3和 NaHCO3、NaHCO 3。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、Na 2CO3+HCl NaHCO3+NaCl、NaHCO 3+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
15、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,CO 2完全释放出来,可以判断用 NaOH 溶液吸收 CO2后所得产物为 Na2CO3、NaHCO 3。设 Na2CO3的物质的量为 x mol、NaHCO 3的物质的量为 y mol,则 2x+y=0. 1000.500, ,+= 2050-20解得 x=0.02,y=0.01,吸收的 CO2的物质的量为 0.01 mol+0.02 mol=0.03 mol,标准状况时体积
16、为50.03 mol22.4 Lmol-1=0.672 L。反应消耗盐酸中 HCl 的物质的量为 20.02 mol+0.01 mol=0.05 mol,物质的量浓度为 =1 molL-1。0.050.05 8.答案: (1) b=5a (2)Cu 2O 或 Cu 和 Cu2O解析: (1)反应后固体全部是 Cu,则:2Cu 2S+3O2 2Cu2O+2SO2、2Cu 2O+Cu2S 6Cu+SO2,两方程式相加得:Cu2S + O 2 2Cu+SO21 1a mol 0.2 b mol,解得 b=5a。1= 10.2(2)由反应 2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2可知,消耗 3 mol 氧气时生成 2 mol 二氧化硫,当产物为Cu2O 时,反应后容器内的压强小于反应前;由反应 Cu2S+O2 2Cu+SO2可知,反应后固体为 Cu 时,反应前后气体的体积未变;但反应后固体为 Cu2O、Cu 时,反应后容器内的压强小于反应前。所以,若反应后容器内的压强小于反应前,则反应后容器内固体的成分为 Cu2O 或 Cu 和 Cu2O。
