提升训练28 化学计算(第29题)1.(2022·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0.98g(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11.92gNaClO配成100mL溶液,向其中加入0.01molNa2Sx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Na2Sx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1.000mol·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20.0g加入到100mL5.0mol·L-1FeCl3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1mol与足量的水充分反应。(已知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑)-5-\n(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13.44L(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/g3.066.129.1812.2415.30Ba(OH)2溶液体积/mL300300300300300生成沉淀的质量/g5.9111.8217.7323.6423.64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100mL0.500mol·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amolCu2S和bmol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0.18g、氧气0.08g解析:(1)根据题意分析图像,n[Cu(OH)2]=0.98g98g·mol-1=0.01mol,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Cu2-5-\nO。(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0.18g,然后计算出氧气的质量是0.08g。2.答案:(1)1.6 (2)5解析:(1)11.92gNaClO的物质的量为11.92g74.5g·mol-1=0.16mol,则NaClO溶液的物质的量浓度为0.16mol0.1L=1.6mol·L-1;(2)Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,硫元素化合价由-2x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Na2Sx与NaClO的物质的量之比为0.01mol∶0.16mol=1∶16,根据电子转移守恒,则x×[6-(-2x)]=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×m(CO2)M(CO2)=2×2.2g44g·mol-1=0.1mol,碳酸钠与氯化钙反应,生成沉淀5.0g,n(CaCl2)=n(CaCO3)=m(CaCO3)M(CaCO3)=5.0g100g·mol-1=0.05mol,n(CaCl2)∶n(HCl)=0.05mol∶0.1mol=1∶2;(2)根据C原子守恒可知:n(Na2CO3)=n(CO2)+n(CaCO3)=0.1mol,V2=n(Na2CO3)c(Na2CO3)=0.1mol1.000mol·L-1=0.100L。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0.1L×5mol·L-1×32=0.75mol,因此消耗铁的物质的量是0.75mol-0.5mol=0.25mol,质量是14g,而固体实际减少质量是14.8g,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xmol、ymol,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0.65mol÷0.1L=6.5mol·L-1。(2)原固体混合物中铜的质量分数是5.2g+0.1mol×64g·mol-120.0g×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)情况一:13.44L氢气的物质的量为0.6mol,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0.3mol,参加反应的Al的物质的量为0.3mol,还有0.4molAl没有反应,则Na与Al的物质的量之比为3∶7;情况二:1molNa完全反应生成0.5mol氢气,实际上生成氢气0.6mol,则Al一定参加反应,设参加反应的Na的物质的量为xmol,参加反应的Al的物质的量为y-5-\nmol,根据反应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与Al的物质的量之比为9∶1。6.答案:(1)2∶1(2)0.60mol·L-1解析:第Ⅳ组、第Ⅴ组实验生成沉淀碳酸钡质量都为23.64g,说明样品质量为12.24g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3.06g、12.24g,生成沉淀碳酸钡质量分别为5.91g、23.64g,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xmol、ymol,则: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+的物质的量为0.08mol+0.04mol=0.12mol;(2)原固体混合物的组成不变,由(4)可知9.18g该固体样品中KHCO3的物质的量为0.06mol,Na2CO3的物质的量为0.03mol,300mLBa(OH)2溶液中Ba2+的物质的量为0.12mol,OH-的物质的量为0.24mol;故第Ⅲ组实验所得溶液中的OH-物质的量为0.24mol-0.06mol=0.18mol,其物质的量浓度为0.18mol÷0.3L=0.60mol·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NaOHNa2CO3(反应生成NaHCO3)NaHCO3。反应原理分别为NaOH+HClNaOH+H2O、Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+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20mL盐酸过程中无CO2生成,再加入30mL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xmol、NaHCO3的物质的量为ymol,则2x+y=0.100×0.500,xx+y=2050-20,解得x=0.02,y=0.01,吸收的CO2的物质的量为0.01mol+0.02mol=0.03mol,标准状况时体积为0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L。反应消耗盐酸中HCl的物质的量为2×0.02mol+0.01mol=0.05mol,物质的量浓度为0.05mol0.05L=1mol·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 1amol 0.2bmol1amol=10.2bmol,解得b=5a。-5-\n(2)由反应2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2可知,消耗3mol氧气时生成2mol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+O22Cu+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。-5-
