化学计算题经典总结典型例题常见方法

2008-2014计算题

2008 28．（10分）一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原

理：2Fe 3+ + Cu 2Fe 2+ + Cu2+）。请按要求完成下列探究报告。 ［探究目的］

从废液中回收铜，并重新得到FeCl 3溶液。 ［资料获悉］

①3Fe 2+ + NO3- + 4H+ 3Fe 3+ + NO↑ ＋ 2H 2O ②有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH ： Fe 3+：2.7～3.7 Cu 2+：5.2～6.4 Fe 2+：7.6～9.6 ［探究思路］

（1）先确定废液的组成及各金属离子的浓度；

（2）选择合适试剂回收铜，并重新得到FeC13溶液。 ［实验探究］

取几滴废液于试管中加水稀释后，滴加KSCN 溶液出现血红色，可知废液中除含有Fe 2+、Cu 2+外，还含有Fe 3+。

甲同学取10 mL 废液，向其中加人足量的AgNO 3溶液，得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称重8.61g 。乙同学另取10 mL 废液，加人某试剂将pH 调至4.0，使其中Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀，而Fe 2+、Cu 2+仍留在废液中，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，冷却后称重得0.32 g。

通过计算可知废液中。c(Fe3+)=_____________mol/L，c(Fe2+)=____________mol/L，c(Cu2+)=__________________mol/L。 ［交流讨论］

如何回收1L 废液中含有的铜，并重新得到FeC13溶液？

丙同学认为应该先向废液中加入w g 铁粉［w ＝c(Cu2+) ×1 L × 56 g/mol］，使之充分反应置换出铜，过滤，得金属铜。再向滤液中加人适量的稀硝酸，将Fe 2+全部氧化为Fe 3+，并进行尾气处理，即可达实验目的。有些同学认为丙同学的方案不可行，请你评价丙同学的方案有哪些不妥之处？（不一定填满）

（1）_______________ （2）____________ （3）____________ 该小组同学根据讨论得到的合理方案进行操作，最终达到了预期目的。（方案内容略） ［拓展延伸］

请画出1L 废液中加人铁粉的物质的量与废液中铜离子的物质的量的关系曲线，并利用图像计算，当铜离子的物质的量减少一半时，加人铁粉的质量是_______g。

2009

—

23．在硫酸铝、硫酸钾和明矾[KAl(SO4) 2·12H 2O ]的混合溶液中，SO 42的浓度为0.4mol/L，

+

当加入等体积0.4mol/L KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解。则反应后溶液中K 的浓度约为

A ．0.225mol/L B ．0.25mol/L C ．0.45mol/L D ．0.9mol/L 26．（10分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。

⑴一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知： 2Fe + 6H2SO 4(浓

) Fe 2(SO4) 3 + 3SO2↑+ 6H2O 。请你参与探究并回答相关问题。 ①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始

计时。t 1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1 图2

在0～t 1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t 1～t 2时间段，反应生成的气体是__________。

②t 2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN 溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。

⑵另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe 和含有b mol HNO 3的稀硝酸进行实验，若HNO 3只被还原成NO ，且反应结束后溶液中含有Fe 3+和Fe 2+，则围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe3+) :n(Fe2+)=2:1，则2010

23．某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：C l 、SO 42-、CO 32-、NH 4+、Na 、K 。

为确认溶液组成进行如下实验：（1）200mL 上述溶液，加入足量B a C l 2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30g, 向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g 沉淀不溶。

（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH 溶液，加热，产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L （已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是（ ）

A ．一定存在SO 42-、CO 32-、NH 4+，可能存在C l 、Na 、K B ．一定存在SO 42-、CO 32-、NH 4+、C l ，一定不存在Na 、K C ．c(CO 32-)=0.01mol·L，c (NH 4+) ＞c (SO 42-)

-1

a

的取值范b

a

的值为__________。 b

+

+

-

-++

-++

D ．如果上述6种离子都存在，则c(C l ) ＞c (SO 42-)

-

26．某化学兴趣小组在实验失室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。已知：①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl 2。

②氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应： 3Cl 2+6OH5Cl +ClO3+3H2O 该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验。

-

△

--

请回答下列问题：

⑴①甲装置用于制备氯气，乙装置的作用是____________。

②该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca(ClO)2______________g。 ⑵小组成员发现，产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为，部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高是可能原因。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢。匀速地通入足量氯气，得出了C l O 、C l O 3-两种离子的物质的量（n ）与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为右图（不考虑氯气和水的反应）。

①图中曲线I 表示_____________离子的物质的量随反应时间变化的关系。

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______________mol。

③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl 的

-

-

n (C l O -) 物质的量为0.37mol ，则产物中=______________。

n (C l O 3-)

⑶为了提高Ca(ClO)2的产率，可对丙装置作适当改进。请你给出一种改进方法：________。

2011

23、将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100mL 4.4mol/L盐酸中，充分反应后产生896 mL H2 (标准状况) ，残留固体1.28g 。过滤，滤液中无Cu 2+。将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H+) 为0.400mol/L。则原混合物中单质铁的质量是

Ａ．2.24g B ．3.36g C. 5.60g Ｄ．10.08g

26、（10分）某氮肥硫酸铵中混有硫酸氢铵。为测定该氮肥的含氮量，一化学研究性学习小组取一定量氮肥样品，研磨使其混合均匀，备用。已知：

氢氧化钠少量时 2NH 4HSO 4 + 2NaOH = (NH4) 2SO 4 + Na2SO 4 + 2H2O 氢氧化钠过量时 NH 4HSO 4 + 2NaOH = Na2SO 4 + NH3↑+ 2H2O (1)同学们设计的实验装置图如下，请回答相关问题。

①装置中碱石灰的作用是 。

②广口瓶内四氯化碳的作用是 。

③指导老师指出，用该装置进行实验，即使氢氧化钠足量且实验过程中无氨气外泄，测得的样品含氮量仍将偏低，其原因可能是 。 (2)同学们改进实验装置后（改进装置图略），进行如下实验。

称取不同质量的上述样品分别与40.00mL 相同浓度的氢氧化钠溶液相混合，完全溶解后，加热充分反应（此温度下铵盐不分解），并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收，测得氨气的质量。部分实验数据如下：

请计算（计算结果保留两位小数）：

①样品中的氮元素的质量分数是 %。

②所用氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 mol/L。

③若样品质量为31.00g ，则生成氨气的质量为 g 。

2012

23．聚合硫酸铁可用于水的净化，其化学式可表示为[Fea (OH)b (SO4) c ]m 。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应，所得溶液平均分为两份。一份溶液中加入足量的BaCl 2溶液，得

＋＋－

到白色沉淀1.7475 g。另一份溶液，先将Fe 3还原为Fe 2，再用0.02000 mol·L 1 K2Cr 2O 7标准溶液滴定至终点，消耗K 2Cr 2O 7标准溶液50.00 mL。该聚合硫酸铁样品中a ：b 的比

－＋＋＋＋

值为(已知：Cr 2O 72＋6Fe 2＋14H =2Cr3＋6Fe 3＋7H 2O) 。 A ．1：1 B ．2：1 C ．3：1 D ．2：5

26．(10分) 纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到。[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al 2(NH4) 2(SO4) 4·24H 2O ，相对分子质量为906]

⑴制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

①检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是 。 ②上述流程中，“分离”所包含的操作依次为： 、 、过滤、洗涤、干燥。 ⑵取4.53 g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51 g Al2O 3固体。加热过程中，固体质量随温度的变化如下图所示。

请通过计算确定400℃时剩余固体成分的化学式(写出计算过程) 。

2013

23. 对于1LH 2SO 4和HNO 3的混合溶液，若H 2SO 4和HNO 3物质的量浓度存在如下关系： C(H 2SO 4)+C(HNO 3)=1.2 mol•L -1 ,则理论上最多能溶解铜的物质的量为 A. 0.80 mol B. 0.72mol C. 0.45mol D. 0.40mol

26. （10分）某研究人员按下图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。实验中，SO 2和O 2混合气体连续通入，水和铁在起始时一次性加入，反应液多次循环。

⑴吸收时，温度不宜过高的原因是 。

⑵为确保反应液的循环吸收效果，吸收液与铁的反应需控制在40℃左右进行，在此条件下欲加快该反应速率宜采取的措施有 。

⑶实验中，对循环的反应液的PH 进行跟踪检测，测得pH 随时间的变化曲线如右图所示（A 点为纯水的pH ）。 ①AB 段，pH 下降的主要原因是 。

②CD 段，反应液的pH 发生突变，是由于吸收液中 （填化学式）含量的突增，请分析引起该物质含量突增的原因： 。

⑷经过多次循环以后，反应液可用于制备FeSO 4•7H 2O 。某补血剂的有效成分为FeSO 4•7H 2O ，药品标签注明“0.3g/片，FeSO 4•7H 2O 含量为95%-110%”。为检测该补血剂是否合格，取十片药片，配成100mL 溶液。取20.00mL 溶液，向其中逐滴加入0.1000mol •L -1Ce （SO 4）2溶液，发生反应Fe 2+ +Ce4+ = Ce 3+ + Fe3+，当反应恰好完全进行时，共消耗Ce （SO 4）2溶液21.00mL 。请通过计算判断该补血剂是否合格（写出计算过程）。

2014

23. 铁、铜混合粉末18.0g 加入到100mL 5.0mol/LFeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g 。下列说法正确的是 A. 剩余固体是铁、铜混合物

B. 原固体混合物中铜的质量是9.6g C. 反应后溶液中n(Fe3+)=0.10mol

D. 反应后溶液中n(Fe3+)+n(Cu2+)=0.75mol

26.(10分) 碱式次氯酸镁[Mg2ClO(OH)3·H2O]微溶于水，不吸湿，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂。某研发小组通过下列流程制备碱式次氯酸镁：

⑴从上述流程可以判断，滤液中可回收的主要物质是 。

⑵NaClO 溶液用Cl 2与NaOH 溶液反应获得，写出该反应的化学方程式： 。

⑶有效氯含量是衡量次氯酸盐氧化能力的重要指标。次氯酸盐的有效氯含量可用次氯酸盐与盐酸反应所生成的氯气的含量来表示： ClO -+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O

有效氯含量=

m (Cl 2)

⨯100%

m (次氯酸盐)

若测得某碱式次氯酸镁产品中镁含量为29.01%，有效氯含量为40.28%

①通过计算判断该产品中镁和有效氯含量的测定值与理论值相比，是偏低或偏高？（写出计算过程）

②根据你的判断，推测产品中可能含有的杂质，并给出制备过程能减少产品中含有该杂质的措施。