高中化学磷计算题

(6分) 向27.2Cu和Cu₂O的混合物中加入某浓度的稀HNO₃500mL，固体完全溶解后在所得溶液中加入1mol/L 的NaOH溶液1L使金属离子恰好完全沉淀，此时溶液呈中性，所得沉淀质量为39.2g。则：
（1）Cu与Cu₂O 的物质的量之比为          。    
（2）HNO₃的物质的量浓度为                。

成都市近年来常常发生“毒奶粉”事件。劣质奶粉制造商为牟取暴利，大大降低了奶粉中蛋白质的含量，导致食用这种奶粉的众多婴幼儿严重营养不良乃至死亡。
为了测定某牛奶样品中蛋白质的含量，现采用“盖尔达法”分解其中的蛋白质。其原理是把蛋白质中的氮元素完全转化为氨气（化学式为NH₃），再用稀硫酸吸收氨气，反应的化学方程式为：2 NH₃+H₂SO₄= (NH₄)₂ SO₄
现取该奶粉样品100g，用“盖尔达法”分解其中的蛋白质，产生的氨气用7.5g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸恰好完全吸收。
计算并回答下列问题：
（1）产生氨气的质量是多少？（计算结果精确到0.01，下同）
（2）含氮元素的质量多少？
（3） 该奶粉中氮的含量是否达到了国家规定的标准。（奶粉中蛋白质的含量国家标准为：每100g婴幼儿奶粉中含12g~25g。蛋白质含氮元素的质量分数为16%）

将50.0g含有NH₄NO₃、(NH₄)₂SO₄及其它难溶物的混合物样品，溶于水，过滤后加入足量浓NaOH溶液共热，在标准状况下收集到13.44 L氨气，再向溶液中加入足量BaCl₂溶液，产生沉淀46.6g，试计算混合物中NH₄NO₃的物质的量及(NH₄)₂SO₄的质量分数。

常温下，将1.92 g铜加入到100 mL H₂SO₄和HNO₃的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448 mL 的氢气(折算为标准状况)。下列有关结论不正确的是（   ）

A．溶解的铁粉为2.8 g	B．原溶液中c(SO4^2-) ="0.5" mol/L
C．原混合液中c(H^+) ="1.2" mol/L	D．原混合液中n(NO3^-) ="0.08" mol

硝酸是一种重要的工业原料，工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I．图10、图11分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置

（1）氮气和氢气通过图10装置，该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和   。
（2）用图11装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，铂丝保持红热的原因是       ，写出该装置中氨氧化的化学方程式   。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H^＋、OH^－、    离子、    离子。
II．下列有关硝酸事实的解释合理的是

A．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定

B．足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化亚铁离子

C．不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性

D．不用锌与稀硝酸反应制取氢气，说明稀硝酸能将锌钝化

工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假设不含N₂O₄），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
（1）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x 。
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应   
NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂         ① 
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂   ②
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生5.6L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加10g，则NO_x中的x值为         。
（2）尿素也可用于吸收处理NO_x，其反应原理为：
NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂     
2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。
当混合气体中NO、NO₂按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO₂)＝3∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝   （空气中氧气的体积含量约为20%）。

有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀；滤液与4.0molNaOH溶液反应，用去35mL碱液时恰好完全中和。试求：
（1）混合液中H₂SO₄、HNO₃的物质的量浓度各是多少？
（2）另取l0mL原混合液，加入3.2g铜粉共热时，在标准状况下收集到气体的体积为多少升？（保留两位有效数字。）

绿矾(FeSO₄·7H₂O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为            (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为          (填>、<、=")40%" 。
（2）实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO₃ 20克)配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe^2＋完全氧化，推测晶体的化学式为                     。    
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋=6Cu^2＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋=3Cu^2＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe^2＋＋4H^＋= NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
① V值范围                       ；
② 若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数          (保留两位小数)。

有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9．32g的沉淀；滤液与4mol·L^-1NaOH溶液反应，用去40mLNaOH溶液时恰好完全中和。试求：
（1）混合液中H₂SO₄、HNO₃的物质的量浓度各是多少？
（2）另取10mL原混合液，加入4．48g铜粉共热时，收集到气体在标准状况下的体积为多少毫升？

在50 mL a mol·L^-1的硝酸溶液中，加入6．4g Cu，全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO₂和NO，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得c(NO₃^-)＝3 mol·L^-1。
(1)求稀释后的溶液中H⁺的物质的量浓度
(2)若a＝9，求生成的气体中NO₂的物质的量
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O、2NO₂＋2NaOH＝NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O。若将上述的NO₂和NO的混合气体通入1 mol·L^-1的NaOH溶液恰好被吸收，求需要NaOH溶液的体积。

在50mL a mol·L^-1的硝酸溶液中，加入6.4g Cu，全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO₂和NO，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c(NO₃^-)="3" mol·L^-1。
（1）求稀释后的溶液的pH         。
（2）若生成的气体中NO₂的物质的量为0.125 mol，则a=           
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO₂+NO+2NaOH→2NaNO₂+H₂O       2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O
若将上述的NO₂和NO的混合气体通入2mol·L^-1的NaOH恰好被吸收，求NaOH溶液的体积为      mL。生成的NaNO₂为           mol。
（4）治理氮氧化物污染的另一种方法，可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理。其主要反应原理如下：
4NO + 4NH₃ + O₂4N₂ + 6H₂O   6NO₂ + 8NH₃7N₂ + 12H₂O
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m³（体积已折算至标准状况），其中NO与NO₂物质的量比为4∶1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。
①氨氧混合气的平均相对分子质量为           （精确到0.01）。
②要处理5m³的尾气，需要氨氧混合气的体积为            L。

二氧化硫和氮氧化物（NO_x）是大气的主要污染物，治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。
完成下列计算：
（1）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是：烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏（CaSO₄·2H₂O）。某电厂用煤300t（煤中含硫的质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则理论上可得到_________吨石膏。
（2）用CH₄催化还原NO_x，主要产物为N₂与CO₂。现有1 L NO_x（含NO₂、NO），用CH₄将其还原成N₂，消耗同温同压下的CH₄ 0.4 L，则混合气体中NO₂、NO的物质量之比为____。
（3）乙二酸（H₂C₂O₄）的制备有如下反应：
C₆H₁₂O₆＋18HNO₃→3H₂C₂O₄＋18NO₂↑＋12H₂O
C₆H₁₂O₆＋6HNO₃→3H₂C₂O₄＋6NO↑＋6H₂O
上述反应产生的NO_x用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用，若尾气NO_x中n(NO₂)︰n(NO)＝2︰1，且NO_x的吸收转化率为90%。每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克？
（4）用碱液吸收法处理某工业尾气（含NO_x：NO、NO₂和N₂O₄）的反应为：
2NO₂ + 2NaOH→ NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O；
NO + NO₂ + 2NaOH→ 2NaNO₂ + H₂O。
当N₂O₄体积分数为0.2时，处理1mol该NO_x，计算生成NaNO₃和NaNO₂的物质的量（x可作为已知条件使用）。

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。请填空:

（1）AB段的反应的离子方程式为                                       ；
（2）原混合酸中NO₃^-物质的量浓度为            mol·L^－1；
（3）原混合物中H₂SO₄物质的量为         mol。

取一定量的Fe、Cu的混合物粉末，平均分成五等份，分别向每一份中加入一定量的稀硝酸，假设反应的还原产物只有NO，若实验中生成的NO气体体积及所得剩余固体的质量记录如下(所有体积均在标准状况下测定)：

实验序号	1	2	3	4	5
硝酸溶液体积	100 mL	200 mL	300 mL	400 mL	500 mL
剩余固体的质量	17.2 g	8 .0g	0 g	0 g	0 g
气体体积	2.24 L	4.48 L	6.72 L	7.84 L	7.84 L

求：(1)该实验中所用稀硝酸的物质的量浓度；
(2)每一等份的混合物粉末中铜的质量。

如图装置中，容器甲内充入0.1 mol NO气体，干燥管内装有一定量Na₂O₂，从A处缓慢通入CO₂气体．恒温下，容器甲中活塞缓慢由D向左移动，当移至C处时容器体积缩小至最小，为原体积的，随着CO₂的继续通入，活塞又逐渐向右移动。（不考虑活塞的磨擦）

已知： 2Na₂O₂ + 2CO₂ →  2Na₂CO₃ + O₂
（1）已知当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24 g。
①此时，通入标准状况下的CO₂气体多少L？
②容器甲中NO₂转化为N₂O₄的转化率是多少？
③活塞移至C处后，继续通入a mol CO₂，此时活塞恰好回至D处．则a值必    0.01（填大于、小于、等于），其理由是                                  。
（2）若改变干燥管中Na₂O₂的量，要通过调节甲容器的温度及通入的量CO₂，使活塞发生从D到C，又从C到D的移动，则Na₂O₂的质量最小值应大于________g。

硝酸与金属反应是硝酸的重要化学性质之一，请阅读下文并解答有关问题。
（1）ag铜与bmL浓HNO₃充分反应后得到V₁ L红棕色气体X，且溶液中余下cg铜；再将此红棕色气体通过水变成V₂ L无色气体Y（气体已转换成标准状况下的体积，设题中产生的氮的化合物分子中均含有一个氮原子。）
①当反应生成X气体时有多少克氮元素被还原？
②计算X气体中各组分的物质的量。
（2）若在(1)反应余下的溶液中加入过量的稀H₂SO₄使留下的cg铜恰好完全溶解;此时溶液中只留下一种盐。
①写出此时发生的化学反应方程式
②计算a与c的质量比及浓HNO₃的物质的量浓度