高中化学计算题

硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100ml硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，相反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与与产生的沉淀质量的关系如图所示。
                    
回答下列问题：
（1）写出铝与混合溶液反应的离子方程式：                          
（2）参加反应硝酸根离子物质的量为     mol
（3）参加反应的铝与镁的质量比为         
（4混合液中硫酸的物质的量的浓度为        mol/L

黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为8∶7；将m g X粉末全部溶于200 mL的浓HNO₃，反应后的溶液加水稀至 2.12 L时测得其pH＝0；将稀释后的溶液分为两等份，向其中一份溶液中滴加浓度为6.05 mol/L的NaOH溶液，向另一份溶液中滴加0.600 mol/LBa(NO₃)₂溶液，两溶液中均生成沉淀，且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示：

（1）请通过计算确定：m＝________。
（2）X的摩尔质量为368 g/mol，则X的化学式为________________。
（3）将一定质量的Fe、Cu的混合物平均分成四等份，每份13.2 g，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应后，在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量见下表（设硝酸的还原产物只有NO）：

实验编号	①	②	③	④
稀硝酸体积/mL	100	200	300	400
剩余金属质量/g	9.0	4.8	0	0
NO体积/L	1.12	2.24	3.36	V

回答下列问题：
①写出实验①中发生反应的离子方程式___________________________________。
②实验④中V＝________。

氯化亚铜（CuCl）是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上常通过下列反应制备CuCl ：
2CuSO₄+ Na₂SO₃ + 2 NaCl + Na₂CO₃ =" 2" CuCl ↓+ 3 Na₂SO₄ + CO₂↑
⑴ CuCl制备过程中需要配制质量分数为20.0% 的CuSO₄溶液，试计算配制该溶液所需的CuSO₄·5H₂O与H₂O的质量之比。
⑵准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L^-1 FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L^-1 Ce（SO₄）₂溶液滴定到终点，消耗24.60mL Ce（SO₄）₂溶液。有关反应的离子方程式为：
Fe ³⁺+CuCl=Fe ²⁺+Cu²⁺+Cl^－，Ce⁴⁺ + Fe ²⁺ = Fe ³⁺ + Ce³⁺
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。

氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH，其正极反应为____________________________，
负极反应为__________________________________________;
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________，负极反应为_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
（3）若用氢氧燃料电池做电源电解由NaCl和CuSO₄组成的混合溶液，其中
c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）=0.3mol·L^—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体。计算（写出计算过程）
此时氢氧燃料电池中消耗H₂和O₂的质量各是多少？（保留2位小数）

固溶体BaIn_xCo_1-xO_3-δ是兼具电子导电性与离子导电性的功能材料，Co的氧化数随组成和制备条件而变化，In则保持+3价不变。为测定化合物BaIn_0.55Co_0.45O_3-δ中Co的氧化数，确定化合物中的氧含量，进行了如下分析：称取0.2034 g样品，加入足量KI溶液和适量HCl溶液，与样品反应使其溶解。以淀粉为指示剂，用0.05000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，消耗10.85 mL。
4-1 写出BaIn_0.55Co_0.45O_3-δ与KI和HCl反应的离子方程式。
4-2 写出滴定反应的离子方程式。
4-3 计算BaIn_0.55Co_0.45O_3-δ样品中Co的氧化数S_Co和氧缺陷的量δ（保留到小数点后两位）。

氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为：利用CH ₃OH和H ₂O在某Cu/Zn﹣Al催化剂存在下生产H ₂，H ₂与Mg在一定条件下制得储氢物质X。

回答问题：

（1）Al在周期表中的位置 　　。基态Zn的价层电子排布式 　　。

（2）水分子中氧原子的杂化轨道类型 　　。

（3）键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH ₃OH键参数中有 　　种键能数据。CH ₃OH可以与水以任意比例互溶的原因是 　　。

（4）X的晶胞结构如图所示（晶胞参数：α＝β＝γ＝90°，a＝b＝450.25pm），密度为1.4g•cm ^{﹣ 3}，H ^﹣的配位数为 　　，X的储氢质量分数是 　　，c＝ 　　pm （列出计算式即可）。

把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到11.2L H₂（标准状况下）．试计算（写出计算过程）：
（1）该合金中铝的质量分数；
（2）该合金中铝和镁的物质的量之比．

将6g的铁粉加入200mL Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液，充分反应得到200mL 0.5mol/LFeSO₄溶液和5.2g固体沉淀物。试计算
（1）反应后生成铜的质量；
（2）原Fe₂(SO₄)₃溶液的物质的量浓度。

在一定温度下，将气体X和Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应发生反应X（g）+Y（g）2Z（g）△H＜0，一段时间后达到平衡．反应过程中测定的数据如下表所示：

t/min	2	4	7	9
n（Y）/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

计算该温度下此反应的化学平衡常数为多少？

向一定量的NaOH固体中加入由硫酸铜和硫酸组成的混合物的溶液，充分搅拌，恰好完全反应，有蓝色沉淀生成，过滤，所得滤液的质量与加入的原混合物溶液的质量相等。则与硫酸铜反应的氢氧化钠和与硫酸反应的的氢氧化钠的物质的量之比为?

恒温下，将xmolN₂与ymolH₂的混合气体通入一个容积为1L的密闭容器中，发生如下反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)。
（1）若反应到达某时刻t时，n_t(H₂)=9mol，n_t(NH₃)=4mol，计算y的值。
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为672L（标准状况下），其中NH₃的含量（体积分数）为20%，计算平衡时NH₃的物质的量及平衡常数K（保留2位有效数字）。

某厂每天产生800m³含氮的废水（NH₃的含量为168mg∙L^-1）。该厂处理废水的方法是：将废水加热得到NH₃，使废水中NH₃的含量降为15mg∙L^-1（假设废水处理前后体积不变）。再对加热蒸发得到的NH₃进一步处理制取硝酸。
（1）制取硝酸过程中主要发生反应如下：①_________________，②4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃。反应①是氨气在一定条件下被氧气氧化，请在横线上写出该反应的化学方程式。
（2）该厂每天通过加热蒸发可得到NH₃的物质的量是__________________。
（3）若在反应①中N元素损失10%，则该厂每天可生产硝酸多少吨？（写出计算过程，结果保留2位小数）

硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：
4NH₃+5O₂4NO+6H₂O   ①
4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃   ②
完成下列计算：
（1）如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数是        （保留至1%）。
（2）某化肥厂以氨为原料通过题干中反应先产生硝酸，再利用氨气和硝酸反应制NH₄NO₃，已知由氨制 NO 的产率是 96%，NO 制硝酸的产率是 92%，氨被硝酸的吸收率为100%，则制备80吨 NH₄NO₃所需氨的体积（标准状况）为         m³（保留整数部分）。

将a g铁粉和b g硫粉混合均匀，在隔绝空气条件下充分加热，然后往反应后的固体混合物中加入足量稀硫酸。若使产生的气体充分燃烧，消耗标准状况下空气的体积为VL（空气中O₂的体积分数为0.20）。请通过计算分析V的取值范围。

现有FeCl₃、AlCl₃的混合溶液100mL，逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入的NaOH的物质的量的关系如图．

（1）a点对应的沉淀为______________（填化学式）。
（2）计算原混合液中FeCl₃的物质的量浓度为多少？（写出计算过程）