2020高考化学二轮增分优选练 非选择题规范练 第29题 化学计算题专练 5页

第29题　化学计算题专练 ‎1．已知‎19.2 g Cu与过量的200 mL 5 mol·L－1稀硝酸充分反应，反应方程式如下：3Cu＋8HNO33Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ 请计算(忽略反应前后溶液体积的变化)。‎ ‎(1)转移电子的物质的量为________ mol；标准状况下，产生NO气体的体积为______ mL。‎ ‎(2)反应后，NO的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ 答案　(1)0.6　4 480　(2)4‎ 解析　(1)‎19.2 g Cu的物质的量是‎19.2 g÷‎64 g·mol－1＝0.3 mol，硝酸的物质的量是‎0.2 L×5 mol·‎ L－1＝1.0 mol，根据方程式可知0.3 mol铜完全反应消耗0.8 mol硝酸，所以硝酸过量，铜完全反应，因此转移电子的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol；标准状况下，产生NO气体的体积为0.2 mol×‎22.4 L·mol－1＝‎4.48 L＝4 480 mL。(2)根据氮原子守恒可知反应后NO的物质的量是1.0 mol－0.2 mol＝0.8 mol，所以硝酸根离子的浓度为0.8 mol÷‎0.2 L＝4 mol·L－1。‎ ‎2．(2018·余姚中学高三选考模拟)(1)溶解‎28.4 g碳酸钙和碳酸氢钙的混合物，消耗1.0 mol·‎ L－1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物，得到氧化钙的质量是__________________。‎ ‎(2)有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物‎27.2 g，把它们溶于足量的水中充分反应后，溶液中Ca2＋、CO、HCO均转化为沉淀，将反应器内水分蒸干，最后得到白色固体物质共‎29 g，则原混合物中Na2CO3的质量是________________。‎ 答案　(1)‎14 g　(2)‎‎10.6 g 5‎ 解析　(1)本题考查化学方程式的计算。该题常规解法为先写化学方程式，然后列方程组计算即可得答案；当然也可利用原子守恒妙解之。利用钙原子、氯原子守恒有：‎ CaO～CaCl2～2HCl ‎56 2‎ m 1.0 mol·L－1×‎‎0.5 L 由此解得氧化钙的质量m＝‎14 g。‎ ‎(2)依题意知，Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH充分反应后恰好全部转变为CaCO3和NaOH，Δm＝‎29 g－‎27.2 g＝‎1.8 g。‎ 由原子守恒知固体物质增重是因为水参与了反应，依题意写出方程式：‎ Na2CO3＋NaHCO3＋2CaO＋H2O===2CaCO3↓＋3NaOH ‎106 18‎ ‎10.6 g‎ ‎‎1.8 g 故答案为‎10.6 g。‎ ‎3．将‎1.95 g由Na2SO4和Na2CO3组成的混合物溶于水，向所得溶液中加入10 mL未知浓度的BaCl2溶液恰好完全反应，生成沉淀，向所得沉淀中加入足量稀盐酸，充分反应后剩余沉淀‎2.33 g。计算：‎ ‎(1)原混合物中Na2CO3的质量分数是_____________________________________________。‎ ‎(2)BaCl2溶液的物质的量浓度是_______________________________________________。‎ 答案　(1)27.2%　(2)1.5 mol·L－1‎ 解析　(1)剩余沉淀是硫酸钡。m(Na2SO4)＝×‎142 g·mol－1＝‎1.42 g，m(Na2CO3)＝‎1.95 g－‎1.42 g＝‎0.53 g，原混合物中Na2CO3的质量分数为≈27.2%。‎ ‎(2)n(Na2SO4)＝ mol＝0.01 mol，n(Na2CO3)＝ mol＝0.005 mol，n(BaCl2)＝n(Na2SO4)＋n(Na2CO3)＝0.015 mol，c(BaCl2)＝＝1.5 mol·L－1。‎ ‎4．(2017·温州市高一下学期期末)取Na2CO3和NaOH的混合液100 mL，先向其中滴加Ba(OH)2溶液至不产生沉淀为止，再向其中滴加稀盐酸至沉淀消失，产生的沉淀的质量与消耗盐酸的体积如图所示：‎ ‎(1)原混合液中Na2CO3的物质的量为________ mol。‎ ‎(2)原混合液中Na2CO3与NaOH 的物质的量浓度之比为________。‎ 5‎ ‎(3)稀盐酸的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ 答案　(1)0.01　(2)1∶2　(3)1‎ 解析　(1)根据图像可知碳酸钡的质量是‎1.97 g，物质的量是‎1.97 g÷‎197 g·mol－1＝0.01 mol，根据碳酸根守恒可知原混合液中Na2CO3的物质的量为0.01 mol。(2)根据图像可知与氢氧化钠反应消耗盐酸的体积是40 mL，与碳酸钡反应消耗盐酸的体积是60 mL－40 mL＝20 mL，根据方程式BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑可知碳酸钡消耗盐酸0.02 mol，所以盐酸的浓度是0.02 mol÷‎0.02 L＝1 mol·L－1；所以与氢氧化钠反应的盐酸的物质的量是1 mol·L－1 ×‎0.04 L＝0.04 mol，因此根据方程式NaOH＋HCl===NaCl＋H2O可知氢氧化钠的物质的量是0.04 mol，其中由碳酸钠反应生成的氢氧化钠是0.01 mol×2＝0.02 mol，则原溶液中含有的氢氧化钠是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，因此原混合液中Na2CO3与NaOH的物质的量浓度比为0.01∶0.02＝1∶2。‎ ‎5．测定硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中结晶水的x值：称取‎2.41 g硫酸铜晶体，在________(填实验仪器名称)中加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为‎1.6 g。则计算得x＝________(计算结果精确到0.1)。‎ 答案　坩埚　4.5‎ 解析　在坩埚中加热硫酸铜晶体至质量不再改变时，所得粉末为CuSO4，计算其物质的量：n(CuSO4)＝＝＝0.01 mol，而减少的水的质量m(H2O)＝‎2.41 g－‎1.6 g＝‎0.81 g，n(H2O)＝＝0.045 mol，‎ CuSO4·xH2OCuSO4＋xH2O ‎1 x ‎0.01 mol 0.045 mol ＝，解得x＝4.5。‎ ‎6．向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各离子的物质的量变化如下图所示。‎ ‎(1)原混合溶液中n(FeBr2)＝______________。‎ ‎(2)原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝______________________。‎ 5‎ 答案　(1)3 mol　(2)2∶1∶3‎ 解析　还原性为I－＞Fe2＋＞Br－，则先发生2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，I－反应完毕再发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，最后发生反应2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。 ‎ ‎(1) AB段发生2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，消耗1 mol氯气，则n(I－)＝2n(Cl2)＝2 mol，BC段发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，消耗2 mol氯气，则亚铁离子的物质的量是n(Fe2＋)＝2×2 mol＝4 mol，DE段发生2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，消耗氯气3 mol，故n(Br－)＝2n(Cl2)＝6 mol，因此原混合溶液中n(FeBr2)＝3 mol。(2)根据以上分析可知原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝4 mol∶2 mol∶6 mol＝2∶1∶3。‎ ‎7．(2017·温州十五校联合体高二第二学期期末)为确定Na2CO3和KHCO3混合物样品的组成，称取五份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸40.0 mL，充分反应，实验记录见下表： (CO2的体积已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)‎ 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 样品质量(g)‎ ‎1.560‎ ‎3.900‎ ‎6.240‎ ‎8.580‎ HCl体积(mL)‎ ‎40.0‎ ‎40.0‎ ‎40.0‎ ‎40.0‎ CO2体积(mL)‎ ‎336‎ ‎840‎ ‎896‎ ‎560‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)样品中Na2CO3和KHCO3的物质的量之比为______。‎ ‎(2)盐酸的物质的量浓度为______________________________________________________。‎ 答案　(1)2∶1　(2)2.0 mol·L－1‎ 解析　 (1)由表中数据分析，相同浓度盐酸40.0 mL，分别与五份Na2CO3和KHCO3混合物样品充分反应，表中产生CO2的最大体积是896 mL，即0.04 mol，由此可知第Ⅰ组实验中盐酸是过量的。当‎1.560 g混合物样品与足量盐酸充分反应产生336 mL CO2(即0.015 mol CO2)时，设‎1.560 g 中含Na2CO3的物质的量为x mol，KHCO3为y mol，则x＋y＝0.015,106x＋100y＝1.560，解得x＝0.01，y＝0.005，样品中Na2CO3和KHCO3的物质的量之比为2∶1。(2)第Ⅳ组CO2的体积比第Ⅲ组小，HCl不足，可以计算HCl的浓度和物质的量，Na2CO3和盐酸的反应分下列两步进行：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，固体质量‎8.580 g是第Ⅰ组‎1.560 g的5.5倍，所以Na2CO3有0.01 mol×5.5＝0.055 mol，第一步消耗盐酸0.055 mol，而第二步中560 mL气体为0.025 mol，需消耗盐酸0.025 mol，所以盐酸的总物质的量为0.080 mol，则盐酸的物质的量浓度为＝2.0 mol·L－1。‎ ‎8．(2017·金华十校高二下期末)常温下，取‎0.592 g Na2CO3和NaHCO3的固体混合物溶于水配成50.0 mL溶液，往溶液中加入50.0 mL Ba(OH)2溶液恰好使生成的沉淀量最多，测得反应后溶液的pH＝13 (混合溶液体积改变忽略不计)。试计算：‎ 5‎ ‎(1)反应后溶液中的n(OH－)。‎ ‎(2)原混合物中的n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)。‎ 答案　(1)剩余的氢氧根的物质的量n(OH－)＝0.1 mol·L－1×‎0.10 L＝0.010 mol。‎ ‎(2)设原混合物中n(Na2CO3)＝x mol，n(NaHCO3)＝y mol，往溶液中加入Ba(OH)2溶液，恰好使生成白色沉淀的量最多，根据HCO＋OH－===CO＋H2O，消耗氢氧根离子的物质的量是y mol，反应后碳酸根离子是(x＋y) mol，原氢氧化钡溶液中氢氧根离子总物质的量是(0.01＋y) mol，钡离子的物质的量是(0.01＋y)/2 mol，根据CO＋Ba2＋===BaCO3↓可知：(0.01＋y)/2＝x＋y，根据总质量可得：106x＋84y＝0.592，解得：x＝0.004、y＝0.002，所以原混合物中Na2CO3和NaHCO3 物质的量之比为n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.004 mol∶0.002 mol＝2∶1。‎ 5‎