高三化学计算题试题 - 中等难度

硝酸工业生产中的尾气（NO₂、NO的混合气体）通常可用纯碱溶液吸收：

2NO₂＋Na₂CO₃→NaNO₃＋NaNO₂＋CO₂↑      ①

NO＋NO₂＋Na₂CO₃→2NaNO₂＋CO₂↑         ②

（1）在硝酸工业尾气吸收过程中，在标准状况下，每生成44.8L二氧化碳气体，可以吸收尾气________L。

（2）若工业上用21.2%的纯碱溶液吸收硝酸生产中的尾气时，若要配制10 kg该浓度的纯碱溶液，需要纯碱（Na₂CO₃·10H₂O）质量是多少？

（3）要保证硝酸工业的尾气充分吸收，n(NO₂)与n(NO)应满足何种关系？

（4）现有10 kg 21.2%的纯碱溶液，用于吸收NO₂、NO，在标准状况下每产生448L二氧化碳时，纯碱溶液增重880 g。

①则生成NaNO₃与NaNO₂的质量比是多少？

②20℃时，10 kg 21.2%的纯碱溶液吸收完全后，蒸发掉6.88 kg水，冷却到5℃，可析出NaNO₂晶体质量是多少？（已知5℃时，NaNO₂ 的溶解度为71.2g/100g水。忽略NaNO₃的影响）。

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由于铝质蒸发器和冷凝器易氧化，影响空调的寿命。铜-铝合金蒸发器和冷凝器的成功开发解决了制冷行业的一大难题，并因此被世界制冷行业称为二十一世纪制冷行业革命性的创新。

（1）为测定该铜-铝合金的质量分数，现将5.6克该合金放入500mL 2.0mol/L的盐酸中，充分反应后得到气体6.72L（标准状况），此铜-铝合金中铝的质量分数为。

（2）将上述反应液过滤，并将滤液稀释到1000mL，通过计算回答下列问题：

①稀释后，溶液中Al^3＋的物质的量浓度为________。

②取100mL溶液，要想得到0.78克沉淀，应加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液的体积为

________。

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“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数。

□C+□KMnO₄+□H₂SO₄ =□CO₂↑+□MnSO₄ +□K₂SO₄+□________

（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下二组数据：

①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v(CO₂)表示的平均反应速率为________（保留小数点后二位数，下同）。

②实验2条件下平衡常数K=____  _____，该反应为 ________（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l) +3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH₁ ＝－1275.6 kJ／mol

② 2CO (g)+ O₂(g)＝2CO₂(g)   ΔH₂ ＝－566.0 kJ／mol

③ H₂O(g)＝H₂O(l)   ΔH₃ ＝－44.0 kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：________。

（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应式为：________；

②该电池工作时，溶液中的OH^－向______（填“正”或“负”）极移动。

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硝酸跟金属反应时，随着硝酸浓度的下降和金属活动性的增大，产物中氮元素的化合价会逐渐下降，它们可能是NO2、NO、N2O、N2或NH4NO3中的一种或几种。现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00 mol·L－1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示(必要时可加热，忽略气体在水中的溶解)：

请回答下列问题：

（1）由图可知，往反应后的澄清溶液中加入NaOH溶液没有立即出现沉淀，其原因是______________________________。

（2）混合物跟稀硝酸充分反应后的产物中铁元素的化合价是___。

（3）写出图中D―→E阶段所发生的反应的离子方程式：____________________。

（4）纵坐标中A点的数值是_________，原硝酸的浓度是_____________。

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Ⅰ．目前合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质)，这种颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为：

___C＋　　 K2Cr2O7＋___H2SO4===___CO2↑＋___Cr2(SO4)3＋___K2SO4＋___H2O

（1）配平上述化学反应方程式（请将配平的计量数依次填入上式）_____________。

（2）该反应的氧化剂是______________，氧化产物的电子式为__________________。

（3）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是________(填选项编号)。

A．酸性　　　　 B．氧化性　　　　 C．吸水性　　　　 D．脱水性

（4）上述反应中若产生0.2 mol CO2 ，则转移电子的物质的量是_________mol。

Ⅱ．三氟化氮(NF3)是一种无色无味的气体，可由氟与氨在一定条件下反应制得。

（1）写出该反应化学方程式并标明电子转移的方向和数目____________________________。

（2）27.0 mL NF3和水充分反应，生成 18.0 mL NO(同温、同压下)，写出反应的化学方程式： ______________________________________________________________________。

（3）NF3是一种无色无味的气体，但一旦NF3在空气中泄漏，还是易于发现的。该气体泄漏时的现象是_________________________________________________________________。

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电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如右图所示（图中电极均为石墨电极）。

（1）若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NO2发生反应的电极反应式：　　 　　 。

②若有标准状况下2.24 LNO2被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H+为　　 　　 mol。

（2）某小组在右室装有10 L 0.2 mol·L-1硝酸，用含NO和NO2（不考虑NO2转化为N2O4）的废气进行模拟电解法吸收实验。

①实验前，配制10 L 0.2 mol·L-1硝酸溶液，需量取　　 　　 mL的密度为1.4 g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸。

②电解过程中，有部分NO转化为HNO2。实验结束时，测得右室溶液中含3 molHNO3、0.1 molHNO2，同时左室收集到标准状况下28 L H2。计算原气体中NO和NO2的体积比（假设尾气中不含氮氧化物，写出计算过程）。

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金属元素及其化合物在科学研究和生产生活中有着广泛的用途

（1）氢气还原氧化铜时，产生的红色物质，冷却后加入稀硫酸发现溶液呈淡蓝色，写出该现象发生的离子方程式__________________________。

（2）取铝合金（含铝90％）1.5 g 与适量的 盐酸恰好完全反应（合金中其它成分不参加反应）。滤去不溶物，向滤液加入0.6 mol•L-1 的氨水使Al3+ 恰好完全沉淀。上述铝合金和盐酸反应的过程中生成氢气_____L（标准状况）。使Al3+ 恰好完全沉淀时，消耗氨水____mL。

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镁铝碱式碳酸盐[MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O]阻燃剂具有阻燃、消烟、填充等功能，是一种不溶于水的新型无机阻燃剂。

（1）将MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O表示成氧化物形式　　　　　　　　 。

（2）为确定镁铝碱式碳酸盐的组成，进行如下实验：

准确称取15.050 g样品进行灼烧至恒重，生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。分析测得残留物中MgO为6.000 g，Al2O3为2.550 g，通过计算确定该镁铝碱式碳酸盐的化学式。(写出计算过程)

（3）该镁铝碱式碳酸盐可以由MgCl2、NaAlO2、NaOH和Na2CO3反应制备，制备的化学方程式为　　　　　　　　 。

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取100mLNa2CO3和Na2SO4的混合液，加入过量BaCl2溶液后得到10.21g白色沉淀，用过量稀硝酸处理后沉淀质量减少到2.33g，并有气体放出。试计算：

①原混合物中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度。

②产生的气体在标准状况下的体积。

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我国是个钢铁大国,钢铁产量居世界第一位,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。某种矿石中铁元素以氧化物FemOn的形式存在,现进行如下实验:将少量铁矿石样品粉碎,称取25.0 g样品于烧杯中,加入稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用2 mol·L-1的酸性KMnO4滴定,至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。

(1)计算该铁矿石中铁元素的质量分数。

(2)计算氧化物FemOn的化学式(m、n为正整数)。

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