高三化学计算题试题 - 中等难度

硫化氢与浓硫酸发生如下反应：H2S+H2SO4(浓)→S↓+SO2↑+2H2O加热条件下，单质硫与浓硫酸又会发生如下反应：S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O

计算：

(1)若98%浓硫酸可表示为H2SO4•aH2O，则a=__；若要把该浓硫酸转化为H2SO4•H2O，则98%浓硫酸与加入水的质量比为_____。

(2)一定条件下，将0.1mol H2S气体通入足量浓硫酸中，生成b mol SO2，则 b的取值范围是_______。

(3)在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H2S气体并充分反应，然后，小心蒸发，得到不含结晶水的白色固体．通入H2S的物质的量为x mol，生成的白色固体的质量为7.9g，通过计算确定白色固体的可能成分及每种成分的质量(结果保留一位小数)_______。

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有同学研究从矿石开始到产出钢铁的工艺流程。

（1）将6.62g铁矿石样品投入足量的盐酸中完全溶解后过滤，滤渣中不含铁元素。在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应，过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3。求该铁矿石含铁的质量分数。___________

（2）现以该铁矿石为原料炼铁，若生产过程中铁元素损失4％，计算每生产1.00吨生铁（含铁96％），至少需要这种铁矿石多少吨?（保留两位小数）___________

（3）取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况），计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。___________

（4）再取三份不同质量的上述钢样粉末，分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

计算硫酸溶液的物质的量浓度___________

（5）若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少?（用含m的代数式表示）___________

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硝酸铜是重要的化工原料，以下三种方法均可得到硝酸铜。

已知：2NO2+2NaOH=NaNO3+ NaNO2+H2O ，NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O（以下涉及到的气体体积均为标准状况下数据）：

(1)甲组用a克Cu粉，在加热的条件下，与空气充分反应，然后将生成的CuO全部溶于VmL稀硝酸中，制得硝酸铜溶液，则所需稀硝酸的浓度至少为_______mol/L，需要质量分数为ω%，密度为ρg/cm3的浓硝酸_______mL（均用最简分式表示）。

(2)乙组用b克Cu粉，全部溶于过量的稀硝酸中，溶液质量增重_____克，将生成的气体通入足量NaOH溶液中并同时通入氧气的体积至少_______L才能使生成的气体吸收完全（均用最简分式表示）。

(3)丙组取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)。列式计算原混合酸中硝酸的物质的量是多少？____________硫酸的物质的量浓度多少？_________

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黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等是工业炼铜的常用原料。完成下列计算：

(1)某种黄铜矿中铜的质量分数为0.25，生产1吨纯铜理论上需要这种铜矿_______吨。

(2)实验室以黄铜矿为原料模拟工业炼铜时会产生SO2，用200 mL 1 mol/L的NaOH溶液吸收后，将溶液低温蒸干，得到不含结晶水的固体19.98 g，求所得固体的成分及物质的量。__________

(3)斑铜矿的主要成分M由Cu、Fe、S三种元素组成，其中Cu、Fe元素的质量比为40∶7。常温下将5.04 g M粉末全部溶于过量浓HNO3中，反应后的溶液加水稀释至500 mL，测得其pH=0。向溶液中滴加5 mol/L的NaOH溶液，当加入126 mL后，沉淀质量不再增加，求M的化学式。__________

(4)以辉铜矿为原料火法炼铜，其原理是：

2Cu2S+3O2 → 2Cu2O+2SO2；　　　 Cu2S+2Cu2O → 6Cu+SO2↑。

将含3 mol Cu2S的辉铜矿与一定量的空气（氮气、氧气的体积比为4：1）在密闭容器中充分反应(假设各步反应都完全)，得到单质铜3 mol，求所得气体中SO2的体积分数。__________

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硫铁矿石（主要成分FeS2）用于工业制硫酸，其排出的矿渣在一定条件下以磁性氧化铁为主。经磁选获得精矿，可直接用于高炉炼铁。已知某精矿的主要成分是磁性氧化铁( Fe3O4)和Fe2O3及杂质（杂质不含铁、硫、氧元素，且杂质不耗氧）。请回答下列问题：

(1)某硫铁矿石中（杂质不含铁、硫）含硫的质量分数是0.360，则该硫铁矿石中含铁元素的质量分数是________（答案用小数表示，保留3位小数）。

(2)如用上述硫铁矿石制硫酸，矿渣经磁选获得精矿，直接用于高炉炼铁，当制得98.0%的硫酸1.92吨时（不考虑硫的损失），则炼铁厂（不计选矿及炼铁时铁的损耗）最多可生产含碳4.00%的生铁____吨（答案保留3位小数）。

(3)煅烧硫铁矿常用富氧空气。从沸腾炉排出的气体成分如下表。如果精矿中铁、氧的物质的量之比为n (Fe)：n(O)=5：7，则富氧空气中O2和N2的体积比（最简单的整数比）为_________。

(4)炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C)，在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL(标准状况下)。

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为________（最简单的整数比）。

②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

则该硫酸溶液的物质的量浓度为________________。

③若在上述实验II中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（写出必要的步骤，答案保留3位小数）_______________。

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工业上采用氨的催化氧化制备硝酸，其反应如下：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

4NO+3O2+2H2O→4HNO3

设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80

(1)为使NH3恰好完全氧化为NO，氨﹣空气混合物中氨的体积分数为______

(2)1mol NH3完全转化HNO3，若在此过程中不补充水，则所得HNO3溶液的质量分数为______（保留2位小数）

(3)已知NH3完全转化NO的转化率为95%，由NO转化HNO3的转化率为92%．请计算用17吨NH3可制取质量分数为0.63的硝酸溶液______________吨？

(4)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑　　　 ①

NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑　　　　　 ②

若每生成1mol CO2，吸收溶液质量就增加40g．计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比______________．

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已知：CO和H2在Co做催化剂、温度为160℃～200℃时，可以合成汽油（即分子中含5至8个碳原子的烷烃）．

（1）用CnH2n+2表示汽油，写出上述反应的化学方程式_______（需配平）

（2）若向密闭的合成塔内通入CO和H2，恰好完全反应，此时塔内压强降至反应前的，通过计算说明是否生成汽油______________________．

（3）以天然气、焦炭、水为初始原料，可以制得CO和H2，进而人工合成汽油．（流程示意图如下，反应③的H2也由反应①得到．）

若反应①、②、③的转化率均为100%，且将反应①中得到的CO2和H2全部用于合成人工汽油．

（a）通过计算说明上述方案能否得到理想的产品________________．

（b）当CO2的使用量应控制为反应①中CO2产量的_____（填比例范围），可以得到理想的产品．

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硝酸是重要的氧化剂，铁、铜是生活中常见的金属．

（1）Fe与Cu混合物与65%的硝酸反应会产生大量NO2，该反应使用的硝酸的物质的量浓度为______mol/L（已知ρ=1.4g/cm3）．

（2）各为0.1mol的Cu与Fe混合物与足量的某浓度的硝酸反应产生4.48L气体（标准状况下），则该反应消耗的硝酸为______mol．

（3）4.4gFe与Cu混合物与过量的硝酸反应，放出的气体与标准状况下的1.12L的氧气混合后通入水中恰好被完全吸收，则其中铜的质量为______g．

（4）Fe与Cu混合物共有a mol，其中铜的物质的量分数为X，将该混合物全部投入b mol的硝酸中使其充分反应，假定硝酸的还原产物仅有NO，

①若溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时，则b的取值范围是______（用a、x表示）．

②若x=0.2时，溶液Fe2+与Fe3+的物质的量相等时，在标准状况下产生NO 6.72L，求a、b的值．（写出简要的计算过程）___________

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硫化氢与浓硫酸发生如下反应：H2S+H2SO4(浓)→S↓+SO2↑+2H2O加热条件下，单质硫与浓硫酸又会发生如下反应：S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O

计算：

(1)若98%浓硫酸可表示为H2SO4•aH2O，则a=__；若要把该浓硫酸转化为H2SO4•H2O，则98%浓硫酸与加入水的质量比为_____。

(2)一定条件下，将0.1mol H2S气体通入足量浓硫酸中，生成b mol SO2，则 b的取值范围是_______。

(3)在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H2S气体并充分反应，然后，小心蒸发，得到不含结晶水的白色固体．通入H2S的物质的量为x mol，生成的白色固体的质量为7.9g，通过计算确定白色固体的可能成分及每种成分的质量(结果保留一位小数)_______。

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已知空气组成(体积分数)N2：0.800，O2：0.200，氨空气氧化后的混合气体组成如下(高温下NO与O2可以共存)NO：16 mol；O2：7.00 mol；H2O：24.5 mol；N2：112 mol。

完成下列计算：

(1)该混合气体中NO全部转化为HNO3，需要___________摩尔O2 。

(2)参加反应的空气的体积是___________升。(标准状况下)

(3)向该混合气体中添加空气使NO完全转化为 HNO3，转化后剩余气体中(不含H2O)氧气体积分数为0.0500。添加空气多少摩尔？___________

(4)该混合气体的组成表明NH3氧化产生的NO超过16 mol，有部分NO已和O2、H2O 反应转化为HNO3。这部分NO是多少摩尔？ _______

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