高三化学计算题试题 - 困难题

设空气中N2、O2的体积分数分别为0.8和0.2。在沸腾炉中将硫铁矿用空气中充分煅烧： 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

(1)所得气体中SO2的体积分数不超过_______%（保留一位小数）。

(2)若从接触室出来的气体中SO2、O2、N2、SO3的体积比为0.5：1：20：x，则x=_______，此时反应中SO2的转化率为_______%（保留一位小数）。

(3)在实际生产中，在接触室SO2与O2的体积比以1︰4较为适宜。若沸腾炉通入接触室的炉气中SO2、O2、N2的体积比为8：1：48，其流速为2.5m3/s, 则再往接触室里通入的空气的流速应为_______m3/s（保留一位小数；气体体积在同温同压下测定）。

(4)从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合物。取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收。实验数据如下：

①该铵盐中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比为___________。

②试求x的值：________________

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镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。

（1）镁铝合金用在飞机制造业，现有3．90克镁铝合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0．2mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n(Mg): n(Al)=________。

（2）硫铁矿的主要成分为FeS2(假设杂质只含SiO2)是生产硫酸的原料。取某硫铁矿10g在足量的空气中煅烧（4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2），充分反应后冷却，称得固体质量为7．4g（杂质SiO2不反应）。该硫铁矿中FeS2的质量分数为_____。

（3）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)，纵坐标中A点的数值是________。

（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克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为___g(保留3位小数)。

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钠有多种化合物，如氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等等，这些物质在实际生活中有广泛的应用，一定条件下相互间能进行转化。

完成下列计算：

（1）将7.8克Na2O2完全溶解于93.8克水中，所得溶液的质量百分比浓度为______。

（2）将11.6克二氧化碳和水蒸汽的混合物与足量的Na2O2充分反应，固体质量增加了3.6克，则原混合气体的平均分子量为______。

（3）向100 mL NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M（不含结晶水）。通入二氧化碳的体积V(标准状况下)与M的质量W的关系如下图所示。

①推断b点时M的组成成份（写出计算过程）____________。

②若向b点的盐溶液中只加入0.03mol某钠的化合物，充分反应后，减压低温蒸发得到无水Na2CO3 8.48g，则加入的物质可以是________或_______。

（4）由31g NaOH和NaHCO3的固体混合物，在密闭密器中加热到250℃，经充分反应后排出气体、冷却，称得剩余固体的质量为N g，试分析不同N值时，剩余固体的组成成份（已知NaHCO3的分解温度低于250℃）。_____________

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25℃时，向25ml氢氧化钠标准溶液中逐滴加入0.2mol·L−1的一元酸HA溶液，PH变化曲线如下图所示：

（1）该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________mol·L−1。

（2）A点对应酸的体积为12.5ml，则所得混合溶液中由水电离出的c(OH−)= _______mol·L−1。

（3）HA是____酸（选填“强”、“弱”）。

（4） 在B点所得混合溶液中，c(Na+)、c(A−)、c(H+)、c(OH−) 的大小的顺序是_____________。

（5）在C点所得混合溶液中，下列说正确的是________。

A．HA的电离程度小于NaA的水解程度

B．离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)＞c(A−)＞c(H+)＞c(OH−)

C．c(Na+) + c(H+) = c(A-) + c(OH−)

D．c(HA) + c(A−) = 0.2mol·L−1

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铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料，已知Pb的化合价只有0、+2、+4。回答下列问题：

（1）PbO2和PbO的混合物中，Pb和O的物质的量之比为8：11，则混合物中，PbO2和PbO的物质的量之比为___。

（2）用足量的CO还原13.7g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式可表示为___。

（3）PbO2具有强氧化性，能氧化浓HCl生成Cl2，+4价的Pb被还原成+2价的Pb，+2价的Pb不具备该性质，据下列信息回答问题：①将amolPbO2加热分解一段时间，生成PbO和O2；②将①所得固体加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl2；已知在①加热一段时间后剩余的固体中，+2价的Pb占铅元素质量分数为x；则反应过程中生成的氧气和氯气物质的量总和是多少___？

（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（（即样品起始质量—a点固体质量）/样品起始质量×100%）的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m：n值___、___。

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PCl3和PCl5能发生如下水解反应：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl；PCl5+4H2O→H3PO4+5HCl，现将一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加热条件下缓缓通入0.020molO2，恰好将H3PO3氧化为H3PO4。往反应后的溶液中加入15.725gCa(OH)2，充分反应后磷元素全部转化为Ca3(PO4)2沉淀，过滤后得到2.5L滤液，测得pH为12。计算：

(1)Ca3(PO4)2（已知式量310）沉淀的质量____________；

(2)滤液中溶质的物质的量浓度__________________。

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硝酸的工业制备包括氨的合成、氨的催化氧化及硝酸的浓缩等过程．完成下列计算：

（1）采用甲烷的二次转化法可以制备氢气．

第一次转化的化学方程式：CH4+H2O→CO+3H2；

第二次转化的化学方程式：2CO+CH4+2O2→3CO2+2H2；2CO+O2→2CO2．

现有标准状况下1m3的甲烷，若第一次转化80%，第二次转化20%，经过二次完全转化后可以得到H2__mol．

（2）用饱和K2CO3溶液吸收上述混合气体中的CO2以得到纯净的氢气．处理上述的CO2至少需要饱和K2CO3溶液____g．（已知：20℃K2CO3溶解度：110g/100g水）

（3）已知NH3+2O2→HNO3+H2O．现有氨气1.7吨，不补充水，理论上可制得硝酸的浓度为___%；在该硝酸中加入__吨水最终可得50%的硝酸．

（4）工业上常用98%的浓H2SO4作为制取浓HNO3的脱水剂．63.5%HNO3（质量为M1）中加98%的浓H2SO4（质量为M2）后蒸馏．分别得到97.7%的HNO3和49%的H2SO4溶液（不含HNO3）．

①若蒸馏过程中HNO3、H2SO4、H2O均无损耗，求蒸馏前的投料比的值__（列式计算）．

②蒸馏过程中，若H2O的损耗占总质量的5.0%，即有（M1+M2）×5.0%的H2O流失．则投料时，比值如何变化，请列式计算说明__．

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往硫酸与硝酸的混合溶液中投入一块未除氧化膜的铝箔，微热使之完全反应，产生2.24 L （已折算为标准状况）NO与H2的混合气体，且该混合气体的平均摩尔质量为13.20 g/mol。

(1)混合气体中NO的体积分数为_________。

(2)若将所得混合气体与一定量的氧气在一定条件下充分反应后，恰好全部转化为硝酸溶液。则所用氧气在标准状况下的体积为_________L。

(3)向铝箔与混酸反应后的溶液中趁热加入一定质量的(NH4)2SO4，冷却后全部溶液正好转化为40.77 g铝铵矾晶体[化学式：NH4Al(SO4)2·12H2O，式量：453]。

①原铝箔中金属铝的质量为_________g。氧化膜的物质的量为___________mol。

②计算原混酸中硫酸的质量分数（保留三位小数，写出计算过程）。___________。

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绿矾（FeSO4•7H2O）在化学合成上用作还原剂及催化剂，工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。

（1）98% 1.84g/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SO320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）某厂废水中含1.00×10﹣3mol/L的Cr2O72-，其毒性较大．某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4 （Cr的化合价为+3，Fe的化合价依次为+3、+2）．欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4．理论上需要加入______g FeSO4•7H2O。

（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200mL2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：

10NO3﹣+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42﹣+8H2O

8NO3﹣+3CuS+8H+→3Cu2++3 SO42﹣+8NO↑+4H2O

剩余的稀硝酸恰好与48mL 2mol/L （NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．

已知：NO3﹣+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O

试计算混合物中CuS的质量分数（保留两位小数）。______________

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镁及其化合物在工业上有广泛的应用。

完成下列计算：

(1)称取某镁铝合金10g，放入100mL3mol/L的NaOH溶液中，完全反应收集到6.72L的H2（标准状况）。该合金中镁的质量分数为___。

(2)将镁条在空气中燃烧后的产物溶解在50mL1.6mol/L的盐酸中恰好完全反应，再加入过量NaOH把NH3全部蒸发出来，经测定NH3为0.102g，则镁条在空气中燃烧的产物及质量为___。

(3)Mg(HCO3)2溶液加热分解，得到产品轻质碳酸镁。18.2g轻质碳酸镁样品经高温完全分解后得8.0g氧化镁固体，放出3.36L二氧化碳（标准状况），求轻质碳酸镁的化学式___。

(4)氯离子插层的镁铝水滑石（Mg-Al-ClLDHs）是一种新型的阴离子交换材料。其结构示意图如图所示（每一层可视作平面无限延伸结构）。该离子交换原理是将插层离子与其它阴离子进行等电荷交换。取镁铝水滑石10.66g与0.02molNa2CO3发生完全交换，产物在高温下完全分解，得到金属氧化物和气体。将金属氧化物加入稀硝酸完全溶解后，再加入NaOH溶液直至过量，最终得到4.64g白色沉淀。求Mg-Al-ClLDHs的化学式___。

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