钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算:
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32 L(标准状况下)氮气,至少需要叠氮化钠________ g。
(2)钠—钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g钠—钾合金溶于200 mL水生成0.075 mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。________
②计算并确定该钠-钾合金的化学式。______________
(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应:2NaAl(OH)4+CO2―→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O,己知通入二氧化碳336 L(标准状况下),生成24 mol Al(OH)3和15 mol Na2CO3,若通入溶液的二氧化碳为112 L(标准状况下),计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。_____________
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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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硫酸是一种重要的化工原料。接触法生产的硫酸产品有98%的硫酸、20%的发烟硫酸(H2SO4和SO3的混合物,其中SO3的质量分数为0.2)。
完成下列计算:
(1)若不计生产过程的损耗,__________m3 SO2(折合成标准状况)经充分转化、吸收,可产出1吨 98%的硫酸(密度为1.84g/mL)。若98%的硫酸可表示为SO3•H2O,20%的发烟硫酸可表示为SO3•aH2O,则a的值为 ___________(用分数表示)。
(2)铝和铝的化合物在社会生产和人类生活中也有着重要的作用。现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是Na[Al(OH)4]溶液和H2SO4溶液。现经实验获得如下数据:
(已知:2Na[Al(OH)4]+H2SO4→2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O)
组别 | 甲(mL) | 乙(mL) | 沉淀的物质的量(mol) |
① | 140 | 10 | 0.02 |
② | 10 | 140 | 0.02 |
③ | 20 | 560 | 0.04 |
请通过必要的计算推断过程回答:乙溶液中的溶质是什么________?其物质的量浓度为多少________?
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碳酸钠有两种化合物,碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3),其中碳酸钠最为重要,在工业上有广泛的应用。在生活中,碳酸氢钠是常用的发酵剂的主要成分。完成下列计算:
(1)某天然碱的化学组成可能为aNa2CO3・bNaHCO3・cH2O(a、b、c为正整数),为了确定其成分:称取天然碱样品7.3g,充分加热后得到水的质量为0.9g,二氧化碳的质量为1.1g。该天然碱的化学式为____________。
(2)为了测定某发酵剂样品中碳酸氢钠的含量,取样品n克,充分灼烧以后,称的残留固体质量为m克(假设其他成分不分解)。则样品中碳酸氢钠的质量:_________(填含n、m的计算式)。
(3)已知酸性强弱顺序为:H2CO3 > HCO3- > HX。取由0.4molNaX、0.2molNa2CO3和0.1molNaHCO3组成的混合物,溶于200mL水中,往所得溶液中通入一定量的CO2气体,反应明显分两步,完成下列表格。
CO2(mol) | 0.05 | 0.15 | 0.6 |
NaX(mol) | ____ | ____ | ____ |
Na2CO3(mol) | ____ | ____ | ____ |
NaHCO3(mol) | ____ | ____ | ____ |
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铜和铜合金广泛用于电气、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。
(1)以含Cu2S80%的精辉铜矿为原料冶炼金属铜()。若生产含Cu量为97.5%的粗铜48t,则生产SO2_________L(标准状况下);需要精辉铜矿_______t(保留一位小数)。
(2)高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:
2Cu2S+3O22Cu2O+ 2SO2、2Cu2O+ Cu2S6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S和bmol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):
①若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是___________。
②若反应后剩余固体是Cu2S和Cu,则反应前容器内压强(P1)与反应后容器内压强(P2)的关系是_______。
③若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应前后容器内固体的成分___________。
(3)可用纯度为80%的精辉铜矿制备胆矾。称取8.0g矿样,溶解在40mL14.0mol/L的浓硝酸中(杂质不反应),反应为: 2Cu2S+14H++10NO3-→4Cu2++2SO42-+5NO↑+5NO2↑+7H2O。过滤后向所得溶液再加入适量的铜和稀硫酸,充分反应前后,将该溶液蒸发结晶。计算理论上最多可得到CuSO4·5H2O晶体多少克_______?
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氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和单质铜。
(1)现有8克氧化铜被氢气还原后,得到红色固体6.8克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是_________;
(2)若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤,可得到固体__________克;
(3)若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应;
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是___________,其物质的量之比是_____________;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体23.68克.经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中.求所得晶体的化学式为____________________。
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钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:
①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。
②取m g该粉末,放入28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。
③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
加入粉末质量/g | 13.68 | 27.36 | 34.20 |
生成气体的体积(标准状况)/L | 2.912 | 5.824 | 6.720 |
完成下列各题:
(1)实验②所得溶液中的溶质是_______(写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=________,m=____________。
(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)_________。
(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围___________。
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碳酸钾与碳酸氢钾都是重要的化学试剂与工业原料,具有广泛的用途.
(1)将碳酸钾、石灰石和二氧化硅进行高温煅烧,可得到组成为K2O•CaO•6SiO2的钾玻璃,同时排出CO2.若制造5.1kg钾玻璃,排放的CO2在标准状况下的体积是_____L.
(2)已知亚硫酸的酸性强于碳酸.工业上用碳酸钾与碳酸氢钾的混合溶液吸收SO2,充分反应后,所得溶液组成如下表:
物质 | K2CO3 | KHCO3 | K2SO3 |
质量(kg) | 55.2 | 120.0 | 63.2 |
计算原吸收液中碳酸钾与碳酸氢钾的物质的量之比_______________.
(3)根据上表中的数据,计算上表的混合溶液还能吸收SO2的最大质量(不计SO2的溶解)._____________
(4)将热的浓CuSO4溶液与K2CO3溶液混合,析出物中有一种蓝色粒状晶体(不含结晶水),式量为376,其中钾元素的质量分数为0.104.取0.02mol该晶体溶于足量的稀盐酸中,没有气体产生,再加入BaCl2,产生9.32g白色沉淀,通过计算推断晶体的化学式.___
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钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:
①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。
②取m g该粉末,放入28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。
③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
加入粉末质量/g | 13.68 | 27.36 | 34.20 |
生成气体的体积(标准状况)/L | 2.912 | 5.824 | 6.720 |
完成下列各题:
(1)实验②所得溶液中的溶质是_______(写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=________,m=____________。
(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)_________。
(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围___________。
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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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