高三化学计算题试题 - 极难题

某兴趣小组的学生根据Mg与CO₂反应原理推测钠也能在CO₂中燃烧，为了确定其产物并进行实验论证，某同学设计了下列装置进行实验（已知PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd）。请回答下列问题：

（1）上图装置2中应盛放________溶液（写化学式）。

（2）检查装置的气密性完好并装好药品后，在点燃酒精灯前，应先进行1装置的操作，

待装置________（填数字编号）中出现________现象时，再点酒

精灯，这步操作的目的是 ________

（3）①若装置6中有黑色沉淀生成，装置4中残留固体（只有一种物质）加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为________

②若装置6中溶液无明显现象，装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸后有能使

澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为________

（4）指导老师认为，不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠还要检验其中是否有氧化钠和碳。当确认钠充分反应后，请你设计一个简单实验，验证装置4中的残留固体中是否有Na₂O和C：

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以下是一些物质的熔沸点数据（常压）：

金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：

4 Na（g）+ 3CO₂（g）2 Na₂CO₃（l）+ C(s，金刚石)  △H=－1080.9kJ/mol

（1）上述反应的平衡常数表达式为________；若4v_正(Na)=3v_逆(CO₂)，反应是否达到平衡________（选填“是”或“否”）。

（2）若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1680℃，若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0.20mol，则10min里CO₂的平均反应速率为________。

（3）高压下有利于金刚石的制备，理由是。

（4）由CO₂（g）+4Na（g）=2Na₂O（s）+C（s，金刚石）  △H=－357.5kJ/mol；则Na₂O固体与C（金刚石）反应得到Na（g）和液态Na₂CO₃（l）的热化学方程式________。

（5）下图开关K接M时，石墨作________极，电极反应式为________。K接N一段时间后测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象〖x—代表n(H₂O)_消耗，y—代表n［Al(OH)₃］，反应物足量，标明有关数据〗

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H2还原CuO所得的红色固体可能是Cu与Cu2O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。现有8g CuO被H2还原后，得到红色固体6.8g。

（1）6.8 g上述混合物中含Cu与Cu2O的物质的量之比是　　　　　　　　　　　　 ；

（2）若将6.8 g上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体　　　　　 g；

（3）若将6.8 g上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，生成标准状况下1.568 L的气体（不考虑NO2的溶解，也不考虑NO2与N2O4的转化），则该气体的成分及物质的量之比是　　　　　　　　 ；

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（1）N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H=－94.4kJ·mol^－1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。

①在1L容器中发生反应，前20min内，v(NH₃)=________，放出的热量为________；

②25min时采取的措施是________；

③时段III条件下，反应的平衡常数表达式为（用具体数据表示）。

（2）电厂烟气脱氮的主反应①：4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g)    △H<0，副反应②：2NH₃(g)+8NO(g)5N₂O(g)+3H₂O(g)  △H＞0。平衡混合气中N₂与N₂O含量与温度的关系如右图。请回答：在400K～600K时，平衡混合气中N₂含量随温度的变化规律是________，导致这种规律的原因是（任答合理的一条原因）。

（3）直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质的。电池反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，则负极电极反应式为________。

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(12分)达喜[AlaMgb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用于中和胃酸。

（1）1 mol达喜与足量的盐酸完全反应后生成水的物质的量为________(用含x等字母的代数式表示)。

（2）达喜化学式中a、b、c、d的关系为a＋b________c＋d(填“>”、“＝”或“<”)。

（3）已知在常温下溶液中Al3＋、Mg2＋、AlO2-的浓度与溶液pH的关系如图所示。为测定达喜的组成，进行了下列实验：

①取达喜6.02 g研碎，缓慢加入2.00 mol·L－1盐酸使其溶解，当加入盐酸85.00 mL时开始产生CO2，加入盐酸至90.00 mL时正好反应完全。

②在①所得溶液中加入适量的________(填“氨水”、“氢氧化铝”或“氯化镁”)以调节溶液的pH至5.0～7.0，使有关离子完全沉淀。

③将②产生的全部沉淀过滤、洗涤，灼烧至恒重，称量为1.02 g。

请通过计算确定达喜的化学式(写出计算过程)。

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分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：

（1）在加NH₃·H₂O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)₃生成。已知常温下，Al(OH)₃浊液的pH=3，其K_sp=1×10^-36，则其中c(Al³⁺)=　　。

（2）生产流程中所得滤液的主要成分为　　（写化学式）。

（3）假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10％，试通过计算确定该分子筛的化学式（写出计算过程）。

（4）分子筛的孔道直径为4Å称为4A型分子筛；当Na⁺被Ca²⁺取代时就制得5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷（分子直径为4.65Å）和异丁烷（分子直径为5.6Å）应该选用　　型的分子筛。

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金属铁用途广泛，高炉炼铁的总反应为：Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g），请回答下列问题：

（1）一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生上述反应，可以判断该反应已经达到平衡的是________。

A．密闭容器中总压强不变

B．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变

D．c（CO）= c（CO₂）

E．Fe₂O₃的质量不再变化

（2）一定温度下，上述反应的化学平衡常数为3.0，该温度下将4molCO、2molFe₂O₃、6molCO₂、5molFe加入容积为2L的密闭容器中，此时反应将向________反应方向进行（填“正”或“逆”或“处于平衡状态”）；反应达平衡后，若升高温度，CO与CO₂的体积比增大，则正反应为________反应（填“吸热”或“放热”） 。

（3）已知：3Fe₂O₃（s）+CO（g）2Fe₃O₄（s）+CO₂（g） △H=–47 kJ/mol

Fe₃O₄（s）+CO（g）3FeO（s）+CO₂（g）    △H= +19 kJ/mol

FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO₂（g）       △H=–11 kJ/mol

则Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）的△H=________。

（4）上述总反应在高炉中大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表：

800℃时固体物质的主要成分为________，该温度下若测得固体混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32，则Fe₃O₄被CO还原为FeO的百分率为________ （设其它固体杂质中不含Fe、O元素）。

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[s1] 将5．1 g镁铝合金溶于600 mL 0．5 mol·L^－1HSO溶液中，完全溶解后再加入1．0 mol·L^－1的NaOH溶液，得到沉淀的质量为13．6 g，继续滴加NaOH溶液时则沉淀会减少。

（1）当加入___▲__mLNaOH溶液时，可使溶解在硫酸中的Mg和Al恰好完全沉淀。

（2）计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。（列出算式）

[s1]33．

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[s1] 在由Fe、Fe₂O₃组成的混合物中加入100mL2mol·L^-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出224mL气体（标准状况），经检验溶液中无Fe³⁺离子，求反应前混合物中Fe、Fe₂O₃的物质的量。

[s1]32．

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（本题共14分）氨碱法制纯碱包括石灰石分解、粗盐水精制、氨盐水碳酸化等基本步骤。

完成下列计算：

51．CaCO3质量分数为0.90的石灰石100 kg完成分解产生CO2　 　　 L（标准状况）。石灰窑中，该石灰石100 kg与焦炭混合焙烧，产生CO2 29120 L（标准状况），如果石灰石中碳酸钙完全分解，且焦炭完全燃烧，不产生CO，则焦炭的物质的量为 　 　　 mol。

52．已知粗盐水含MgCl2 6.80 mol/m3，含CaCl2 3.00mol/m3。

向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子：MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2

然后加入Na2CO3除钙离子。

处理上述粗盐水10 m3，至少需要加Na2CO3　 　　 g。

如果用碳酸化尾气（含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.040）代替碳酸钠，发生如下反应：Ca2+ + 2NH3 + CO2 + H2O → CaCO3↓ + 2NH4+

处理上述10 m3粗盐水至少需要通入多少L（标准状况）碳酸化尾气？列式计算。

53．某氨盐水含氯化钠1521 kg，通入二氧化碳后析出碳酸氢钠晶体，过滤后溶液中含氯化铵1070 kg。列式计算：

（1）过滤后溶液中氯化钠的质量。

（2）析出的碳酸氢钠晶体的质量。

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