2020届二轮复习 化学计算微专题 作业（浙江专用）

化学计算微专题

1.(2019·丽水、衢州、湖州高三模拟)现有一份Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液，向该溶液中加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液的体积关系如图。

(1)Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。

(2)该混合溶液中Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4物质的量之比为________。

解析　(1)向Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，首先产生硫酸钡和氢氧化铁沉淀，当铁离子完全沉淀后，铵根结合氢氧根生成一水合氨，根据图像可知第一阶段产生的沉淀是硫酸钡和氢氧化铁，消耗氢氧化钡溶液是150 mL，第二阶段产生的沉淀是硫酸钡，消耗氢氧化钡溶液是200 mL－150 mL＝50 mL，该阶段产生的硫酸钡是11.46 g－9.13 g＝2.33 g，物质的量是0.01 mol，消耗氢氧化钡是0.01 mol，所以氢氧化钡的浓度是0.01 mol÷0.05 L＝0.2 mol/L；(2)第二阶段中与铵根结合的氢氧根是0.02 mol，所以硫酸铵的物质的量是0.01 mol；第一阶段消耗氢氧化钡是0.03 mol，消耗铁离子是0.02 mol，所以硫酸铁的物质的量是0.01 mol，因此该混合溶液中Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4物质的量之比为1∶1。

答案　(1)0.20　(2)1∶1

2.用22.88 g Ca(ClO)2配成100 mL溶液，向其中加入0.02 mol CaSx恰好完全反应，生成CaSO4和CaCl2。

(1)Ca(ClO)2溶液的物质的量浓度________ mol·L－1。

(2)化学式CaSx中的x＝________。

解析　(1)22.88 g Ca(ClO)2物质的量为0.16 mol，物质的量浓度为1.6 mol/L；(2)CaSx在碱性溶液中可被Ca(ClO)2氧化为CaSO4，S元素化合价由－升高为＋6，而Ca(ClO)2被还原为CaCl2，Cl元素化合价由＋1价降低为－1价，反应中CaSx与Ca(ClO)2的物质的量之比为＝0.02 mol∶0.16 mol＝1∶8，根据电子转移守恒，则：x×[6－(－)]＝8×4，解得：x＝5。

答案　(1)1.6　(2)5

3.在250 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入8.4 g的铁粉，搅拌并充分反应后，经过滤、洗涤、干燥，可得到3.2 g铜。要使溶液中SO完全沉淀，需加入2.0 mol/L的BaCl2溶液250 mL。

已知氧化性：Fe3＋>Cu2＋，求：

(1)原溶液中SO离子的物质的量浓度为________。

(2)原混合溶液中硫酸铜的物质的量浓度为__________。

解析　本题考查化学计算。加入的铁粉是0.15 mol，因为氧化性：Fe3＋>Cu2＋，所以先发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，后发生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，生成的铜为0.05 mol，可得与Cu2＋反应的铁为0.05 mol，所以与Fe3＋反应的铁为0.1 mol。所以Fe3＋为0.2 mol，与Fe3＋结合的SO是0.3 mol。混合物中的SO物质的量等于Ba2＋为2×0.25＝0.5(mol)，所以与Cu2＋结合的SO是0.2 mol。故混合物中的c(SO)＝0.5/0.25＝2(mol/L)，c(CuSO4)＝0.2/0.25＝0.8(mol/L)。

答案　(1)2 mol/L　(2)0.8 mol/L

4.重量法测定产品BaCl2·2H2O的纯度步骤为：准确称取m g BaCl2·2H2O试样，加入100 mL水，用3 mL 2 mol·L－1的HCl溶液加热溶解。边搅拌边逐滴加0.1 mol·L－1 H2SO4溶液。待BaSO4完全沉降后，过滤，用0.01 mol·L－1的稀H2SO4洗涤沉淀3～4次，直至洗涤液中不含Cl－为止。将沉淀置于坩埚中经烘干灼烧至恒重，称量为n g。则BaCl2·2H2O的质量分数为________。

解析　经过重量法得到的沉淀即为n g BaSO4，根据钡元素守恒，n(Ba)＝ mol，n(BaCl2·2H2O)＝ mol，m(BaCl2·2H2O)＝ g，则BaCl2·2H2O的质量分数为×100%。

答案　×100%

5.(2019·学军中学高三)Fe2O3在高炉高温下可以发生下列反应：Fe2O3＋CO2FeO＋CO2，形成的固体混和物(Fe2O3、FeO)中，元素铁和氧质量比用mFe∶mO表示 21∶a。

(1)若mFe∶mO＝21∶8，计算 Fe2O3被 CO 还原的百分率________；

(2)Fe2O3和CO的反应分两步进行：Fe2O3→Fe3O4→FeO，当 6＜a＜8，若m g Fe2O3参与反应，计算消耗CO的质量________。

答案　(1)33.3%或1/3　(2) g～ g

6.为研究一水草酸钙(CaC2O4·H2O)的热分解性质，进行如下实验：准确称取36.50 g样品加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。

(1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为________。

(2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。

解析　(1)n(CaC2O4·H2O)＝＝0.25 mol，含有m(H2O)＝0.25 mol×18 g·mol－1＝4.50 g，在300 ℃时，×100%＝87.67%，m(剩余)＝36.50 g×87.67%≈32 g，减少的质量为36.50 g－32 g＝4.50 g，故此时失去全部的结晶水，残留固体为CaC2O4；在900 ℃时，×100%＝38.36%，m(剩余)＝36.50 g×38.36%≈14 g，其中Ca的质量没有损失，含m(Ca)＝0.25 mol×40 g·mol－1＝10 g，另外还含有m(O)＝14 g－10 g＝4 g，n(O)＝＝0.25 mol，则n(Ca)∶n(O)＝1∶1，化学式为CaO。

答案　(1)CaC2O4　CaO

(2)在600 ℃时，×100%＝68.49%，m(剩余)＝36.50 g×68.49%≈25 g，从300 ℃至600 ℃时，失去的总质量为32 g－25 g＝7 g，失去物质的摩尔质量为7 g÷0.25 mol＝28 g·mol－1，500 ℃时残留固体的成分为CaC2O4和CaCO3的混合物，样品中CaC2O4·H2O的物质的量n(CaC2O4·H2O)＝＝0.25 mol，设混合物中CaC2O4和CaCO3的物质的量分别为x mol和y mol，根据500 ℃时固体总质量可得128x＋100y＝36.50 g×76.16%，根据钙元素守恒可得x＋y＝0.25，解得x≈0.10，y≈0.15，m(CaC2O4)＝0.10 mol×128 g·mol－1＝12.80 g，m(CaCO3)＝0.15 mol×100 g·mol－1＝15.0 g，500 ℃时固体的成分为12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。

7.(2019·金丽衢十二校模拟)孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数，且x≤3，y≤2)。

(1)现有两份等量的某碳酸盐类制矿样品，一份加足量盐酸，产生3.36 L标准状况下的CO2气体，另一份加热完全反应得到20 g CuO，则该碳盐类铜矿的化学组成中x∶y＝________。

(2)设某碳酸盐类铜矿样品质量为a g，含铜质量为b g，加酸完全分解得到标准状况下CO2气体V L，则a、b、V的代数关系式是________。

解析　(1)n(CO2)＝3.36 L÷22.4 L/mol＝0.15 mol，则n(CuCO3)＝n(CO2)＝0.15 mol，n(CuO)＝20 g÷80 g/mol＝0.25 mol，根据Cu元素守恒，可得n[Cu(OH)2]＝0.25 mol－0.15 mol＝0.10 mol，所以n(CuCO3)∶n[Cu(OH)2]＝0.15∶0.10＝3∶2，所以碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO3·yCu(OH)2中x＝3，y＝2，盐可以表示为3CuCO3·2Cu(OH)2；

(2)根据C元素守恒可得n(CuCO3)＝n(CO2)＝mol，根据Cu元素可得n(CuCO3)＋n[Cu(OH)2]＝n(Cu)＝ mol，则n[Cu(OH)2]＝(－) mol，所以a＝＋98(－)；n(CuCO3)＝n(CO2)＝ mol，m(CuCO3)＝ mol×124 g/mol＝ g，该化合物含有Cu的总物质的量是n(Cu)＝ mol，则根据Cu元素守恒，可得n[Cu(OH)2]＝ mol－ mol，m[Cu(OH)2]＝98 g/mol×( mol－ mol)，根据反应前后物质质量不变，可得a＝ g＋98 g/mol×( mol－ mol)＝＋。

答案　(1)3∶2　(2)a＝＋98(－)或a＝＋

8.(2018·镇海中学高三)两份等质量Na2O2和NaHCO3均匀混和物，向其中一份加入100 mL盐酸，充分反应呈中性，放出气体经干燥后测得体积为2.24 L(标准状况)。如将该气体通入另一混和物中充分反应后，气体体积变为2.016 L(标准状况)。若混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2。则：

(1)原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为________________；

(2)加入盐酸的物质的量的浓度为________ mol·L－1。

解析　(1)根据题意，发生的反应有：①2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑，②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，③2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。

NaHCO3与盐酸反应产生CO2，Na2O2与盐酸反应生成O2，因此第一步反应生成的气体为二氧化碳和氧气的混合气体，2.24 L气体的物质的量为＝0.1 mol，即第一步反应生成二氧化碳和氧气共0.1 mol。CO2与Na2O2反应将产生O2，因为混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2，故第两步反应后的剩余气体一定有O2和CO2，2.016 L气体的物质的量为＝0.09 mol，即第二步反应生成二氧化碳和氧气0.09 mol，

n(Na2O2)＝0.02 mol。

根据方程式①，第一份生成的O2为0.01 mol，则CO2为0.1 mol－0.01 mol＝0.09 mol，因此碳酸氢钠为0.09 mol，原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为0.02 mol∶0.09 mol＝2∶9；

消耗的HCl为0.04 mol＋0.09 mol＝0.13 mol，c(HCl)＝＝1.3 mol/L。

答案　(1)2∶9　(2)1.3