山东专用2020届高考化学二轮复习题组28微型化学计算专练含解析
题组28 微型化学计算专练
1.用催化剂可以使NO、CO污染同时降低,2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),根据传感器记录某温度下NO、CO的反应进程,测量所得数据绘制出下图。前1 s内的平均反应速率v(N2)=
,第2 s时的x值范围: 。
答案 2.7×10-4 mol·L-1·s-1 25.2
x>30.6-5.4,即25.20
下表为该反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s
0
500
1 000
c(N2O5)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.48
则500 s内NO2的平均生成速率为 。
答案 5.92×10-3 mol·L-1·s-1
解析 500 s内,Δc(N2O5)=(5.00-3.52)mol·L-1=1.48 mol·L-1,则Δc(NO2)=2×Δc(N2O5)=
2×1.48 mol·L-1=2.96 mol·L-1,代入v=ΔcΔt计算,得出v(NO2)=2.96 mol·L-1500 s=5.92×10-3 mol·L-
1·s-1。
3.若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,Na2X的摩尔质量是 ,X的相对原子质量是 。
答案 62 g·mol-1 16
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解析 1 mol Na2X中含有2 mol钠离子,0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)=12.4 g0.2 mol=62 g·mol-1;X的相对原子质量=62-46=16。
4.Pd(相对原子质量为106.4)中加入王水 (浓硝酸与浓盐酸的混合物)的 反应可以表示为Pd+HCl+HNO3 A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。通过计算判断物质A的化学式: 。
答案 H2PdCl4
解析 B是一氧化氮;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%,根据元素守恒知剩余的是氯元素,Pd原子、氢原子和氯原子个数比=42.4%106.4∶0.8%1∶
1-42.4%-0.8%35.5≈1∶2∶4。
5.某工业废水中NO2-的浓度为1.0×10-4 mol·L-1,取此工业废水5 mL于试管中,加水稀释至500 mL,向其中滴加硝酸银溶液,则得到沉淀时所需硝酸银溶液的浓度至少为 。[已知:Ksp(AgNO2)=2.0×10-8]
答案 0.02 mol·L-1
解析 加水稀释后,c(NO2-)=1.0×10-4 mol·L-1×5 mL500 mL=1.0×10-6 mol·L-1,则c(Ag+)=
2.0×10-81.0×10-6 mol·L-1=0.02 mol·L-1。
6.工业上净化处理铬污染的方法之一是将含K2Cr2O7的酸性废水放入电解槽内,加入适量的NaCl,以Fe和石墨为电极进行电解。经过一段时间后,生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀{已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31}。在装置中应该用 (填材料名称)作电解池的阳极;已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13 mol·L-1,则溶液中c(Cr3+)为 mol·L-1。
答案 铁 3.0×10-6
解析 在装置中应用Fe作阳极,根据Ksp[Fe(OH)3]、Ksp[Cr(OH)3],则有c(Cr3+)c(Fe3+)=c(Cr3+)·c3(OH-)c(Fe3+)·c3(OH-)
=Ksp[Cr(OH)3]Ksp[Fe(OH)3]=1.5×107,故c(Cr3+)=1.5×107×2.0×10-13 mol·L-1=3.0×10-6 mol·L-1。
7.XeO3是一种不稳定的物质,具有强氧化性。在某一反应体系中有反应物和生成物的微粒共6种,即Mn2+、MnO4-、Xe、XeO3、H+、H2O。
(1)该反应的离子方程式为 。
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(2)将适量的XeO3投入30 mL 0.1 mol·L-1Mn2+的水溶液中,刚好完全反应。此时转移电子数目为 (NA表示阿伏加德罗常数的值)。将反应后的溶液稀释至90 mL,所得溶液的pH= (常温下)。
答案 (1)5XeO3+6Mn2++9H2O 6MnO4-+5Xe↑+18H+
(2)0.015NA 1
解析 (1)由题意可知,XeO3作氧化剂,Xe为还原产物,则Mn2+作还原剂,MnO4-为氧化产物,写出方程式配平即可。
(2)Mn2+→MnO4-,Mn的化合价由+2→+7,n(Mn2+)=0.03 L×0.1 mol·L-1=0.003 mol,转移的n(e-)=0.003 mol×5=0.015 mol,N(e-)=0.015NA;由离子反应方程式可知,n(H+)=3n(Mn2+)=
3×0.003 mol=0.009 mol,c(H+)=0.009 mol0.09 L=0.1 mol·L-1,故pH=1。
8.已知NaOH与Cl2反应的氧化产物与温度有关(发生的反应均为放热反应),在V L 4 mol·L-1的NaOH溶液中通入一定量的氯气,生成物中含有Cl-、ClO-、ClO3-三种含氯元素的离子,其中ClO-、ClO3-的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。
若t2时刻恰好反应完全,则V= L。
答案 2.5
解析 由题图可知,t2时刻,ClO-、ClO3-的物质的量分别为2 mol、1 mol,Cl2→Cl-,化合价由0→-1,Cl2→ClO-,化合价由0→+1,Cl2→ClO3-,化合价由0→+5,根据得失电子守恒可知,n(Cl-)=
n(ClO-)+5n(ClO3-)=2 mol+5×1 mol=7 mol,由于Na原子守恒,n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+
n(NaClO3)=7 mol+2 mol+1 mol=10 mol,V=10 mol4 mol·L-1=2.5 L。
9.200 mL某溶液中含有的离子及其物质的量如下:
离子
H+
K+
NO3-
SO42-
物质的量/mol
0.5
0.1
0.6
0.15
该溶液中还含有的离子可能是下列中的 (填字母),该离子的浓度为 。
A.Al3+ B.Cl- C.ClO- D.Fe2+
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答案 A 0.5 mol·L-1
解析 由溶液中的电荷守恒可知,该溶液中还含有的离子是阳离子,由于Fe2+在酸性条件下易被NO3-氧化而不能大量存在,故该溶液中还可能含有的离子是Al3+,且c(Al3+)=
13[n(NO3-)+2n(SO42-)-n(H+)-n(K+)]0.2 L=13×(0.6+2×0.15-0.5-0.1)mol0.2 L=0.5 mol·L-1。
10.已知K、Ka、KW、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。
(1)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH4+)=
c(Cl-),则溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb= (忽略溶液混合过程中的体积变化)。
(2)25 ℃时,H2SO3 HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2 mol·L-1,则该温度下pH=3、c(HSO3-)=
0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)= 。
(3)高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH<0
该反应的平衡常数表达式K= ;已知1 100 ℃时,K=0.25,则平衡时CO的转化率为 ;在该温度下,若测得高炉中c(CO2)=0.020 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,则此时反应速率是v正 (填“>”“<”或“=”)v逆。
(4)已知高温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10-38、1.0×10-11,向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液pH的范围是 (已知lg2=0.3,离子浓度低于10-5 mol·L-1时认为沉淀完全)。
答案 (1)中 10-9a-0.01 (2)0.01 mol·L-1
(3)c(CO2)c(CO) 20% > (4)3.3~9
解析 (1)根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),因为c(NH4+)=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液显中性。Kb=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)=12×0.01×10-7a2-12×0.01=10-9a-0.01。
(2)Ka=c(H+)·c(HSO3-)c(H2SO3),代入数据得c(H2SO3)=0.01 mol·L-1。(3)根据化学方程式可得K=c(CO2)c(CO);设开始时c(CO)=a mol·L-1,平衡时c(CO2)=b mol·L-1,则ba-b=0.25,得a=5b,则平衡时CO的转化率为ba=b5b=20%;Qc=c(CO2)c(CO)=0.0200.1=0.20<0.25,故v正>v逆。(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),Fe3+完全沉淀时c3(OH-)=8.0×10-3810-5,得c(OH-)=2.0×10-11 mol·L-1,pH=-lg(12
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×10-3)=lg2+3=3.3,Mg(OH)2开始沉淀时c2(OH-)=1.0×10-110.1=1.0×10-10,得c(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1,pH=-lg10-9=9,调节pH范围为3.3~9。
11.测定制备的粗K2FeO4的纯度可用滴定法,滴定时有关反应的离子方程式如下:
①FeO42-+CrO2-+2H2O CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-
②2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
③Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取1.98 g粗K2FeO4样品溶于适量KOH溶液中,加入稍过量的KCrO2,充分反应后过滤,滤液在250 mL容量瓶中定容。每次取25.00 mL加入稀硝酸酸化,用0.100 0 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93 mL,则上述样品中K2FeO4的质量分数为 。
答案 63.1%
解析 根据反应①②③,可得关系式:2FeO42-~2CrO42-~Cr2O72-~6Fe2+,即FeO42-~3Fe2+,则样品中K2FeO4的质量为0.100 0 mol·L-1×0.018 93 L×13×250 mL25.00 mL×198 g·mol-1=1.249 38 g,样品中K2FeO4的质量分数为1.249 38 g1.98 g×100%=63.1%。
12.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。某浓缩液中含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)为 (结果保留两位小数)。
答案 4.72×10-7
解析 AgI的溶度积小于AgCl的,当滴加AgNO3溶液时,AgI沉淀先生成,AgCl开始沉淀时,c(I-)c(Cl-)=Ksp(AgI)c(Ag+)Ksp(AgCl)c(Ag+)=Ksp(AgI)Ksp(AgCl)≈4.72×10-7。
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