【課前自主復(fù)習(xí)與思考】
1.閱讀《必修1》課本或教參,自己整理以物質(zhì)的量為中心的有關(guān)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。
用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.常溫常壓下的33.6L氯氣與27g鋁充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L己烷中共價(jià)鍵數(shù)目為19NA
C.由CO2和O2組成的混合物中共有NA個(gè)分子,其中的氧原子數(shù)為2NA
D.1L濃度為1mol?L-1的Na2CO3溶液中含有NA個(gè)CO32-
【考綱點(diǎn)撥】
根據(jù)2011年江蘇考試說明,化學(xué)計(jì)算的分值約占總分的12%。因此,值得重視。有些同學(xué)由于水平和時(shí)間關(guān)系,往往放棄計(jì)算,其實(shí)不是明智之舉。近年來,計(jì)算考查難度下降,步驟簡(jiǎn)單,或許計(jì)算的數(shù)值有點(diǎn)繁瑣,但計(jì)算的思維確實(shí)簡(jiǎn)單。
考查熱點(diǎn):
Ⅰ以NA為載體的計(jì)算;
Ⅱ守恒計(jì)算,如原子守恒、電荷守恒等;
Ⅲ多步計(jì)算尋找首尾關(guān)系,多見于氧化還原滴定;
Ⅳ反應(yīng)熱和蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)和用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、Ksp等。
【自主研究例題】
工業(yè)上以海水為原料可獲得金屬鎂及其多種化合物。其中Mg(OH)2是制備鎂鹽、耐火材料和阻燃劑等的重要原料。已知:①25℃時(shí),Mg(OH)2的溶度積Ksp=5.6×10-12;
②Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g) △H= +81.5kJ?mol-1。試回答下列問題:
(1)下列敘述正確的是 。(填字母序號(hào))
A.從海水中獲得Mg(OH)2工業(yè)上選擇 NaOH作沉淀劑
B.Mg(OH)2能用作阻燃劑主要因?yàn)榉纸馕鼰崆疑蒑gO覆蓋可燃物
C.工業(yè)上由Mg(OH)2制金屬鎂的流程如下:
(2)已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如下:
pH<8.08.0~9.6>9.6
顏色黃色綠色藍(lán)色
25℃時(shí),Mg(OH)2的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑,溶液所呈現(xiàn)的顏色為 。
(3)達(dá)喜是中和胃酸的常用藥物,其有效成分是鋁和鎂的堿式碳酸鹽,F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)確定化學(xué)式:
實(shí)驗(yàn)一:取該堿式鹽3.01 g充分灼燒至恒重,測(cè)得固體質(zhì)量減少了1.30 g;
實(shí)驗(yàn)二:再取該堿式鹽3.01 g使其溶于足量的鹽酸中,產(chǎn)生CO2的體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況);
實(shí)驗(yàn)三:向?qū)嶒?yàn)二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74 g白色沉淀。
①達(dá)喜中Mg2+與Al3+的物質(zhì)的量之比為 。 ②計(jì)算達(dá)喜的化學(xué)式。
【高考鏈接】
【例1】(2010江蘇高考第5題)設(shè) 為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( )
A.常溫下,1L1mol?L-1的 溶液中氮原子數(shù)為0.2
B.1mol羥基中電子數(shù)為10
C.在 反應(yīng)中,每生成3mol 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6
D.常溫常壓下,22.4L乙烯中 鍵數(shù)為4
【例2】(2010江蘇小高考第23題)某溶液中可能含有下列6種離子中的某幾種:Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Na+、K+。為確認(rèn)溶液組成進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)200 mL上述溶液,加入足量BaCl2溶液,反應(yīng)后將沉淀過濾、洗滌、干燥,得沉淀4.30 g,向沉淀中加入過量的鹽酸,有2.33 g沉淀不溶。(2)向(1)的濾液中加入足量的NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能促使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體1.12 L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況,假定產(chǎn)生的氣體全部逸出)。由此可以得出關(guān)于原溶液組成的正確結(jié)論是
A.一定存在SO42-、CO32-、NH4+,可能存在Cl-、Na+、K+
B.一定存在SO42-、CO32-、NH4+、Cl-,一定不存在Na+、K+
C.c(CO32-)=0.01 mol?L-1,c(NH4+)>c(SO42-)
D.如果上述6種離子都存在,則c(Cl-)>c(SO42-)
【例3】(江蘇2009高考第20題)聯(lián)氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料,N2H4與N2O4反應(yīng)能放出大量的熱。
⑴已知:2NO2(g)= N2O4(g) △H= ?52.70KJ?mol?1。一定溫度下,在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)達(dá)到平衡。其他條件不變時(shí),下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是 (填字母)。A.減小NO2的濃度 B.降低溫度 C.增加NO2的濃度 D.升高溫度
⑵25℃時(shí),1.00g N2H4(l)與足量N2O4(l)完全反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l),放出19.14KJ的熱量。則反應(yīng)2 N2H4(l)+ N2O4(l)= 3N2(g+ 4H2O(l)的△H= KJ?mol?1。
⑶17℃、1.01×105Pa,密閉容器中N2O4 和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時(shí),c(NO2)=0.0300
mol?L-1、c(N2O4)=0.0120 mol?L-1。計(jì)算反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)的平衡常數(shù)K。
⑷現(xiàn)用一定量的銅與足量的濃硝酸反應(yīng),制得1.00L已達(dá)到平衡的N2O4 和NO2的混合氣體(17℃、1.01×105Pa),理論上至少消耗Cu多少克?
【例4】(江蘇2008高考第20題)將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中,550℃時(shí),在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2 2SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后,將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
請(qǐng)回答下列問題:
(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。(填字母)
a.SO2和SO3濃度相等 b.SO2百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變 d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e.容器中混合氣體的密度保持不變
(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是 。(填字母)
a.向裝置中再充入N2 b.向裝置中再充入O2
c.改變反應(yīng)的催化劑 d.升高溫度
(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。
(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?
【例5】(江蘇2008高考第14題)某有機(jī)樣品3.1g完全燃燒,燃燒后的混合物通入過量的澄清石灰水,石灰水共增重7.1g,經(jīng)過濾得到10g沉淀。該有機(jī)樣品可能是( )
A.乙二醇 B.乙醇 C.乙醛 D.甲醇和丙三醇的混合物
【例6】(江蘇2008高考第13題)研究反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)與產(chǎn)物之間的關(guān)系時(shí),使用類似數(shù)軸的方法可以收到的直觀形象的效果。下列表達(dá)不正確的是
A.密閉容器中CuO和C高溫反應(yīng)的氣體產(chǎn)物:
B.Fe在Cl2中的燃燒產(chǎn)物:
C.AlCl3溶液中滴加NaOH后鋁的存在形式:
D.氨水與SO2反應(yīng)后溶液中的銨鹽:
【例7】(江蘇2010高考第20題) 以水氯鎂石(主要成分為 )為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下:
(l)預(yù)氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常溫下Mg(OH)2的 ,若溶液中 ,則溶液中 = 。
(2)上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶,所得主要固體物質(zhì)的化學(xué)式為 。
(3)高溫煅燒堿式碳酸鎂得到 。取堿式碳酸鎂4.66g,高溫煅燒至恒重,得到固體2.00g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下 0.896L,通過計(jì)算確定堿式碳酸鎂的化學(xué)式。
(4)若熱水解不完全,所得堿式碳酸鎂中將混有 ,則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ▲ (填 “升高”、“降低”或“不變”)。
【自我檢測(cè)】
1.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.常溫常壓下11g CO2中共用電子對(duì)的數(shù)目為NA
B.11.2L乙烯、乙炔的混合物中C原子數(shù)為NA
C.1 L1 mol?L-1Na2CO3溶液中含CO32 -離子數(shù)為NA
D.1mol乙醇和1mol乙酸反應(yīng)生成的水分子數(shù)為NA
2.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.3.6g碳與3.36LO2一定條件下恰好完全反應(yīng),生成CO分子數(shù)一定為0.3 NA
B.6.9g鈉與足量的CO2和H2O(g)混合氣體充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定為0.3NA
C.25℃時(shí), 0.15mol/L的Na2CO3溶液中,Na+數(shù)目為0.3NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L氯仿中含有C-Cl數(shù)目為0.3NA
3.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是( )
A.1L 0.1mol?L-1的FeCl3溶液中有0.1NA個(gè)Fe3+
B.Na2O2與H2O反應(yīng)生成11.2LO2,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為2NA
C.60g二氧化硅中Si?O鍵個(gè)數(shù)為2NA
D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,Cl2和H2的混合氣22.4升,光照后原子總數(shù)為2NA個(gè)
4.用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的組合是 ( )
① 2.3 g Na和足量的O2完全反應(yīng),在常溫和燃燒時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為0 .1NA
② 含0.2 mol H2SO4的濃硫酸與足量銅反應(yīng),生成SO2的分子數(shù)為0.1 NA
③ 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為0.1NA。
④ 25℃時(shí),pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA
⑤ 100 mL 1 mol?L-1 AlCl3溶液中含陽離子數(shù)大于0.1NA
⑥ 含有NA個(gè)NO2、N2O4分子的混合氣體,降低溫度,混合氣體的分子總數(shù)小于NA
A.①②⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.①⑤⑥
5.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、
Ba2+、CO32-、SO42-,現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生
(2)第二份加足量NaOH溶液加熱后,收集到氣體0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為2.33g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),以下推測(cè)正確的是
A K+一定存在 B 100mL溶液中含0.01mol CO32-
C Cl-可能存在 D Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
6.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L乙醇中含有的碳原子數(shù)目為2NA
B.1mol CnH2n含有的共同電子對(duì)數(shù)為(3n+1)NA
C.1mol CO2與1mol Na2O2完全反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為NA
D.1mol/L的FeCl3溶液中,所含F(xiàn)e3+的數(shù)目小于NA
7.一定條件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
① CH4 ( g )+4NO2( g )=4NO( g ) +CO2( g )+2H2O( g ) △H=一574 kJ?mol-1
② CH4 ( g )+4NO( g )=2N2( g )+CO2( g )+2H2O( g ) △H=一1 160 kJ?mol一1。
下列正確的選項(xiàng)是( )
A.CH4 ( g )+2NO2 ( g )= N2( g )+CO2 ( g )+2H2O ( l) △H=一867 kJ?mol-1
B.CH4催化還原NOx為N2的過程中,若x=1.6,則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol
C.若0.2 mol CH4還原NO2至N2,在上述條件下放出的熱量為173.4 kJ
D.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH4 還原NO2至N2,整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol
8.在密閉容器中,將1.0 mol CO與1.0 mol H2O混合加熱到800℃,發(fā)生下列反應(yīng):
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。一段時(shí)間后該反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.5 mol。則下列說法正確的是( )
A.800℃下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.25
B.427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4,則該反應(yīng)的△H<0
C.800℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO(g),則平衡時(shí)CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為33.3%
D.800℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H2O(g),則平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為66.7%
9.氯化鐵是常見的水處理劑,無水FeCl3的熔點(diǎn)為555K、沸點(diǎn)為588K。工業(yè)上制備無水FeCl3的一種工藝如下:
(1)試寫出吸收塔中反應(yīng)的離子方程式:____________________________ 。
(2)已知六水合氯化鐵在水中的溶解度如下:
溫度/℃01020305080100
溶解度(g/100gH20)74.481.991.8106.8315.1525.8535.7
從FeCl3溶液中獲得FeCl3?6H2O的方法是: 。
(3)捕集器中溫度超過673K,存在相對(duì)分子質(zhì)量為325的物質(zhì),該物質(zhì)的分子式為:。
(4)室溫時(shí)在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)溶液pH為2.7時(shí),F(xiàn)e3+開始沉淀;當(dāng)溶液pH為4時(shí),c(Fe3+) = mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(5)FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通?捎玫饬糠y(cè)定:稱取m克無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,再轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶,用蒸餾水定容;取出10mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入某一指示劑并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定用去V mL。
(已知:I2+2S2O32-=2I- +S4O62-)
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:____________________________ 。
②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: 。
10.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。
(1)SO2轉(zhuǎn)化為SO3是在接觸室(如右圖)里進(jìn)行的,中部是一個(gè)熱交換器,它是由導(dǎo)熱性能良好的管狀材料(如銅管)制成。溫度低的氣體A從管外流過,上層催化劑反應(yīng)后的熱氣體從管內(nèi)流過,通過導(dǎo)熱材料進(jìn)行氣體與氣體的熱交換。實(shí)驗(yàn)室里有很多實(shí)驗(yàn)也需要進(jìn)行熱交換(除直接加熱外),如在進(jìn)行氣體和氣體熱交換時(shí),通常使用玻璃導(dǎo)管,氣體和液體熱交換時(shí),通常使用 (填儀器名稱),請(qǐng)你舉一例有液體與液體熱交換的化學(xué)實(shí)驗(yàn) (填實(shí)驗(yàn)名稱)。
(2)某溫度下,2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H=?196 kJ?mol-1。開始時(shí)在100L的密閉容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ。此時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為 ,該溫度下平衡常數(shù)K=___________;
(3)一定溫度下,向體積為1L的密閉容器中充入2molSO2(g)和1molO2(g),發(fā)生下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),達(dá)到平衡時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù)為a。若保持溫度不變,以下列量作為起始量發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡后SO2體積分?jǐn)?shù)仍為a的是 (填字母)。
A.向體積為1L的容器中充入2molSO3
B.向體積為1L的容器中充入4molSO2和2molO2
C.向體積為1L的容器中充入1.8molSO2、0.9mol O2 、 0.2mol SO3
D.向體積為0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2
E.向體積為0.5L的容器中充入2molSO3和1molN2
(4)某學(xué)生設(shè)想以右圖所示裝置的電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸,寫出通入O2一極的電極反應(yīng)式 。
(5)若通入SO2的速率為2.24L?min-1 (標(biāo)準(zhǔn)狀況),為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn),硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)維持50%,則左側(cè)水的流入速率應(yīng)為 mL?min-1。
11.硫酸鈣是一種用途非常廣泛的產(chǎn)品。
(1)已知25℃時(shí),Ksp(CaSO4)=7.10×10-5 。在1L0.1mol?L-1CaCl2溶液中加入1L0.2mol?L-1的Na2SO4溶液,充分反應(yīng)后(假設(shè)混合后溶液的體積變化忽略不計(jì))溶液中Ca2+物質(zhì)的量的濃度為 mol?L-1。
(2)某校課外活動(dòng)小組為測(cè)定已部分脫水的生石膏的組成(xCaSO4?yH2O),做如下實(shí)驗(yàn):將固體放在坩堝中加熱,經(jīng)測(cè)量剩余固體質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖所示。
則x:y=_________。t2~t3時(shí)間段固體的化學(xué)式為 。t5~t6時(shí)間段固體質(zhì)量減輕的原因是產(chǎn)生了兩種氣體,其中一種能使品紅溶液褪色,則該時(shí)間段所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
12.一化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某工廠生產(chǎn)印刷電路板后所得廢液進(jìn)行探究(生產(chǎn)原理:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)。請(qǐng)按要求完成下列探究報(bào)告。
[探究目的]
從廢液中回收銅,并重新得到FeCl3溶液。
[資料獲悉]
①3Fe2++NO3-+4H+==3Fe3++NO↑+2H2O
②有關(guān)金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時(shí)溶液的pH:
Fe3+:2.7~3.7Cu2+:5.2~6.4Fe3+:7.6~9.6
[探究思路]
(1)先確定廢液的組成及各金屬離子的濃度;
(2)選擇合適試劑回收銅,并重新得到FeCl3溶液。
[實(shí)驗(yàn)探究]
取幾滴廢液于試管中,加水稀釋后,滴加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,可知廢液中除含有
Fe2+、Cu2+外,還含有Fe3+。
甲同學(xué)取10 mL廢液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得到的沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,稱重得8.61 g ;乙同學(xué)另取10 mL廢液,加入某試劑將pH調(diào)至4.0,使其中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,而Fe2+、Cu2+仍留在廢液中,沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒,冷卻后稱重得0.32 g 。通過計(jì)算可知廢液中c(Fe3+)=mol/L,c(Fe2+)=mol/L,c(Cu2+)= mol/L。
[交流討論]
如何回收1 L廢液中含有的銅,并重新得到FeCl3溶液?
丙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該先向廢液中加入w g鐵粉[w =c(Cu2+)×1 L ×56 g?mol-1],使之充分反應(yīng)置換出銅,過濾,得金屬銅。再向?yàn)V液中加入適量的稀硝酸,將Fe2+全部氧化為Fe3+,并進(jìn)行尾氣處理,即可達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康。有些同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的方案不可行,請(qǐng)你評(píng)價(jià)丙同學(xué)的方案有哪些不妥之處?(不一定填滿)
(1);
(2);
(3)。
該小組同學(xué)根據(jù)討論得到的合理方案進(jìn)行操作,最終達(dá)到了預(yù)期目的。(方案內(nèi)容略)
[拓展延伸]
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/71203.html
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