1、1考前强化练 19 隐藏在主观题中的化学计算1.(2018 陕西高三教学质量检测)已知亚硝酸钠(化学式为 NaNO2)是一种常用的防腐剂。回答下列问题:(1)我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过 150 毫克,以此计算,200 g 15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠 千克。 (2)某同学设计实验对工业产品中 NaNO2的含量进行测定,称取固体样品 2 g,完全溶解配制成溶液100 mL,取出 25 mL 溶液用 0.100 molL-1酸性 KMnO4溶液进行滴定(杂质不与 KMnO4反应),实验所得数据如下表所示:滴定次数 1 2 3 4消耗 KMnO4溶液体积/mL
2、20.7020.0220.0019.98该样品中亚硝酸钠的质量分数为 。(已知:5N +2Mn +6H+ 5N +2Mn2+3H2O) -2 -4 -3答案 (1)200 (2)69%解析 (1)因为我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过 150 毫克,所以 200 g、15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠的质量为 200 g15% g1 kg=200 kg;1501 000(2)根据题意消耗高锰酸钾的平均体积为 20 mL,则消耗高锰酸钾的物质的量是 0.1 molL-10.02 L=0.002 mol,则根据方程式 5N +2Mn +6H+ 5N +2Mn2+3H2O
3、可知,亚硝酸钠的物-2 -4 -3质的量是 0.002 mol =0.005 mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是 0.005 52mol =0.02 mol,其质量为 0.02 mol69 g mol-1=1.38 g,所以样品中亚硝酸钠的质量100 25 分数为 100%=69.0%。1.38 2 22.(2018 江西重点中学协作体第一次联考)工业上用“间接碘量法”测定高铁酸钾的纯度:用碱性KI 溶液溶解 3.00 g K2FeO4样品,调节 pH 使高铁酸根全部被还原成铁离子,再调节 pH 为 34,用 1.0 molL-1的 Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na 2S2
4、O3+I2 Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,滴定终点时,消耗 Na2S2O3标准溶液 18.00 mL。(1)滴定终点的现象是 。 (2)原样品中高铁酸钾的质量分数为 。 答案 (1)滴入最后一滴 Na2S2O3标准液,溶液由蓝色变无色,且半分钟内不变色 (2)39.6%解析 (1)淀粉遇到碘水会变蓝色,用 1.0 molL-1的 Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,当滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变无色,且半分钟内不变色,达到滴定终点;(2)根据反应 2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI 可知:2N
5、a 2S2O3I2,消耗碘的量为 n(I2)= mol=910-3 mol;再根据电子守恒规律可知:高铁酸钾中铁元素(1.018.0010-3)2得电子总数等于碘单质失电子总数:设有 K2FeO4为 x mol,则 x(6-3)=910-32,解之得:x=610-3 mol;原样品中高铁酸钾的质量分数为100%=39.6%。610-3198 -13.00 3.(2018 安徽六安示范高中联盟期末)已知 MgSO4、CaSO 4的溶解度如下表:温度/ 20 50 60 70MgSO425.033.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193“除钙”是将 MgSO4和 Ca
6、SO4混合溶液中的 CaSO4除去,根据上表数据,简要说明除去 CaSO4的操作步骤 。则析出晶体后的溶液(20 )中, c(Mg2+)= molL -1(该混合溶液的密度为 1.2 gcm-3)。 答案 蒸发结晶,趁热过滤 2.00解析 由温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响可知,温度越高,硫酸钙溶解度越小,因此可以采用蒸发结晶,趁热过滤方法除去硫酸钙;假设 20 时饱和 MgSO4溶液质量为 125 g,其体积为 125 g1.20 gcm-3;所含溶质 MgSO4的质量为 25 g,物质的量为 25 g120 g mol-1;则溶液里 c(Mg2+)=c(MgSO4)= =2.00 molL
7、-1。25 120 -1125 1.20 -310-3-34.(2018 宁夏银川一中高三月考)碲(Te)的单质和化合物在化工生产等方面具有重要应用。25 时,亚碲酸(H 2TeO3)的 Ka1=110-3,Ka2=210-8,0.1 molL-1H2TeO3溶液中 H2TeO3的电离度 约为 3( = 100%);NaHTeO3溶液的 pH (填“”或“=”)已电离弱电解质浓度弱电解质分子初始浓度7。 答案 10% 解析 弱酸以一级电离为主,H 2TeO3 HTe +H+,设溶液中 H+和 HTe 的浓度均为 x molL-1,则-3 -3Ka1= =110-3,则 x=0.01 molL-
8、1,= 100%=10%;HTe +H2O H2TeO3+OH-,20.1 0.01-10.1-1 -3其水解常数 Kb= =110-11Ka2,则 NaHTeO3的溶液中 HTe 电离大于其水解,其水溶液的 pH7。1 -35.(2018 浙江嘉兴第一中学高三期末)实验室有一瓶硫酸亚铁和硫酸铁的混合物,取一定量样品溶于水,配成 100 mL 溶液。所得溶液分成两份,在第一份溶液中加入 220 mL 0.5 molL-1氯化钡溶液恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气 0.896 L,可使 Fe2+全部变成 Fe3+。(1)所取样品中硫酸铁的物质的量是 。 (2)若在第一份溶液完全反
9、应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,最后所得残渣的质量是 。 答案 (1)0.02 mol (2)8 g解析 (1)在第二份溶液中通入标准状况下的氯气 0.896 L,发生反应 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,n(Fe2+)=2n(Cl2)=0.896 L22.4 L mol-12=0.08 mol,则 n(FeSO4)=0.08 mol,在第一份溶液中加入 220 mL 0.5 molL-1氯化钡溶液,发生反应:Ba 2+S BaSO4, n(S )=n(Ba2+)=0.5 molL-2-4 2-410.22 L=0.11 mol,则 Fe2(SO4
10、)3中的 n(S )=0.11 mol-0.08 mol=0.03 mol,则可进一步推出2-4nFe2(SO4)3=0.01 mol,即 n(Fe3+)=0.02 mol,因所取样品配成的溶液分成两等份,所以所取样品中nFe2(SO4)3=0.01 mol2=0.02 mol;(2)每份溶液中含有 Fe2+和 Fe3+的物质的量分别为 0.08 mol和 0.02 mol,在第一份溶液完全反应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,得到的残渣为 Fe2O3,根据铁原子守恒可知, n(Fe2O3)=(0.08+0.02) mol2=0.05 mol,则m(Fe2O
11、3)=0.05 mol160 g mol-1=8 g。6.软锰矿(主要成分 MnO2,杂质金属元素 Fe、Al、Mg 等)的水悬浊液与烟气中 SO2反应可制备MnSO4H2O,反应的化学方程式为 MnO2+SO2 MnSO4。(1)质量为 17.40 g 纯净的 MnO2最多能氧化 L SO 2(标准状况)。 (2)已知: KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1 时 Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的 Fe3+、Al 3+(使其浓度小于 110-6 molL-1),需调节溶液 pH 范围为 。 (3)下图可以看出,从 MnSO4
12、和 MgSO4混合溶液中结晶 MnSO4H2O 晶体,需控制的结晶温度范围为 。 4(4)准确称取 0.171 0 g MnSO4H2O 样品置于锥形瓶中,加入适量 H3PO4和 NH4NO3溶液,加热使 Mn2+全部氧化成 Mn3+,用 c(Fe2+)=0.050 0 molL-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中 Mn3+被还原为Mn2+),消耗 Fe2+溶液 20.00 mL。计算 MnSO4H2O 样品的纯度。(请给出计算过程)答案 (1)4.48 (2)5.0pH7.1 (3)高于 60 (4)n(Fe2+)=0.050 0 molL-1 =1.0010-3 mol20.00 1000
13、 -1n(Mn2+)=n(Fe2+)=1.0010-3 molm(MnSO4H2O)=1.0010-3 mol169 g mol-1=0.169 gMnSO4H2O 样品的纯度为 100%98.8%0.169 0.171 0 解析 (1)n(MnO2)= =0.2 mol,由化学方程式 MnO2+SO2 MnSO4知, n(SO2)=n(MnO2)=0.2 17.40 87-1mol,标准状况下 V(SO2)=22.4 L mol-10.2 mol=4.48 L。(2)Fe 3+全部转化为 Fe(OH)3时, c(OH-)= molL-1= molL-1= 10-11 molL-1;Al3+全
14、部转化为 Al(OH)3时,3()3(3+) 3310-39110-6 33c(OH-)= molL-1= molL-1=110-9 molL-1,故 Al3+、Fe 3+完全沉3()3(3+) 3110-33110-6淀时,溶液中 OH-的最小浓度应为 110-9 molL-1,即 pH 最小应为 5.0,因为 Mn(OH)2沉淀时的最小pH 为 7.1,故除去 MnSO4溶液中的 Fe3+、Al 3+,应调节溶液 pH 的范围为 5.0pH7.1。(3)由图可知,60 时,MgSO 46H2O 与 MnSO4H2O 的溶解度相等,随着温度的不断升高,MgSO 46H2O 的溶解度逐渐增大,
15、而 MnSO4H2O 的溶解度逐渐减小,因此欲从混合溶液中结晶析出 MnSO4H2O,需控制温度在60 以上。(4)Fe 2+的氧化产物为 Fe3+,由质量守恒定律和电子守恒可得:Mn 2+Mn3+Fe2+,因此,n(Mn2+)=n(Fe2+)=0.050 0 molL-10.020 L=1.0010-3 mol,则 m(MnSO4H2O)=1.0010-3 mol169 g mol-1=0.169 g,故 MnSO4H2O 样品的纯度为 100%98.8%。0.169 0.171 0 7.(2018 宁夏银川一中高三模拟)钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用
16、。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc 2O3)的一种流程如下:5回答下列问题。(1)25 时,先加入氨水调节 pH=3,过滤,滤渣主要成分是 ;再向滤液加入氨水调节 pH=6,滤液中 Sc3+的浓度为 。 KspMn(OH)2=1.910-13、 KspFe(OH)3=2.610-39,KspSc(OH)3=9.010-31 (2)用草酸“沉钪”。25 时 pH=2 的草酸溶液中 = (保留两位有效数字)。(22-4)(224)写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式 。(已知 Ka1(H2C2O4)=5.910-2,Ka2(H2C2O4)=6.410-5) (3)废酸中含钪
17、量为 15 mgL-1,则 V L 废酸最多可提取 Sc2O3的质量为 。 答案 (1)Fe(OH)3 9.010 -7 molL-l(2)3.810-2 2Sc 3+3H2C2O4 Sc2(C2O4)3+6H +(3)0.023 V g解析 (l)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子,洗涤“油相”已除去大量的钛离子。根据 KspMn(OH)2=1.910-13、 KspFe(OH)3=2.610-39,KspSc(OH)3=9.010-31,可以求出余下 3 种离子沉淀完全(离子浓度小于 10-5 molL-1)的 pH,发现锰离子沉淀完全时 pH 约为 10,钪离子沉淀完全的 pH 约为5,而铁离
18、子沉淀完全的 pH 约为 4,所以先加入氨水调节 pH=3,过滤,滤渣主要成分是 Fe(OH)3;再向滤液加入氨水调节 pH=6,此时溶液中 c(OH-)=10-8 molL-1,滤液中 Sc3+的浓度为molL-1=9.010-7 molL-l。(2)25 时 pH=2 的草酸溶液中,9.010-31(10-8)3=Ka2(H2C2O4)Kal(H2C2O4)(22-4)(224)=(22-4)(+)(2-4) (2-4)(+)(224) 12(+) =6.410-55.910-2 =3.810-2。“沉钪”得到草酸钪的离子方程式12(+) 1(10-2)22Sc3+3H2C2O4 Sc2(C2O4)3+6H +。(3)废酸中含钪量为 15 mgL-1,则 V L 废酸中含钪的质量为1510-3gL-1V L=0.015 V g,所以最多可提取 Sc2O3的质量为 =0.023 V g。0.01545 1382
