题目内容

(1)NA为阿伏加德罗常数。25℃时,1g水中含H+离子个数约为__________NA
(2)通过氨的催化氧化法制取硝酸,在此全过程中,理论上氨与所耗氧气的物质的量比为__________,这样所得硝酸的质量分数为_____________。
(3)往含0.2 mol NaOH和0.1 mol Ca(OH)2的混合溶液中持续稳定地通入CO2气体0.5 mol。请以CO2的量为横坐标,以溶液中离子的总量为横坐标,画出离子总量随CO2加入量变化的折线图。(不计弱电解质的电离和盐的水解)

(4)某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4·5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO32, 反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g,其中铜屑的质量分数为0.4, 480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4·5H2O,试求原混酸中H2SO4的质量分数(写出计算过程)

(1)10-10  (2分)
(2)1:2  0.778   (4分)
(3)
(0,0.7) (0.1,0.4) (0.2,0.3) (0.3,0.4) (0.4,0.7) (0.5,0.7)  (5分)
(4)(4分)解 m(Cu) = 480×0.4=192g  m(CuO)=480g-192g=288g
n(Cu) =192/64=3mol, n(CuO) = 288/80=3.6mol (1分)
n(Cu) +n(CuO)="3mol" +3.6mol = 6.6mol
由Cu守恒得: n(H2SO4)=n(CuSO4·5H2O)=6.6mol(1分)
m(CuSO4·5H2O)=6.6mol×250g/mol=1650g
设HNO3为xmol ,由得失电子数相同得: 2×480×0.4/64=3x     x=2  
n(HNO3) ="2mol" 则放出NO为2mol,质量为2×30=60g(1分)
根据质量守恒:m(溶液)=1650+2×30-480=1230g(1分)
所以,H2SO4%=6.6×98/12300×100%=52.6%(1分)

解析试题分析:(1)水电离出的C(H+)=1.0×10-7mol?L?1, 1g水中含H+为:1g÷1000g/L×1.0×10-7mol?L?1=10-10mol。
(2)氨的催化氧化法制取硝酸发生如下反应:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,所以氨与所耗氧气的物质的量比为:1:2;根据化学方程式可以看出:生成4molHNO3,最终得4molH2O,所得硝酸的质量分数=4mol×63g/mol÷(4mol×63g/mol+4mol×18g/mol)= 0.778。
(3)通入CO2前,0.2 mol NaOH和0.1 mol Ca(OH)2的混合溶液共含离子0.7mol,折线起点坐标(0,0.7),通入CO2首先发生反应:CO2+Ca2++2OH?=CaCO3↓+H2O,完全反应消耗0.1molCO2,减少0.3mol离子,得转折点坐标(0.1,0.4),继续通入CO2,发生第2步反应:CO2+2OH?=CO32?+H2O ,本步反应消耗CO2 0.1mol,离子减少0.1mol,得第2个转折点(0.2,0.3),第3步反应:CO2+CO32?+H2O=2HCO3?,消耗CO2 0.1mol,离子增加0.1mol,得第3个转折点(0.3,0.4),第4步反应:CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3?,消耗CO2 0.1mol,离子增加0.3mol,得第4个转折点(0.4,0.7),因为不计弱电解质的电离和盐的水解,再通入CO2,离子浓度不变,得终点(0.5,0.7),连接各点得转折线。
(4)硫酸的质量根据元素守恒求算,n(H2SO4)=n(CuSO4·5H2O)="n(Cu)+n(CuO)," 题目已给条件:固体混合物的总质量为480 g,铜屑的质量分数为0.4,分别求出Cu、CuO的质量,进而求出物质的量;混酸溶液的质量根据质量守恒定律求算,反应前固体混合物的质量+混酸溶液的质量=反应后CuSO4·5H2O的质量+NO的质量,最后可求出H2SO4的质量分数。
考点:本题考查了化学计算和通过计算绘制图像。

练习册系列答案
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纯碱是主要的化工原料,化学家发明了其不同的工业制法,其中法国化学家尼古拉斯·勒布朗早在1791年发明的工业合成碳酸钠的方法,简称勒布朗制碱法。该方法包括以下两个阶段:首先从原料氯化钠与浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸钠,然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反应来得到碳酸钠。各步骤反应的化学方程式如下:
2NaCl+H2SO  Na2SO4+2HCl↑
Na2SO4+2C Na2S+2CO2
Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS
完成下列计算(计算过程保留3位有效数字)
(1)假设每一步反应物的量足够,反应完全,理论上每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是_________kg。
(2)步骤②碳单质过量时也同样可以反应获得Na2S,此时所发生的反应的化学方程式是___________________________________。若其它条件不变,步骤②按此反应进行,每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是__________kg,此时消耗碳单质的量是原步骤②反应用碳量的____倍。
(3)通过定性分析,勒布朗制碱法获得的纯碱含有杂质CaCO3和CaS,为了测定产品纯度,取10g样品与稀硝酸反应,硫元素全部转化成淡黄色固体,称量其质量为0.16g,另取10g样品与稀盐酸反应,得到气体(忽略气体在水中的溶解),折算为标况下,体积为2.162L,计算求出该产品中Na2CO3的纯度。
(4)若除氯化钠和碳单质的量外,其它反应物足量,反应充分, 如果加入amol氯化钠时,生成的Na2CO3为yg,电子转移数为zmol,讨论分析当氯化钠与碳的物质的量之比x的值不同时,用函数式表示y和z的值是多少。

x
y
z
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

过碳酸钠俗称固体双氧水,是一种很好的消毒剂和供氧剂,化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。现将一定质量的过碳酸钠粉末溶于水配成稀溶液,再向其中加入适量的MnO2粉末,充分反应后生成672 mL气体(标准状况)。反应后的混合物经过滤、洗涤后,将滤液和洗涤液混合并加水配成100 mL溶液A。现向三份体积为10 mL、浓度为c的稀硫酸中分别逐滴滴入溶液A,边滴边振荡,充分反应后,测得实验数据如下表所示:

实验序号



滴加溶液A的体积/mL
5.0
10.0
15.0
生成气体的体积/mL(标准状况)
44.8
89.6
112
 
请回答下列问题:
(1)用化学方程式表示向过碳酸钠溶液中加入MnO2粉末时放出气体的原因:_______________________________________________________________。
(2)稀硫酸的物质的量浓度c=________ mol·L-1
(3)通过计算可确定过碳酸钠的化学式为________。
(4)工业上常以所含活性氧的质量分数来衡量过碳酸钠产品的优劣,13%以上者为优等品。
现将0.2 g某厂家生产的过碳酸钠样品(所含杂质不参与后面的氧化还原反应)溶于水配成溶液,加入15.0 mL 1 mol·L-1硫酸,再加入足量KI,摇匀后置于暗处,充分反应后,加入少量淀粉试液,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定到蓝色恰好消失时,共消耗33.00 mL,请通过计算判断该样品是否为优等品(要求写出计算过程)。(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

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