化学20分钟专题突破(29)

专题  化学计算题

1. 将3.20g Cu溶于B mol/L过量的硝酸溶液30.0 mL中，假设硝酸的还原产物只有NO₂和NO，反应结束后，将所剩溶液加水稀释至1000 mL，测得c(NO₃^－)＝0.200 mol/L。

(1)试求稀释后溶液的pH。

(2)生成的气体中NO₂和NO的物质的量(可以含有B的代数式表示)。

(3)用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NOx污染的一种方法。原理为：

2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O，NO＋NO₂＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O

若生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收，试讨论B的取值范围。

2. 较低温度下，氯气通入石灰乳中可制得漂白粉，该反应为放热反应。某校甲、乙两化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol / L盐酸与17.4 g MnO₂在加热条件下反应制备氯气，并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉，用稀氢氧化钠溶液吸收残余的氯气。分析实验结果发现：① 甲、乙两组制得的漂白粉中Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值，② 甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应，所制得的产品中Ca(ClO₃)₂的含量较高。试回答下列问题： 

（1）上述实验中理论上最多可制得Ca(ClO)₂多少克？

（2）实验中所得到的Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值，试简要分析其可能原因，并写出可能涉及到的化学方程式。

3. 水垢可以看作由多种物质组成的混合物，为研究含有Ca²⁺、Mg²⁺、的水所形成的水垢的化学组成，取干燥的水垢6.32 g ，加热使其失去结晶水，得到5.78 g 剩余固体A；高温灼烧A至恒重，残余固体为CaO和MgO，放出的气体用过量的Ba(OH)₂溶液吸收，得到的11.82 g沉淀。  

（1）通过计算确定A中是否含有碳酸镁；

（2）5.78 g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82 g，通过计算确定A中各成分的物质的量，并计算出水垢中碳酸盐质量分数。

1. (1)设稀释后溶液的H⁺物质的量浓度为c(H⁺)，依溶液电中性，有：(3.20g÷64g/mol)×2＋c(H⁺)×1.00 L=0.200 mol/L×1.00L，解得c(H⁺)=0.100 mol/L，pH=－lgc(H⁺)=1

(2)设n(NO₂)=a mol，n(NO)=b mol，依电子得失守恒，有：a＋3b=0.100  ①

依N元素守恒，有：a＋b=0.030B－0.200  ②

解①②联立得：a=(0.045B－0.350)mol，b=(0.150－0.015B)mol

(3)依题意有不等式：n(NO₂)>0，n(NO)>0，n(NO₂)≥n(NO)，即：0.045B－0.350>0，解得B>7.80；0.150－0.015B>0，解得 B<10.0；0.045B－0.350≥0.150－0.015B，解得 B≥8.30；综合上述结果得：8.3≤B<10。

2.（1）根据题意，n(HCl)＝12 mol / L×0.2 L＝2.4 mol

n(MnO₂)＝＝0.2 mol

MnO₂＋4HCl(浓)MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O

n(HCl)┱n(MnO₂)＝2.4┱0.2＝12┱1＞4┱1

所以浓盐酸过量，应根据MnO₂计算。

根据制备氯气的化学方程式

n(Cl₂)＝n(MnO₂)＝0.2 mol

又因为2Cl₂＋2Ca(OH)₂＝CaCl₂ ＋Ca(ClO)₂＋2H₂O
n[Ca(ClO)₂]＝n(Cl₂)＝0.1 mol

m[Ca(ClO)₂]＝143 g / mol×0.1 mol＝14.3 g
（2）① 随着反应进行，温度升高，会产生副产物Ca(ClO₃)₂
6Cl₂＋6Ca(OH)₂5CaCl₂ ＋Ca(ClO₃)₂＋6H₂O
② Cl₂未与石灰乳完全反应，残余氯气被NaOH溶液吸收，
Cl₂＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H₂O

3.（1）根据题意，n(CO₂)＝n(BaCO₃)＝＝0.06 mol

若CO₂全部来自CaCO₃的分解，则m(CaCO₃)＝0.06 mol×100 g / mol＝6.00 g＞5.78 g，不合题意，所以，A中一定含有MgCO₃。

（2）m(CO₂)＝0.0 6mol×44 g / mol＝2.64 g

m(H₂O)＝2.82 g－2.64 g＝0.18 g

n[Mg(OH)₂]＝n(H₂O)＝0.18g/18g.mol＝0.01 mol

m[Mg(OH)₂]＝0.01 mol×58 g / mol＝0.58 g

n(CaCO₃)＋n(MgCO₃)＝0.06 mol

n(CaCO₃)×100 g / mol＋n(MgCO₃)×84 g / mol＋0.58 g＝5.78 g

解得：n(MgCO₃)＝0.05 mol，n(CaCO₃)＝0.01 mol

×100%＝82.3%