绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂.工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾.(1)98% 1.84 g/cm3的浓硫酸在稀释过程中.密度下降.当稀释至50%时.密度为1.4g/cm3.50%的硫酸物质的量浓度为 .50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合.混合酸的浓度为 40%.(2)实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

绿矾（FeSO₄·7H₂O）在化学合成上用作还原剂及催化剂，工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为            (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为          （填>、<、=）40%。
（2）实际生产用20%发烟硫酸（100克发烟硫酸含SO₃20克）配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL（标准状况）氯气恰好将Fe²^＋完全氧化，推测晶体的化学式为                     。
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200mL2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋→6Cu²^＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋→ 3Cu²^＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe²^＋＋4H^＋→ NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
① V值范围                       ；
② 若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数（保留两位小数）。

（1）7.14 mol·L^－1 ; > （2分+2分）
（2）0.77（2分）
（3）FeSO₄·Fe₂(SO₄)₃·10H₂O（2分）
（4）①42～60mL（3分）； ②0.33（3分）

解析试题分析：（1）设浓硫酸的体积为xmL，1.4x×50%/(98*x*0.001)=7.14 mol·L^－1。设50%的硫酸与30%的硫酸的密度分别为A,B，则易得到溶液的质量分数为(0.5A+0.3B)/(A+B)，因为A>B所以该式大于40%。
（2）发烟硫酸是在98%浓硫酸中继续通入SO₃ ,因为20%指质量分数,20%的发烟硫酸可表示为H₂O·nSO₃（制备来源），进一步整理即为H₂SO₄·（n-1）SO₃，由该混合物中H₂SO₄（溶剂）和SO₃（溶质）的质量关系可得 98 ：80（n-1）： ="(1-20%):" 20%，解得n="1.3" ，这样计算后需进行变化， H₂O·1.3SO₃变为1/1.3H₂O·SO₃，即n=0.77。
（3）根据题意所得沉淀是硫酸钡，9.32克的物质的量为0.04mol,即n(SO₄^2-)=0.04mol，112mL（标准状况）氯气的物质的量为0.005mol,根据Cl₂---2Fe²⁺关系式，求得n(Fe²⁺)=0.01mol，说明原晶体中存在FeSO₄0.01mol，质量为1.52g，n(Fe₂(SO₄)₃)=（0.04-0.01）/3=0.01mol，质量为4g,则结晶水的物质的量为（7.32-1.52-4）/18=0.1mol。三者的物质的量之比为1：1：10，故晶体的化学式为FeSO₄·Fe₂(SO₄)₃·10H₂O。
（4）①200mL2mol/L稀硝酸溶液的物质的量为：0.20L×2mol/L=0.4mol，假设固体混合物全部为Cu₂S，需要的硝酸的物质的量为x，
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋→6Cu²^＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
3        16
8.64/160=0.054     x
x=0.288mol,则剩余硝酸的物质的量反应掉剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.228mol=0.112mol，0.112mol硝酸和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应。NO₃^-＋3Fe²^＋＋4H^＋→ NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O，根据4H⁺----3Fe²^＋关系式，求得n(Fe²^＋)=0.084mol，则需要 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液的体积V =42ml。按照同样方法再假设固体混合物全部为CuS，需要硝酸的物质的量为x，
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋→ 3Cu²^＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
8         3
x          8.64/96=0.09
x=0.24mol,剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，0.16mol硝酸和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应。NO₃^-＋3Fe²^＋＋4H^＋→ NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O，根据4H⁺----3Fe²^＋关系式，求得n(Fe²^＋)=0.12mol，则需要 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液的体积V =60ml。故答案为：42＜V＜60；
②若V=48，与48mL（NH₄）₂Fe（SO₄）₂，则溶液n(Fe²^＋)=0.096mol，完全反应需要硝酸的物质的量为：
NO₃^-＋3Fe²^＋＋4H^＋→ NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O 1mol    5mol
0.096 0.128
所以硝酸的物质的量为0.128mol，故与固体混合物反应的硝酸的物质的量为0.4mol-0.128mol=0.272mol，设Cu₂S的物质的量为x，CuS的物质的量为y，160x+96y=8.64g.。
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋→6Cu²^＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
x    16x/3
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋→ 3Cu²^＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
y     8y/3
16x/3+8y/3=0.272mol ,解得y=0.03
则混合物中CuS的质量2.88g,则其质量分数=2.88/8.64=0.33答：混合物中CuS的质量分数为33%．
考点：本题主要考查根据方程式进行有关计算，难度较大，注意解答讨论题时采用极限法，根据极限法计算出其取值范围。

练习册系列答案

相关题目

如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。

在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL，则X的摩尔质量是________。
(3)通过计算，确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)________________________。

环境污染中除了有害气体产生的空气污染外，重金属离子在溶液中引起的水体污染也相当严重．近年来城市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气的主要有害成分一氧化碳和氮氧化物加重了城市空气污染．研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理及研究重金属离子水污染的处理具有非常重要的意义．
（1）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体．将体积比为1∶2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，若测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1∶6，则平衡常数K＝      ．
（2）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应．
NO＋NO₂＋Na₂CO₃＝2NaNO₂＋CO₂；2NO₂＋Na₂CO₃＝NaNO₂＋NaNO₃＋CO₂
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为           ．
（3）如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H₂）为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质．A为电池的      极（选填“正”或“负”）．写出B极电极反应式                          ．

（4）含铬化合物有毒，对人畜危害很大．因此含铬废水必须进行处理才能排放．
已知：
在含＋6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使＋6价铬还原成＋3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe³^＋和Cr³^＋转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去．用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因                             ．
（5）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中．
CrO₃具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示．则B点时剩余固体的成分是             （填化学式）．

明矾石的主要成分为K₂SO₄·Al₂（SO₄）₃·2Al₂O₃·6H₂O，此外还含有少量Fe₂O₃杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为Al₂（SO₄）₃＋SAl₂O₃＋______↑。
（2）分离溶液和废渣的操作是________，“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（3）“调节pH”后过滤、洗涤Al（OH）₃沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。
（4）“母液”中可回收的物质是________。
（5）若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。

向200 mL 某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂，充分反应后，得到Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液。向上述所得溶液中，逐滴滴加2 mol·L^－1的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：

（1）OA段、AB段发生反应的离子方程式__________________、__________________。
（2）B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是______________。

现用98%的浓H₂SO₄（=1．84g/cm³）配制成浓度为0．5mol/L的稀硫酸500mL。
（1）请将下列操作按正确的序号填在横线上：

A．用量筒量取浓H₂SO₄

B．反复颠倒摇匀

C．用胶头滴管加水至刻度

D．洗净烧杯内壁和玻璃棒，并将洗液转至容量瓶

E．稀释浓H₂SO₄
F．将溶液转入容量瓶
其操作正确顺序为_____________
（2）简要回答下列问题：
①所需浓H₂SO₄的体积为________mL。
②如果实验室有15mL, 20mL, 25mL的量筒，选用_______mL的量筒最好。量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取将使实验最终结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
③将浓H₂SO₄沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，不断搅拌的目的是_______，若搅拌过程中有液体溅出，会使最终结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
④在转入容量瓶前烧杯中液体应_______，否则会使浓度_______；洗涤烧杯2～3次，洗液也要转入容量瓶，否则会使最终结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
⑤定容时必须使溶液凹液面与刻度线相切，若俯视会使结果_______，仰视会使结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

试回答下列问题：
（1）已知24克A和40克B恰好完全反应生成0．8molC和32克D，则C的摩尔质量为。
（2）如图为实验室某浓盐酸试剂瓶的标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：

①该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为 mol/L。
②若实验室配制450mL2．38 mol/L的稀盐酸，需用该浓盐酸________ mL,如下图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________(填序号)，配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是______________________(填仪器名称)。

在实验中其他操作均正确，若定容时仰视刻度线，则所得溶液浓度________2．38mol/L (填“大于”“等于”或“小于”，下同)。

为维持人体血液中的血糖含量，在给病人输液时，通常用葡萄糖注射液。如图是医院病人输液使用的一瓶质量分数为5%的葡萄糖（C₆H₁₂O₆）注射液标签，请认真观察标签上所列内容后计算：

（1）该溶液的物质的量浓度为        mol·L^－1（结果保留2位有效数字）。
（2）该溶液的密度为          g·mL^－1。
（3）如果从该瓶中取出75g葡萄糖注射液，将其变为15%的注射液，需要加入     g葡萄糖固体（精确到0.1g）。

(1)同温同压下，同体积的NH₃和H₂S气体的质量比是___________；同质量的NH₃和H₂S气体的体积比是__________；同质量的NH₃和H₂S气体中所含氢原子个数比是___________；若两者所含氢原子个数相等，它们的物质的量比是________。
(2)Na₂SO₄??10H₂O的摩尔质量是__________，483gNa₂SO₄??10H₂O中所含Na₂SO₄??10H₂O的物质的量是_______，所含Na^＋的物质的量是_________，所含H₂O分子的数目是_______个。

试题分类