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% 1.84g/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200mL 2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O，8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，剩余的稀硝酸恰好与V mL 2mol/L（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．已知：NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
①V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）98% 1.84g/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
（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=
（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200mL 2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O，8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，剩余的稀硝酸恰好与V mL 2mol/L（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．已知：NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
①V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）．
考点：物质的量浓度的相关计算,化学方程式的有关计算,复杂化学式的确定
专题：计算题
分析：（1）根据c=
计算出密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度；假设密度相同，混合后质量分数为40%，由于硫酸的质量分数越大，溶液中含有的硫酸的质量越大，所以混合后硫酸的质量分数大于40%；
（2）20%发烟硫酸可表示为SO3?nH2O，通过整理即为：nH2SO4?（1-n）SO3，根据20%发烟硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98n：80（1-n）=（1-20%）：20%，解出n即可；
（3）根据沉淀9.32克为硫酸钡、氯气的物质的量计算出铁离子和亚铁离子的物质的量、再根据质量关系计算出含有的结晶水的质量，最后计算出晶体的化学式；
（3）①采用极限法计算与固体混合物反应需要的硝酸的物质的量，剩余的硝酸与（NH4）2Fe（SO4）2溶液反应计算需要的（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积；
②先根据（NH4）2Fe（SO4）2的物质的量计算与其反应的硝酸的物质的量，设固体混合物中两固体的质量，根据两固体的质量计算需要的硝酸的物质的量，然后列式计算出两固体的质量，根据质量分数公式计算即可．
| 1000ρw |
| M |
（2）20%发烟硫酸可表示为SO3?nH2O，通过整理即为：nH2SO4?（1-n）SO3，根据20%发烟硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98n：80（1-n）=（1-20%）：20%，解出n即可；
（3）根据沉淀9.32克为硫酸钡、氯气的物质的量计算出铁离子和亚铁离子的物质的量、再根据质量关系计算出含有的结晶水的质量，最后计算出晶体的化学式；
（3）①采用极限法计算与固体混合物反应需要的硝酸的物质的量，剩余的硝酸与（NH4）2Fe（SO4）2溶液反应计算需要的（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积；
②先根据（NH4）2Fe（SO4）2的物质的量计算与其反应的硝酸的物质的量，设固体混合物中两固体的质量，根据两固体的质量计算需要的硝酸的物质的量，然后列式计算出两固体的质量，根据质量分数公式计算即可．
解答：
解：（1）密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为：
mol/L≈7.14mol/L；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%，
故答案为：7.14 mol?L-1；＞；
（2）20%发烟硫酸可表示为SO3?nH2O，通过整理即为：nH2SO4?（1-n）SO3，根据20%发烟硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98n：80（1-n）=（1-20%）：20%，解得n=0.77，
故答案为：0.77；
（3）硫酸钡的物质的量为：
=0.04mol，即n（FeSO4）+3n（Fe2（SO4）3）=0.04mol，标况下112mL氯气的物质的量为：
=0.005mol，根据反应关系式2Fe2+～Cl2可知，硫酸亚铁的物质的量为：n（FeSO4）=n（Fe2+）=2n（Cl2）0.01mol，则3n（Fe2（SO4）3）=0.04mol-0.01mol=0.03mol，7.32克晶体中结晶水的质量为：m（H2O）=7.32g-152g/mol×0.01mol-400g/mol×0.01mol=1.8g，结晶水的物质的量为：n（H2O）=
=0.1mol，所以绿矾晶体中硫酸亚铁、硫酸铜、水的物质的量之比为0.01mol：0.01mol：0.1mol=1：1：10，所以晶体的化学式为：FeSO4?Fe2（SO4）3?10H2O，故答案为：FeSO4?Fe2（SO4）3?10H2O；
（4））①硝酸的物质的量为：0.20L×2mol/L=0.4mol，
假设固体混合物全部为Cu2S，则n（Cu2S）=
=0.054mol，需要是硝酸的物质的量为x，
10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
3 16
0.054mol x
x=
=0.288mol，
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.288mol=0.112mol，
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
1×10-3VL×2mol/L 0.112mol
解得V=42，
假设固体混合物全部为CuS，则n（CuS）=
=0.09mol，需要硝酸的物质的量为y，
8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，
3 8
0.09mol y
y=
=0.24mol
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.24mol=0.16mol．
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
1×10-3VL×2mol/L 0.16mol
解得V=60，
所以V值范围为：42＜V＜60，
故答案为：42＜V＜60；
②若V=48，与48mL（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应需要硝酸的物质的量为：
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
0.048L×2mol/L n
解得：n=0.128mol，
所以消耗的硝酸的物质的量为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xmol，CuS的物质的量为ymol，160x+96y=8.64g①．
10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
3 16
x
8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，
3 8
y
x+
y=0.272②
由①②解得：
，
合物中CuS的质量分数为：
×100%≈33.33%，
故：混合物中CuS的质量分数为33.33%．
| 1000×1.4×50% |
| 98 |
故答案为：7.14 mol?L-1；＞；
（2）20%发烟硫酸可表示为SO3?nH2O，通过整理即为：nH2SO4?（1-n）SO3，根据20%发烟硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98n：80（1-n）=（1-20%）：20%，解得n=0.77，
故答案为：0.77；
（3）硫酸钡的物质的量为：
| 9.32g |
| 233g/mol |
| 112×10-3 |
| 22.4L/mol |
| 1.8g |
| 18g/mol |
=0.1mol，所以绿矾晶体中硫酸亚铁、硫酸铜、水的物质的量之比为0.01mol：0.01mol：0.1mol=1：1：10，所以晶体的化学式为：FeSO4?Fe2（SO4）3?10H2O，故答案为：FeSO4?Fe2（SO4）3?10H2O；
（4））①硝酸的物质的量为：0.20L×2mol/L=0.4mol，
假设固体混合物全部为Cu2S，则n（Cu2S）=
| 8.64g |
| 160g/mol |
10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
3 16
0.054mol x
x=
| 0.054mol×16 |
| 3 |
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.288mol=0.112mol，
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
1×10-3VL×2mol/L 0.112mol
解得V=42，
假设固体混合物全部为CuS，则n（CuS）=
| 8.64g |
| 96g/mol |
8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，
3 8
0.09mol y
y=
| 0.09mol×8 |
| 3 |
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.24mol=0.16mol．
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
1×10-3VL×2mol/L 0.16mol
解得V=60，
所以V值范围为：42＜V＜60，
故答案为：42＜V＜60；
②若V=48，与48mL（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应需要硝酸的物质的量为：
NO3-+3Fe2++4H+→NO↑+3Fe3++2H2O
3mol 4
0.048L×2mol/L n
解得：n=0.128mol，
所以消耗的硝酸的物质的量为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xmol，CuS的物质的量为ymol，160x+96y=8.64g①．
10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
3 16
x
| 16x |
| 3 |
8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，
3 8
y
| 8y |
| 3 |
| 16 |
| 3 |
| 8 |
| 3 |
由①②解得：
|
合物中CuS的质量分数为：
| 96g/mol×0.03mol |
| 8.64g |
故：混合物中CuS的质量分数为33.33%．
点评：本题考查了物质的量浓度的计算、复杂化学式的确定、化学方程式的计算等知识，题目难度较大，涉及的计算量稍大，注意掌握物质的量概念及表达式，明确根据化学方程式进行计算的方法，其中（4）为难点，涉及到极端讨论法解题．
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下列离子方程式正确的是（ ）
| A、氧化铁与稀硝酸反应：OH-+H+=H2O |
| B、小苏打与盐酸反应：CO32-+2H+=CO2↑+H2O |
| C、Fe和盐酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ |
| D、少量CO2通入NaOH溶液：CO2+2OH-=CO32-+H2O |
设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
| A、常温常压下，22.4L乙烯中C-H键数为4NA |
| B、1mol甲醇中含有C-H键的数目为4NA |
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| D、17g羟基（-OH）所含有的电子数为7NA |
用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
| A、常温常压下，22.4LH2含有NA个氢分子 |
| B、标准状况下，22.4LH2O含有NA个水分子 |
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