2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 微專題3 隱藏在Ⅱ卷中的化學(xué)微型計(jì)算專題集訓(xùn).doc

微專題3隱藏在卷中的化學(xué)微型計(jì)算專題集訓(xùn)1.(1)準(zhǔn)確稱取氯化亞銅樣品m g,將其置于過量的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用 a mol/L 的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn),消耗K2Cr2O7溶液 b mL,反應(yīng)中Cr2O72-被還原為Cr3+,樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(2)高錳酸鉀純度的測(cè)定:稱取1.080 0 g樣品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,搖勻。取濃度為 0.200 0 mol/L 的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為 24.48 mL,該樣品的純度為 (列出計(jì)算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O)。解析:(1)根據(jù)題意,氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生反應(yīng)Fe3+CuClFe2+Cu2+Cl-,加入K2Cr2O7溶液發(fā)生反應(yīng)6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O,則反應(yīng)的關(guān)系式為6CuCl6Fe2+Cr2O72-,K2Cr2O7被還原為Cr3+,則b mL、a mol/L K2Cr2O7溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是ab10-323 mol=6ab10-3mol,+1價(jià)Cu會(huì)被氧化為Cu2+,根據(jù)得失電子守恒,則CuCl的物質(zhì)的量是6ab10-3mol,則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(6ab10-3mol99.5 g/mol)mg100%=0.597abm100%。(2)根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+2Mn2+10CO2+8H2O可知,KMnO4與草酸反應(yīng)的關(guān)系式是2KMnO45H2C2O4。取濃度為 0.200 0 mol/L 的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液 20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為24.48 mL,則配制的溶液的濃度為c=220.0010-3L0.200 0 mol/L524.4810-3L=220.000.200 0524.48mol/L。則1.080 0 g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為n(KMnO4)=cV=220.000.200 0524.48mol/L1001 000L=2520.0010-30.200 010024.48mol,由于樣品的質(zhì)量是1.080 0 g,則該樣品的純度w=20.0010-30.200 02510024.481581.080 0100%。答案:(1)0.597abm100%(2)20.0010-30.200 02510024.481581.080 0100%。2.一定量的CO2與足量的碳在容積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示:已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。(1)650 時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為 。(2)800 時(shí),反應(yīng)的總壓強(qiáng)為a kPa,平衡常數(shù)Kp= 。解析:(1)設(shè)開始加入的CO2為1 mol,轉(zhuǎn)化的為x mol,則生成2x mol CO,剩余(1-x)mol CO2,因平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為40.0%,則2x1-x+2x100%=40.0%,解得x=0.25,故CO2的轉(zhuǎn)化率為0.25mol1mol100%=25.0%。(2)800 時(shí),p(CO)=0.93a kPa,p(CO2)=0.07a kPa,Kp=p2(CO)p(CO2)=(0.93a)20.07a12.4a。答案:(1)25.0%(2)12.4a3.(1)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示,草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為MnO4-+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O,實(shí)驗(yàn)中稱取 0.400 g 水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.050 0 molL-1的KMnO4溶液 36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(2)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示,某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2 kg,產(chǎn)率為 100%。(3)軟錳礦(主要成分MnO2,含雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+SO2MnSO4。質(zhì)量為17.40 g純凈MnO2最多能氧化L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2。已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1時(shí)Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度均小于110-6 molL-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為。準(zhǔn)確稱取0.171 0 g MnSO4H2O樣品置于錐形瓶中,加入適量H3PO4和NH4NO3溶液,加熱使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 molL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(滴定過程中Mn3+被還原為Mn2+),消耗Fe2+溶液 20.00 mL。計(jì)算MnSO4H2O樣品的純度(請(qǐng)給出計(jì)算過程)。解析:(1)反應(yīng)的關(guān)系式為5Ca2+5H2C2O42KMnO4,n(KMnO4)=0.050 0 molL-136.0010-3 L=1.8010-3mol,n(Ca2+)=4.5010-3 mol,水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(4.5010-3mol40 gmol-1)0.400 g100%=45.0%。(2)用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2 kg,產(chǎn)率為:實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量100%,由Cr原子守恒可知,產(chǎn)率為m2m10.4152 gmol-1294 gmol-1100%。(3)n(MnO2)=17.40 g87 gmol-1=0.2 mol,由方程式知,可以氧化0.2 mol SO2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.2 mol22.4 Lmol-1=4.48 L。由Al(OH)3和Fe(OH)3的Ksp知,使Al3+完全沉淀時(shí),Fe3+肯定已沉淀。KspAl(OH)3=c(Al3+)c3(OH-),c3(OH-)=110-33110-6=10-27,c(OH-)=10-9 molL-1,pH=5,為了不使Mn2+沉淀,所以pH要小于7.1。Mn2+先轉(zhuǎn)化成Mn3+,Mn元素的物質(zhì)的量沒有改變,依據(jù)反應(yīng)Mn3+Fe2+Mn2+Fe3+知,消耗的Fe2+的物質(zhì)的量等于Mn3+的物質(zhì)的量,所以n(MnSO4H2O)=n(Mn2+)=n(Mn3+)=n(Fe2+)=0.050 0 molL-10.02 L=0.001 mol,MnSO4H2O的純度為0.001molM(MnSO4H2O)0.171 0 g100%=98.8%。答案:(1)45.0%(2)m2m10.4152 gmol-1294 gmol-1(3)4.485<pH<7.1n(Fe2+)=0.050 0 molL-120.00 mL1 000 mLL-1=1.0010-3 mol,n(Mn2+)=n(Fe2+)=1.0010-3 molm(MnSO4H2O)=1.0010-3 mol169 gmol-1=0.169 gMnSO4H2O樣品的純度:0.169 g0.171 0 g100%=98.8%。4.(1)298 K時(shí),將20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng): AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。(2)在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合氣體(體積比 14,總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H4,反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H5。350 時(shí),反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡,平衡時(shí)容器體積為V L,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為(用a、V表示)。(3)Bodensteins研究了反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716 K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為。上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min 時(shí),v正=min-1。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784解析:(1)反應(yīng)前,三種溶液混合后,Na3AsO3的濃度為3x molL-120(20+20+20)=x molL-1,同理I2的濃度為x molL-1,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),c(AsO43-)為 y molL-1,則c(I-)=2y molL-1,消耗的AsO33-、I2的濃度均為y molL-1,平衡時(shí)c(AsO33-)=(x-y) molL-1,c(I2) =(x-y) molL-1,溶液中c(OH-) =1 mol/L,則K=y(2y)2(x-y)(x-y)12=4y3(x-y)2。(2)在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合氣體(體積比14,總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng),350 時(shí),反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡,平衡時(shí)容器體積為V L,二氧化碳轉(zhuǎn)化率為80%CO2(g)+4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)起始量(mol)0.2a0.8a 0 0變化量(mol)0.16a0.64a 0.16a 0.32a平衡量(mol)0.04a0.16a 0.16a 0.32a平衡常數(shù)K=(0.16a/V)(0.32a/V)2(0.04a/V)(0.16a/V)4=625V2a2。(3)2HI(g)H2 (g)+I2 (g)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)。反應(yīng)后x(HI)=0.784,則x(H2)=x(I2)=0.108,K=c(H2)c(I2)c2(HI)=0.108V0.108V(0.784V)2=0.1080.1080.7842;到達(dá)平衡時(shí),v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=k正x2(HI)x(H2)x(I2)=k正K;在t=40 min時(shí),x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-1(0.85)2=1.9510-3 min-1。答案:(1)4y3(x-y)2(2)625V2a2(3)K=0.1080.1080.7842k正K1.9510-35.錳及其化合物用途廣泛。錳的化合物有60多種,其中以二氧化錳(MnO2)最穩(wěn)定。(1)將固體草酸錳(MnC2O42H2O)放在一個(gè)可以稱出質(zhì)量的容器里加熱。固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。280 時(shí),剩余固體的成分為(填化學(xué)式,下同);943 時(shí),剩余固體的成分為。(2)向100 mL MnCl2和BaCl2的混合溶液中,滴加Na2C2O4溶液,當(dāng)MnC2O42H2O與BaC2O4兩種沉淀共存時(shí),c(Ba2+)c(Mn2+)=。已知:Ksp(MnC2O42H2O)=1.710-7;Ksp(BaC2O4)=1.610-7解析:(1)MnC2O42H2O固體+xH2O,根據(jù)差量法計(jì)算,17918x=1.00(1.00-0.80),解得x=2,即214 時(shí),剩余固體的成分為MnC2O4;同理根據(jù)MnC2O4固體+氣體,143Mr(固體)=0.800.40,求得 Mr(固體)=71.5,固體中一定含有Mn元素,所以280 時(shí),剩余固體的成分為 MnO;當(dāng)溫度超過280 時(shí),剩余固體質(zhì)量又會(huì)增加,說明MnO與空氣中氧氣反應(yīng),生成Mn的高價(jià)氧化物,同理計(jì)算出943 時(shí)固體的化學(xué)式為MnO2。(2)向100 mL MnCl2和BaCl2的混合溶液中,滴加Na2C2O4溶液,當(dāng)MnC2O42H2O與BaC2O4兩種沉淀共存時(shí),c(Ba2+)c(Mn2+)=Ksp(BaC2O4)Ksp(MnC2O42H2O)=1.610-71.710-7=1617。答案:(1)MnOMnO2(2)1617