2020届二轮复习新型化学物质与化学计算作业（江苏专用）

2020届二轮复习新型化学物质与化学计算作业（江苏专用）

新型化学物质与化学计算 ‎1．(2019·南京、盐城一模)Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体，可用作混凝土中钢筋的防护剂。‎ ‎(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。‎ ‎①实验室可用反应Ca(NO3)2＋2CaFe2O4＋4NO△,3Ca(NO2)2＋2Fe2O3制备Ca(NO2)2，该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为________。‎ ‎②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2，其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为___________________________________，经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。‎ ‎(2)测定某液态产品中NO含量的步骤如下：‎ 已知：步骤4中的反应为NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，‎ 步骤5中的反应为6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。‎ 若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL，计算液态产品中NO的含量(单位 g·L－1，最后结果保留一位小数，写出计算过程)。‎ 解析：(1)①在已知反应中Ca(NO3)2中的N被还原，NO中的N被氧化，产物都是Ca(NO2)2，则该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为4∶2＝2∶1；②NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为4NO2 ＋ 2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O。‎ 答案：(1)①2∶1‎ ‎②4NO2＋2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O ‎(2)由6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O得到与K2Cr2O7反应的Fe2＋的物质的量 n1(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.02 mol·L－1×20.00 mL×10－‎3 L·mL－1＝2.400×10－3 mol 与NO反应的Fe2＋的物质的量 n2(Fe2＋)＝0.1 mol·L－1×25.00 mL×10－‎3 L·mL－1－2.400×10－3 mol＝1.000×10－4 mol 反应NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则n(NO)＝n(Fe2＋)‎ NO的含量＝≈‎5.2 g·L－1 。 ‎ ‎2．KMnO4是实验室常用的氧化剂，可用作水处理剂等。高锰酸钾法测定水体COD(化学需氧量)的实验步骤如下：‎ 步骤1.准确量取100 mL水样，置于250 mL锥形瓶中。加入10 mL 1∶3 的硫酸，再加入15.00 mL 0.020 0 mol·L－1 KMnO4溶液(此时溶液仍呈紫红色)。‎ 步骤2.用小火煮沸10 min(水中还原性物质被MnO氧化，本身还原为Mn2＋)，取下锥形瓶趁热加10.00 mL 0.050 0 mol·L－1 Na‎2C2O4溶液，充分振荡(此时溶液为无色)。‎ 步骤3.趁热用0.020 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至呈微红色，消耗KMnO4溶液4.500 mL。通过计算确定该水样的化学需氧量(写出计算过程)。‎ ‎[已知：COD是指在一定条件下，以氧化‎1 L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，通常换算为需要的O2的质量(mg)，COD的单位mg·L－1。]‎ 答案：n(Na‎2C2O4)＝0.050 0 mol·L－1×10.00 mL×10－‎3 L·mL－1＝5.000×10－4 mol，两次共消耗n(KMnO4)＝0.020 0 mol·L－1×(15.00＋4.500)mL×10－‎3 L·mL－1＝3.900×10－4 mol，氧化有机物消耗n(KMnO4)＝3.900×10－4 mol－n(Na‎2C2O4)＝3.900×10－4 mol－×5.000×10－4 mol＝1.900×10－4 mol，n(O2)＝×1.900×10－4 mol＝2.375×10－4 mol，m(O2)＝2.375×10－4 mol×‎32 g·mol－1＝7.600×10－‎3 g＝7.600 mg，COD＝76.0 mg·L－1。‎ ‎3．硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：①准确称取2.335 ‎0 g样品，配制成100.00 mL溶液A；②准确量取25.00 mL溶液A，用0. 040 00 mol·L－1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2＋(离子方程式为Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋)，消耗EDTA标准溶液31.25 mL；③另取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH3 56.00 mL(标准状况)。‎ ‎(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗，测得的Ni2＋含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。‎ ‎(2)氨气常用________检验，现象是_________________________________________。‎ ‎(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。‎ 解析：(1)若滴定管未用EDTA标准溶液润洗，则EDTA标准溶液会被稀释，滴定过程中消耗标准溶液的体积增大，使滴定结果偏高。(2)氨气是碱性气体，溶于水生成弱碱(NH3·H2O)，能够使红色石蕊试纸变蓝。(3)根据题目给出的数据，分别计算Ni2＋、NH、SO的物质的量，然后由Ni2＋、NH、SO的物质的量确定结晶水的物质的量。‎ 答案：(1)偏高 ‎(2)湿润的红色石蕊试纸　试纸颜色由红变蓝 ‎(3)n(Ni2＋)＝0.040 00 mol·L－1×31.25 mL×10－‎3L·mL－1＝1.250×10－3 mol n(NH)＝＝2.500×10－3 mol n(SO)＝＝‎ ＝2.500×10－3 mol m(Ni2＋)＝‎59 g·mol－1×1.250×10－3 mol＝0.073 ‎‎75 g m(NH)＝‎18 g·mol－1×2.500×10－3 mol＝0.045 ‎‎00 g m(SO)＝‎96 g·mol－1×2.500×10－3 mol＝0.240 ‎‎0 g n(H2O)＝‎ ‎＝1.250×10－2 mol x∶y∶m∶n＝n(NH)∶n(Ni2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶10‎ 硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O ‎4．硝酸铈铵、磷酸锰铵是两种重要的复盐，在工农业生产中具有广泛应用。‎ ‎(1)复盐是由两种或两种以上金属离子(或铵根离子)和一种酸根离子构成的盐。下列物质属于复盐的是______(填字母)。‎ A．BaFe2O4　　　　　　　 B．NaHSO4‎ C．KAl(SO4)2·12H2O D．Ag(NH3)2OH ‎(2)硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]的制备方法如下：‎ ‎①“氧化”得到CeO2的化学方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②证明CeO2已经洗涤干净的方法是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)为测定磷酸锰铵[(NH4)aMnb(PO4)c·xH2O]的组成，进行如下实验：①称取样品2.448 ‎0 g，加水溶解后配成100.00 mL溶液A；②量取25.00 mL溶液A，加足量NaOH溶液并充分加热，生成NH3 0.067 ‎20 L(标准状况)；③另取25.00‎ ‎ mL溶液A，边鼓空气边缓慢滴加氨水，控制溶液pH 6～8，充分反应后，将溶液中的Mn2＋转化为Mn3O4，得Mn3O4 0.229 ‎0 g。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。‎ 解析：(1)根据复盐的定义知属于复盐的是KAl(SO4)2·12H2O；‎ ‎(2)①碳酸铈与NaClO和NaOH反应，CeCO3被氧化生成CeO2，NaClO则被还原生成NaCl，故“氧化”得到CeO2的化学方程式为CeCO3＋NaClO＋2NaOH===CeO2＋NaCl＋Na2CO3＋H2O。‎ 答案：(1)C ‎(2)①CeCO3＋NaClO＋2NaOH===CeO2＋NaCl＋Na2CO3＋H2O ‎②取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，说明CeO2已经洗涤干净 ‎(3)n(NH)＝n(NH3)＝＝0.003 mol，‎ n(Mn2＋)＝3n(Mn3O4)＝3×＝0.003 mol 根据电荷守恒n(NH)＋2n(Mn2＋)＝3n(PO)，得到n(PO)＝0.003 mol，‎ 根据质量守恒定律，得m(H2O)＝－0.003 mol×(18＋55＋95)g·mol－1＝‎‎0.108 g n(H2O)＝＝0.006 mol n(NH)∶n(Mn2＋)∶n(PO)∶n(H2O)＝0.003 mol∶0.003 mol∶0.003 mol∶0.006 mol＝1∶1∶1∶2‎ 该样品的化学式为NH4MnPO4·2H2O ‎5．铬的化合物有广泛应用。根据国家标准，含CrO的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7 mol·L－1以下才能排放。‎ ‎(1)含CrO的废水处理通常有以下两种方法。‎ ‎①沉淀法：先加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)＝1.2×10－10]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2＋。为使废水处理后CrO浓度达到国家排放标准，则加入可溶性钡盐后的废水中应使Ba2＋的浓度不小于________mol·L－1。 ‎ ‎②还原法：CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3。‎ 若‎1 L废水中含铬元素的质量为‎28.6 g，酸化时CrO有转化为Cr2O。CrO转化为Cr2O的离子方程式为___________________________________________；‎ 酸化后所得溶液中c(Cr2O)＝________。 ‎ ‎(2)将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔制得化合物X。通过下列实验确定X的组成。‎ Ⅰ.取a g化合物X，先将X中Cr元素全部氧化成Cr2O，再配成500.00 mL溶液；‎ Ⅱ.每次量取25.00 mL该溶液，然后用0.400 0 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定，实验数据记录如下：‎ ‎　实验数据　‎ 实验序号　　　‎ ‎(NH4)Fe(SO4)2溶液体积读数/mL 滴定前 滴定后 第一次 ‎0.30‎ ‎15.31‎ 第二次 ‎0.20‎ ‎15.19‎ 另取a g化合物X，配成溶液，加入过量的AgNO3溶液，可得‎25.83 g AgCl沉淀。通过计算确定化合物X的化学式(写出计算过程)。‎ 解析：(1)①c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1＝2.4×10－4 mol·L－1。②由于酸化后有的CrO进行了转化，故溶液中c(Cr2O)＝＝0.25 mol·L－1。‎ 答案：(1)①2.4×10－4　②2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　0.25 mol·L－1‎ ‎(2)第一次(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积为(15.31－0.30)mL＝15.01 mL 第二次(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积为(15.19－0.20)mL＝14.99 mL 滴加(NH4)2Fe(SO4)2溶液平均体积为15.00 mL Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O a g X中，n(Cr3＋)＝2××15.00×10－‎3 L×0.400 0 mol·L－1×＝0.040 0 mol a g X中，n(Cl－)＝＝0.180 0 mol 根据电荷守恒：n(K＋)＋3n(Cr3＋)＝n(Cl－)‎ 得n(K＋)＝0.060 0 mol 则n(K＋)∶n(Cr3＋)∶n(Cl－)＝0.060 0 mol∶0.040 0 mol∶0.180 0 mol＝3∶2∶9‎ 该化合物的化学式为K3Cr2Cl9‎ ‎6．过氧化锶(SrO2·2H2O)晶体是一种白色粉末，微溶于水，常用作焰火的引火剂。制备流程如下：‎ 反应原理Sr(NO3)2＋H2O2＋2NH3·H2O===‎ SrO2·2H2O↓＋2NH4NO3，该反应放热。‎ ‎(1)选择不同浓度的双氧水在反应器中反应，测得相同时间H2O2的利用率随浓度的变化关系如图所示。5%的H2O2比20%的H2O2利用率低的原因是______________________。‎ ‎(2)SrO2·2H2O遇CO2会反应变质，反应的化学方程式为______________________。‎ ‎(3)‎25 ℃‎时，将Sr(NO3)2溶液滴加到含有F－、CO的溶液中，当混合溶液中c(Sr2＋)＝0.001 0 mol·L－1时，同时存在SrF2、SrCO3两种沉淀，则此时溶液中c(F－)∶c(CO)＝______________。[已知：Ksp(SrF2)＝4.0×10－9，Ksp(SrCO3)＝5.0×10－9]‎ ‎(4)准确称取1.800 ‎0 g SrO2·2H2O样品置于锥形瓶中，加入适量的盐酸使之充分转化为H2O2，再加入足量KI。摇匀后置于暗处，充分反应后，加入少量淀粉溶液，用1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定到蓝色恰好消失时，共消耗标准溶液20.00 mL，计算SrO2·2H2O样品的纯度，写出计算过程。‎ 解析：(1)浓度越小，反应越慢，5%的H2O2比20%的H2O2利用率低的原因是浓度低的双氧水反应慢，相同时间内反应的H2O2少；‎ ‎(2)过氧化锶(SrO2)类似于Na2O2，与CO2反应，生成碳酸盐和氧气，则SrO2·2H2O遇CO2会反应变质，反应的化学方程式为2SrO2·2H2O＋2CO2===2SrCO3＋O2↑＋4H2O；‎ ‎(3)由题意得＝＝＝400。‎ 答案：(1)浓度低的双氧水反应慢，相同时间内反应的H2O2少 ‎(2)2SrO2·2H2O＋2CO2===2SrCO3＋O2↑＋4H2O ‎(3)400‎ ‎(4)先后发生的反应有：‎ SrO2·2H2O＋2H＋===Sr2＋＋H2O2＋2H2O ‎2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O I2＋2S2O===2I－＋S4O 得关系式：SrO2·2H2O～H2O2～I2～2Na2S2O3‎ n(Na2S2O3)＝1.000 0 mol·L－1×20.00×10－‎3 L＝2.000×10－2 mol n(SrO2·2H2O)＝n(Na2S2O3)＝1.000×10－2 mol m(SrO2·2H2O)＝0.010 00 mol×‎156 g·mol－1＝1.560 ‎‎0 g w(SrO2·2H2O)＝×100%≈86.67%‎ ‎7．(2019·常州一模)用硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]‎ 为原料通过下列流程可以制备晶体A。‎ 已知：‎25 ℃‎时，[Fe(C2O4)3]3－(aq)＋SCN－(aq)[Fe(SCN)]2＋(aq)＋‎3C2O(aq)　　K＝10－16。‎ ‎(1)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化学方程式：_______________________。‎ ‎(2)步骤Ⅱ水浴加热需控制‎40 ℃‎的理由是___________________________________。‎ ‎(3)某研究小组同学欲检验晶体A中含有三价铁，取少量晶体放入试管中，用蒸馏水充分溶解，向试管中滴入几滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液。请判断上述实验方案是否可行并说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A的化学式：‎ 步骤1：准确称取A样品4.910 ‎0 g，干燥脱水至恒重，残留物质量为4.370 ‎0 g；‎ 步骤2：准确称取A样品4.910 ‎0 g置于锥形瓶中，加入足量的3.000 mol·L－1的H2SO4溶液和适量蒸馏水，用0.500 0 mol·L－1的KMnO4溶液滴定，当MnO恰好完全被还原为Mn2＋时，消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL；‎ 步骤3：将步骤1所得固体溶于水，加入铁粉0.280 ‎0 g，恰好完全反应。‎ 通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程)。‎ 解析：(1)步骤Ⅰ由硫酸亚铁铵浅绿色悬浊液加入饱和H‎2C2O4溶液生成黄色沉淀的化学方程式为 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H‎2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O。(2)步骤Ⅱ水浴加热需控制‎40 ℃‎的原因是：温度太高，H2O2分解；温度太低，Fe2＋氧化速率太慢。(3)该实验方案不可行，因为由已知可知：[Fe(C2O4)3]3－转化为[Fe(SCN)]2＋反应的平衡常数较小，离子浓度太小，观察不到明显现象，所以无法检验。‎ 答案：(1)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H‎2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O ‎(2)温度太高，H2O2分解；温度太低，Fe2＋氧化速率太慢 ‎(3)否，因为[Fe(C2O4)3]3－转化为[Fe(SCN)]2＋反应的平衡常数较小，离子浓度太小，观察不到明显现象，所以无法检验 ‎(4)设晶体A的化学式为KxFey(C2O4)z·nH2O n(H2O)＝＝0.030 0 mol n(Fe3＋)＝2n(Fe)＝＝0.010 0 mol 由方程式2KMnO4＋5H‎2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O知：‎ n(C2O)＝2.5×n(KMnO4)＝2.5×0.500 0 mol·L－1×‎0.024 L＝0.030 0 mol 根据电荷守恒得：n(K＋)＋3n(Fe3＋)＝2n(C2O)，则n(K＋)＝0.030 0 mol，n(K＋)∶n(Fe3＋)∶n(C2O)∶n(H2O)＝0.030 0 mol∶0.010 0 mol∶0.030 0 mol∶0.030 0 mol＝3∶1∶3∶3‎ 所以晶体A的化学式为K3Fe(C2O4)3·3H2O