(本题共14分)元素周期表中大多数元素是金属元素,金属及其化合物在生活生产中有着重要应用,根据试题信息,完成下列计算:
51.某常见二价金属12.6g与足量稀硫酸反应,生成氢气5.04L(S.T.P),该元素原子的摩尔质量为 g/mol。
52.39.32g某金属混合物,由12.32g镁和0.25mol另一种比镁不活泼的金属元素A组成,该混合物与一定量盐酸反应,产生氢气4.928L(S.T.P),则参加反应的HCl为 mol,金属A的相对原子质量为 。
53.由NaCl、NaHCO3、Na2CO3·10H2O组成的混合物157.8g,充分加热后,产生的气体(气体温度150℃)依次通过无水CaCl2和碱石灰,两种吸收剂分别增重59.4g和13.2g,则混合物中NaHCO3的质量分数为 ,若等质量的该混合物与足量盐酸反应,产生二氧化碳(S.T.P) L。
54.将一包铝热剂(铝粉和氧化铁的混合物)进行如下实验
①向一份铝热剂中加入800mL 2.0mol/L的NaOH溶液,使其充分反应后,收集到的气体体积为20.16L(S.T.P)。
②另一份等质量的铝热剂在高温下充分反应后,向反应后固体中加入2L 2.5mol/L的盐酸溶液,使固体完全溶解,反应后溶液pH=0(假设过程中溶液体积不变),取少量反应后溶液,滴加硫氰化钾,没有出现血红色。完成下列计算:
(1)计算该铝热剂中铝与氧化铁物质的量之比。
(2)实验②产生的气体体积是多少(S.T.P)?
某化学小组为了测定石膏(CaSO4·xH2O)的组成,即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如下图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。
求(必须写出计算过程):
(1)石膏的化学式。
(2)图象中AB段对应化合物的化学式。
接触法制H2SO4的基本原理是:
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②2SO2+O2 2SO3
③SO3+H2O H2SO4
其中排放的尾气含少量SO2,为防止污染大气,在排放前应设法进行综合利用。
(1)某硫酸厂每天排放10000m3(换算成标准状况下体积)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2,问用NaOH溶液、石灰及氧气处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO4·2H2O)?
(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol·L-1的NaOH溶液使其完全反应,经测定所得溶液含16.7g溶质。试分析溶液的成分,并计算各成分的物质的量。
(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是NaHSO3,调节尾气排放的流量,以取得SO2和NaOH间物质的量的最佳比值,从而提高NaHSO3的产量。现设n(SO2)、n(NaOH)、n(NaHSO3)分别表示SO2、NaOH、NaHSO3的物质的量,且=x,试写出x在不同取值范围时,n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)与n(SO2)、n(NaOH)间的关系式。
x=n(SO2)/n(NaOH) |
n(NaHSO3) |
提示:该题取材于接触法制硫酸的过程中对废气SO2的处理,即消除了SO2对空气的污染,又使SO2得到综合利用。该题在能力要求上有一定的深度和坡度。第(1)步考查多步反应的计算,所发生的一系列反应较为复杂,但根据S元素守恒找出关系式,即可得出答案。第(2)步涉及平行反应中混合物的计算。反应方程式为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O;NaOH+SO2
aHSO3。根据题给条件,对上述反应运用极值假设法进行分析讨论。第(3)步考查计算题中范围讨论的基础知识,以及过量问题和平行反应的计算。
两份等质量的铜片,一份直接与足量的质量分数为98.0%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm-3)反应,另一份先制成氧化铜,再与足量的稀硫酸反应。结果两种方法得到的硫酸铜质量相等,消耗两酸的体积也相等。求浓、稀硫酸的物质的量浓度。
在硫酸的制备中,最后的产品是98%的硫酸或20%的发烟硫酸(H2SO4和SO3的混合物,其中SO3的质量分数为20%)。
(1)若98%硫酸可表示为SO3·aH2O,20%的发烟硫酸可表示为SO3·bH2O,则a、b的值(a、b可用分数表示)分别是:a=,b=。
(2)用m(H2O)=k·n(SO3)分别表示SO3转化成上述两种硫酸时,所用水的质量与SO3的物质的量的关系式(即求k)分别是:
m1(H2O)=n1(SO3),m2(H2O)=n2(SO3)。
(3)若工厂同时生产上述两种硫酸,则上述两种硫酸的质量比x(W1为98%的硫酸的质量、W2为20%的发烟硫酸的质量)与SO3的用量的物质的量之比y的关系是。
有不溶于水的混合物A45g,它是由一种二价阳离子和两种二价阴离子组成的两种盐。将A加入足量B溶液中,生成无色、有刺激性气味的气体;将该气体通入C溶液,产生白色沉淀,此沉淀是组成A的一种盐;在A和B充分反应后,将所得残渣过滤、洗净、烘干后称量,其质量比A增重1.6g。求A的组成及它们的物质的量之比。