高考化学一轮复习 课时4 物质的量在化学方程式计算中的应用能力摸底-人教版高三化学试题

课时4物质的量在化学方程式计算中的应用能力摸底课前热身1.从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:明矾焙烧的化学方程式为4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O。焙烧at明矾(摩尔质量为bg·mol-1)，若SO2的转化率为96%，可生产质量分数为98%的H2SO4质量为吨(列出计算表达式)。[答案]或[解析]4KAl(SO4)2·12H2O9SO29H2SO44mol9mol9mol×96%×98%m=2.某工厂废液中含有苯酚、乙酸苯酚酯，实验小组对该废液进行探究，设计如下方案:熔点:乙酸16.6℃、苯酚43℃。沸点:乙酸118℃称取一定量的C试样，用水溶解后全部转移至1000mL容量瓶中定容。取此溶液25.00mL，加入浓度为0.01667mol·L-1的KBrO3标准溶液30.00mL，再加入过量的KBr溶液，酸化并放置。待反应完全后，加入过量的KI，再用0.1100mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，耗去Na2S2O3标准溶液11.80mL。则试样中C物质的量的计算表达式为。(部分反应离子方程式:Br+5Br-+6H+3Br2+3H2O;I2+2S22I-+S4)[答案](0.01667mol·L-1×30.00×10-3L-)×[解析]由转化图可知C为苯酚。由Br3Br2，可算出生成的Br2的物质的量n1=0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3。与苯酚反应后剩余的Br2与KI发生反应生成I2，I2的量用Na2S2O3滴定确定，由Br2I2和I22Na2S2O3，可得剩余的溴与Na2S2O3的关系式:Br22Na2S2O3，从而算出剩余的Br2的物质的量为n2=。与苯酚反应消耗的溴的物质的量:n3=n1-n2=0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-苯酚与溴反应的关系式:～3Br2，可以算出25.00mL溶液中苯酚的物质的量:n==×(0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-)样品有1000mL，试样中C物质的量的计算表达式为×(0.01667mol·L-1×30.00×10-3L×3-)×=(0.01667mol·L-1×30.00×10-3L-)×3.(2015·河南八校一联)有三种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③。甲、乙、丙三组同学各取一种样品，对合金中镁的质量分数进行下列实验探究。(1)甲组取样品①m1g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到的固体质量仍为m1g，则合金中镁的质量分数为(2)乙组取样品②m2g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为VL，则m2g的取值范围是(3)丙组取不同质量的样品③分别和30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积(标准状况下测定)如下表所示:实验序号abc合金质量/mg510763918气体体积/mL560672672(ⅰ)计算盐酸中HCl的物质的量浓度。(ⅱ)计算合金中镁的质量分数。(ⅲ)在c组实验后，还需向容器中加入1.0mol·L-1氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解?(有必要的计算步骤及语言叙述，只写答案不得分)[答案](1)47.06%(或47%或47.1%)(2)0.80V<m2<1.07V(或<m2<或<m2<)(3)(ⅰ)盐酸反应完全时产生的气体为672mL，则n(H2)==0.03mol，所以c(HCl)=L=2.0mol·L-1。(ⅱ)设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，则有: 求得x=y=0.01则w(Mg)=×100%≈47.06%。(ⅲ)盐酸最终转化为NaCl，Al转化为NaAlO2，则由HClNaCl和AlNaAlO2可知n(NaCl)=n(HCl)=2.0mol·L-1×0.030L=0.06mol，n(NaAlO2)=n(Al)=0.01mol×=0.018mol，根据钠原子守恒得:n(NaOH)=0.06mol+0.018mol=0.078mol，故V(NaOH)==0.078L=78mL。[解析](1)镁铝合金中铝与NaOH溶液反应，生成NaAlO2和H2，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，生成Al(OH)2沉淀。过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体Al2O3，Al2O3的质量与镁铝合金质量相等，说明合金中镁的质量分数与Al2O3中氧元素的质量分数相等，即×100%≈47.06%。(2)利用极端假设思想，若m2g样品全部为铝，2Al3H2，标准状况下产生VL氢气需铝g;若m2g样品全部为镁，MgH2，标准状况下产生VL氢气需镁g，故m2的取值范围是<m2<或<m2<。4.(2014·江苏高考)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于受热分解需吸收大量热量和。(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为。(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验:①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO20.560L(已换算成标准状况)。②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如右图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水，600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH-)∶n(C)(写出计算过程)。[答案](1)生成的产物具有阻燃作用(2)2a+3b=c+2d(3)n(CO2)==2.50×10-2molm(CO2)=2.50×10-2mol×44g·mol-1=1.10g在270600℃之间，失去结晶水后的固体进一步受热分解放出CO2和H2m(CO2)+m(H2O)=3.390g×(0.7345-0.3702)=1.235gm(H2O)=1.235g-1.10g=n(H2O)==7.50×10-3moln(OH-)=7.50×10-3mol×2=1.50×10-2moln(OH-)∶n(C)=1.50×10-2mol∶2.50×10-2mol=3∶5[解析](1)物质具有阻燃性，是由于该物质受热分解需要吸收大量的热量，生成的产物熔点高，覆盖在可燃物的表面具有阻燃作用。(2)根据化合物的化合价代数和为0，Al元素的化合价为+3价、Mg元素的化合价为+2价，OH-的化合价为-1价，C的化合价为-2价，2a+3b=c+2d。(3)碱式碳酸铝镁和足量的稀盐酸反应生成二氧化碳的物质的量等于碳酸根的物质的量，n(CO2)=n(C)==2.5×10-2mol，m(CO2)=2.5×10-2mol×44g·mol-1=