【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考化學(xué)(江蘇專用)二輪題型專攻：微題型16-化學(xué)計(jì)算綜合題(含新題及解析)

[題型專練]1．金屬表面處理、皮革鞣制、印染等都可能造成鉻污染。六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性強(qiáng)，更易被人體吸取且在體內(nèi)蓄積。(1)工業(yè)上處理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)酸性廢水的方法如下：①向含Cr2Oeq\o\al(2－,7)的酸性廢水中加入FeSO4溶液，使Cr2Oeq\o\al(2－,7)全部轉(zhuǎn)化為Cr3＋。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_______________。②調(diào)整溶液的pH，使Cr3＋完全沉淀。試驗(yàn)室粗略測定溶液pH的方法為________________________________；25℃時(shí)，若調(diào)整溶液的pH＝8，則溶液中殘余Cr3＋的物質(zhì)的量濃度為________mol·L－1。(已知25℃時(shí)，Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10(2)鉻元素總濃度的測定：精確?????移取25.00mL含Cr2Oeq\o\al(2－,7)和Cr3＋的酸性廢水，向其中加入足量的(NH4)2S2O8溶液將Cr3＋氧化成Cr2Oeq\o\al(2－,7)，煮沸除去過量的(NH4)2S2O8；向上述溶液中加入過量的KI溶液，充分反應(yīng)后，以淀粉為指示劑，向其中滴加0.015mol·L－1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3溶液20.00mL。計(jì)算廢水中鉻元素總濃度(單位：mg·L－1，寫出計(jì)算過程)。已知測定過程中發(fā)生的反應(yīng)如下：①2Cr3＋＋3S2Oeq\o\al(2－,8)＋7H2O=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6SOeq\o\al(2－,4)＋14H＋②Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=2Cr3＋＋3I2＋7H2O③I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)。答案(1)①Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O②將一小塊pH試紙置于潔凈的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測溶液，點(diǎn)在pH試紙中部，待變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比6.3×10－13(2)由方程式可知：Cr～3Na2S2O3n(Na2S2O3)＝20.00mL×10－3L·mL－1×0.015mol·L－1＝3×10－4則n(Cr)＝1×10－4mol則m(Cr)＝1×10－4mol×52g·mol－1＝5.2×10－3g廢水中鉻元素總濃度＝eq\f(5.2mg,0.025L)＝208mg·L－1。2．黃鉀銨鐵礬[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸，制取黃鉀銨鐵礬的流程如下：(1)溶液X是________。(2)檢驗(yàn)濾液中是否存在K＋的操作是____________________________。(3)黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式可通過下列試驗(yàn)測定：①稱取肯定質(zhì)量的樣品加入稀硝酸中充分溶解，將所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A。②量取25.00mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體9.32g。③量取25.00mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加熱，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體224mL，同時(shí)有紅褐色沉淀生成。④將步驟③所得沉淀過濾、洗滌、灼燒，最終得固體4.80g。通過計(jì)算確定黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。解析(1)所加溶液X，主要是沉淀Fe3＋，生成黃鉀銨鐵礬，故X是氨水。(2)用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)K＋，要留意通過鈷玻璃觀看火焰。答案(1)氨水(或NH3·H2O)(2)用潔凈的鉑絲(或鐵絲)蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀看，若火焰呈紫色，則存在K＋(3)n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(BaSO4)＝eq\f(9.32g,233g·mol－1)＝0.04moln(NHeq\o\al(＋,4))＝n(NH3)＝eq\f(0.224L,22.4L·mol－1)＝0.01moln(Fe3＋)＝2n(Fe2O3)＝2×eq\f(4.80g,160g·mol－1)＝0.06moln(K＋)＝n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.01mol依據(jù)電荷守恒：n(OH－)＝n(K＋)＋n(NHeq\o\al(＋,4))＋3n(Fe3＋)－2n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.12moln(K＋)∶n(NHeq\o\al(＋,4))∶n(Fe3＋)∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(OH－)＝1∶1∶6∶4∶12黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式為KNH4Fe6(SO4)4(OH)12。3．工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)硫酸亞鐵溶液，進(jìn)而可制備綠礬(FeSO4·7H2O)、硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗稱莫爾鹽)等重要試劑。生產(chǎn)硫酸亞鐵溶液的工藝流程如下：回答下列問題：(1)加入少量NaHCO3，調(diào)整溶液pH的目的是____________________________。(2)硫酸亞鐵溶液在空氣中久置簡潔變質(zhì)，用離子方程式表示其變質(zhì)的緣由：____________________________________________________________。(3)若向所得FeSO4溶液中加入少量3moL·L－1H2SO4溶液，再加入飽和(NH4)2SO4溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作后得到硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗稱莫爾鹽)。硫酸亞鐵銨較綠礬穩(wěn)定，在氧化還原滴定分析中常用來配制Fe2＋的標(biāo)準(zhǔn)溶液?，F(xiàn)取0.352gCu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40.00mL0.150mol·L－1KMnO4溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：8MnOeq\o\al(－,4)＋5Cu2S＋44H＋=10Cu2＋＋5SO2↑＋8Mn2＋＋22H2O6MnOeq\o\al(－,4)＋5CuS＋28H＋=5Cu2＋＋5SO2↑＋6Mn2＋＋14H2O反應(yīng)后煮沸溶液，剩余的KMnO4恰好與50.00mL0.200mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應(yīng)。已知：MnOeq\o\al(－,4)＋Fe2＋＋H＋→Mn2＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)①Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用0.150mol·L－1KMnO4溶液處理后，溶液需煮沸的緣由是__________________。②試驗(yàn)室配制250mL3moL·L－1H2SO4溶液，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g·mL－1硫酸的體積為________mL。(保留1位小數(shù))③試計(jì)算混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。答案(1)除去鋁離子，而不使亞鐵離子形成沉淀(2)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O(3)①若不通過煮沸趕盡溶解的SO2，溶液中的SO2與酸性KMnO4溶液反應(yīng)，無法精確?????測定混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)②40.8③由得失電子守恒有MnOeq\o\al(－,4)～5Fe2＋剩余的KMnO4的物質(zhì)的量為：50.00×10－3L×0.2mol·L－1×eq\f(1,5)＝2.00×10－3mol用0.150mol·L－1KMnO4溶液處理Cu2S和CuS的混合物時(shí)，反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為：40×10－3L×0.150mol·L－1－2.00×10－3mol＝4.00×10－3設(shè)：Cu2S和CuS的混合物中，Cu2S的物質(zhì)的量為x，CuS的物質(zhì)的量為yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(160g/mol×x＋96g/mol×y＝0.352g,\f(8,5)x＋\f(6,5)y＝4.00×10－3mol))解方程組得x＝1.00×10－3moly＝2.00×10－3mol混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：m(CuS)/m(總)＝(2.00×10－3mol×96g·mol－1)/0.352g×100%＝54.5%4．以黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)制備二氧化氯氣體，再用水吸取該氣體獲得二氧化氯溶液。在此過程中需要把握適宜的溫度，若溫度不當(dāng)，副反應(yīng)增加，影響生成ClO2氣體的純度，且會(huì)影響ClO2氣體的吸取率。具體狀況如圖所示。請回答下列問題：(1)據(jù)圖可知，反應(yīng)時(shí)需要把握的適宜溫度是________，達(dá)到此要求實(shí)行的適宜措施是_______________________________________________________。(2)已知：黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下被ClOeq\o\al(－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，寫出制備二氧化氯的離子方程式：_______________。(3)某?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組擬以“eq\f(mClO2,mNaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)。若取NaClO3樣品質(zhì)量6.0g，通過反應(yīng)和吸取可得400mLClO2溶液，取出20mL，加入37.00mL0.500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反應(yīng)，過量Fe2＋再用0.0500mol·L－1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗20.00mL。反應(yīng)原理如下：4H＋＋ClO2＋5Fe2＋=Cl－＋5Fe3＋＋2H2O14H＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O試計(jì)算ClO2的產(chǎn)率。(寫出計(jì)算過程)解析(1)由圖可知ClO2的吸取領(lǐng)先上升后降低，當(dāng)達(dá)到30℃時(shí)最大，兼顧兩者適宜溫度即為30℃，當(dāng)所需溫度低于答案(1)30℃水浴加熱(或水浴把握恒溫)(2)15ClOeq\o\al(－,3)＋FeS2＋14H＋=15ClO2↑＋Fe3＋＋7H2O＋2SOeq\o\al(2－,4)(3)與K2Cr2O7反應(yīng)的n(Fe2＋)＝6n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝6×20.00×10－3L×0.0500mol·L－1＝6×10－3mol，與ClO2反應(yīng)的n(Fe2＋)＝37.00×10－3L×0.500mol·L－1－6×10－3mol＝1.25×10－2mol，n(ClO2)＝eq\f(1,5)×1.25×10－2mol＝2.5×10－3mol，ClO2的產(chǎn)率＝eq\f(67.5g·mol－1×2.5×10－3mol×\f(400mL,20mL),6.0g)×100%＝56.25%。5．新型液流式鉛酸蓄電池是二次電池，以甲基磺酸鉛[Pb(CH3SO3)2]溶液為電解液，正極板上掩蓋PbO2，負(fù)極板上掩蓋Pb。電池總反應(yīng)為：Pb＋PbO2＋4H＋eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Pb2＋＋2H2O(1)甲基磺酸鉛可通過下列方法制備：以50%～58%的甲基磺酸(CH3SO3H)為電解液，分別以金屬鉛和石墨作電極，進(jìn)行電解即可制得。電解時(shí)，該電解池陽極為________；總反應(yīng)方程式為________________________________。(2)鉛酸蓄電池也存在缺點(diǎn)，主要有比能量低、________________________。(任答一條)(3)利用高錳酸鉀測定某鉛氧化物樣品(Pb的化合價(jià)有＋2、＋4價(jià))中鉛元素含量，具體步驟為：稱取樣品0.7340g，加入足量草酸還原＋4價(jià)的Pb，調(diào)整溶液的pH，使Pb2＋全部沉淀為PbC2O4；過濾、洗滌后將沉淀完全溶于適量酸中；用0.0400mol·L－1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO4溶液30.25mL(假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)：5H2C2O4＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O)。試計(jì)算樣品中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案(1)PbPb＋2CH3SO3Heq\o(=,\s\up7(電解))Pb(CH3SO3)2＋H2↑(2)產(chǎn)生廢酸污染(或產(chǎn)生重金屬離子污染)(3)由反應(yīng)PbC2O4＋2H＋=Pb2＋＋H2C2O5H2C2O4＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O可得：5Pb2＋～5H2C2O4～2MnOeq\o\al(－,4)5mol×207g·mol－12molm0.03025L×0.0400mol·L－1解之，得m＝0.6262gw(Pb)＝0.6262g/0.7340g×100%＝85.3%6．某銅銹試樣經(jīng)掃描電鏡能譜顯示只含CuCl、Cu2(OH)3Cl、Cu2(OH)2CO3三種難溶鹽。①精確?????稱取1.2940g樣品，溶于足量FeCl3溶液，充分?jǐn)嚢?，將溶液稀釋?0mL左右，用鄰菲啰啉作指示劑，用0.1000mol·L－1Ce(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn)(Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋)，消耗Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL；②另稱取樣品1.2940g溶于鹽酸和H2O2的混合溶液，將產(chǎn)生的全部氣體通入足量的Ba(OH)2溶液，得到白色沉淀0.5910g，將反應(yīng)后的溶液加熱蒸發(fā)至干并灼燒，得黑色粉末為0.9600g。(1)已知平衡常數(shù)：①Cu2＋＋e－→Cu＋K1；②Cu2＋＋2e－→CuK2。反應(yīng)：2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常數(shù)K＝________(用K1、K2表示)。(2)步驟①中CuCl溶于FeCl3溶液的離子方程式為_______________________________________________________________________________________。(3)通過計(jì)算確定樣品中的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比(寫出計(jì)算過程)。解析(1)K1＝eq\f(cCu＋,cCu2＋)，K2＝eq\f(1,cCu2＋)，K＝eq\f(cCu2＋,c2Cu＋)，故K＝eq\f(K2,K\o\al(2,1))。(2)先寫出Fe3＋＋CuCl→Cu2＋＋Fe2＋＋Cl－，再進(jìn)行配平。答案(1)eq\f(K2,K\o\al(2,1))(2)Fe3＋＋CuCl=Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－(3)n(CuCl)＝n(Fe2＋)＝n(Ce4＋)＝0.1000mol·L－1×20.00×10－3Ln[Cu2(OH)2CO3]＝n(CO2)＝n(BaCO3)＝eq\f(0.5910g,197g·mol－1)＝0.003moln(CuCl)＋2n[Cu2(OH)3Cl]＋2n[Cu2(OH)2CO3]＝eq\f(0.9600g,80g·mol－1)＝0.012moln[Cu2(OH)3Cl]＝0.002molCuCl0.002mol，Cu2(OH)3Cl0.002mol，Cu2(OH)2CO30.003moln(CuCl)∶n[Cu2(OH)3Cl]∶n[Cu2(OH)2CO3]＝0.002mol∶0.002mol∶0.003mol＝2∶2∶3。[對(duì)點(diǎn)回扣]1．以“物質(zhì)的量”為核心的計(jì)算要領(lǐng)(1)“一個(gè)中心”：以物質(zhì)的量為中心。(2)“兩個(gè)前提”：在應(yīng)用Vm＝22.4L·mol－1時(shí)，肯定要有“標(biāo)準(zhǔn)狀況”和“氣態(tài)”兩個(gè)前提條件(混合氣體也適用)。(3)“三個(gè)關(guān)系”①直接構(gòu)成物質(zhì)的粒子與間接構(gòu)成物質(zhì)的粒子(原子、電子等)間關(guān)系；②摩爾質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量間的關(guān)系；③“強(qiáng)、弱、非”電解質(zhì)與溶質(zhì)粒子(離子或分子)數(shù)之間的關(guān)系。(4)六個(gè)無關(guān)：物質(zhì)的量、質(zhì)量、粒子數(shù)的多少均與溫度、壓強(qiáng)無關(guān)，物質(zhì)的量濃度、溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度的大小與所取溶液的體積多少無關(guān)。(但溶質(zhì)粒子數(shù)的多少與溶液體積有關(guān))2．多步連續(xù)反應(yīng)的計(jì)算—關(guān)系式法多步連續(xù)反應(yīng)計(jì)算的特征是化學(xué)反應(yīng)原理中多個(gè)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生，起始物與目標(biāo)物之間存在定量關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫出有關(guān)