高三化学计算专题

高三化学计算专题可能用到的相对原子质量：H1、C12、O16、Mg24、Al27、Cu64、Ni591、（12分）纳米氧化亚铜(Cu2O)既是一种化工催化剂，又是一种用途广泛的光电材料，常用的制备方法有电化学法和湿化学法。（1）采用电化学法的实验原理如图所示。①A极材料为Cu，当A极质量减少3.2g时，装置中转移电子数为。②写出电解时阴极的电极反应式：。（2）湿化学法的制备过程为：在KOH溶液中加入一定量的CuSO4溶液，再加入一定量的还原剂——肼（N2H4），加热并保持温度在90℃。检验反应完全后，过滤、洗涤、干燥得到固体样品。反应方程式为：4CuSO4＋N2H4＋8KOH＝2Cu2O＋N2↑＋4K2SO4＋6H2O①上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是。②湿化学法得到的产品中常含有Cu。称取某纳米氧化亚铜产品3.92g，加入足量的稀硝酸，充分反应后得到标准状况下的NO气体448mL。计算该纳米氧化亚铜产品的纯度。（写出计算过程）2、（12分）钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。⑴CoxNi(1-x)Fe2O4（其中Co、Ni均为+2）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性。①该催化剂中铁元素的化合价为。②图1表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知：法制取得到的催化剂活性更高；Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是。⑵草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴（CoC2O4·2H2O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为（填化学式）。试写出B点对应的物质与O2在225℃~300℃发生反应的化学方程式：。012340.20.40.60.8x■■■▲▲▲微波水热法■▲常规水热法H2O2分解的相对初始速率■▲150300450600750900●81216●●18.3温度/℃●A(150℃，14.70g)B(225℃，14.70g)C(300℃，8.03g)固体残留的质量/g图1图2②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物（其中Co的化合价为+2、+3），用480mL5mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。ABCu(NO3)2溶液3、（12分）碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni2＋）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下：Ni(OH)2调pHNiOOH加热含Ni2＋废液Na2CO3溶液过滤NiCO3H2SO4NiSO4溶液过滤空气⑴加入Na2CO3溶液时，确认Ni2＋已经完全沉淀的实验方法是▲。⑵已知Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15，欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2＋)≤2×10－5mol·L－1，调节pH的范围是▲。⑶写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式：▲。⑷若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni(OH)2，其组成可表示为xNiOOH·yNi(OH)2。现称取9.18g样品溶于稀硫酸，加入100mL1.0mol·L－1Fe2＋标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200mL。取出20.00mL，用0.010mol·L－1KMnO4标准溶液滴定，用去KMnO4标准溶液20.00mL，试通过计算确定x、y的值（写出计算过程）。涉及反应如下（均未配平）：NiOOH＋Fe2＋＋H＋—Ni2＋＋Fe3＋＋H2OFe2＋＋MnO4－＋H＋—Fe3＋＋Mn2＋＋H2O4、(12分)达喜[AlaMgb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用于中和胃酸。(1)1mol达喜与足量的盐酸完全反应后生成水的物质的量为________(用含x等字母的代数式表示)。(2)达喜化学式中a、b、c、d的关系为a＋b________c＋d(填“”、“＝”或“”)。(3)已知在常温下溶液中Al3＋、Mg2＋、AlO－2的浓度与溶液pH的关系如右图所示。为测定达喜的组成，进行了下列实验：①取达喜6.02g研碎，缓慢加入2.00mol·L－1盐酸使其溶解，当加入盐酸85.00mL时开始产生CO2，加入盐酸至90.00mL时正好反应完全。②在①所得溶液中加入适量的________(填“氨水”、“氢氧化铝”或“氯化镁”)以调节溶液的pH至5.0～7.0，使有关离子完全沉淀。③将②产生的全部沉淀过滤、洗涤，灼烧至恒重，称量为1.02g。请通过计算确定达喜的化学式(写出计算过程)。1．（1）①0.1mol（或1×1022）②2Cu2＋＋2e－+H2O＝Cu2O+2H+（2）①取少许最后一次洗涤滤液，滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全②根据题意：144n(Cu2O)＋64n(Cu)＝3.92g根据电子守恒：2n(Cu2O)＋2n(Cu)＝3n(NO)＝3×(0.448L÷22.4L/mol)得n(Cu2O)＝0.025mol（4分）w(Cu2O)＝0.025mol×144g/mol÷3.92g×100%=91.8%（2分）2．⑴①+3②微波水热Co2+⑵①Co3O43CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2②由电子守恒：n(Co3+)=2n(Cl2)=0.4mol由电荷守恒：n(Co)总=n(Co2+)溶液=0.5n(Cl－)=0.5×(2.4mol－0.2mol×2)=1mol所以固体中的n(Co2+)=1mol－0.4mol=0.6moln(O)=(0.4mol×3+0.6mol×2)÷2=1.2mol故n(Co):n(O)=1mol:1.2mol=5:63．⑴静置，在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成⑵pH≥9⑶4Ni(OH)2＋O2△4NiOOH＋2H2O⑷消耗KMnO4物质的量：0.01mol·L－1×0.02L＝2×10—4mol与NiOOH反应后剩余的Fe2＋物质的量：2×10—4mol×5×（200÷20）＝0.01molFe2＋总物质的量：1.0mol·L－1×0.1L＝0.1mol与NiOOH反应的Fe2＋的物质的量：0.1mol－0.01mol＝0.09moln(NiOOH)＝0.09mol（3分）m(NiOOH)＝91.7g·mol－1×0.09mol＝8.253gn[Ni(OH)2]＝1mol92.7g8.253g-9.18g＝0.01mol（2分）x:y＝n(NiOOH):n[Ni(OH)2]＝0.09mol:0.01mol＝9:1故：x＝9y＝1（1分）18．共12分。（1）x+c+d（2分）（2）＜（2分）(3)②氨水（2分）③盐酸的总物质的量：2.00mol•L－1×0.09L=0.18mol产生CO2消耗盐酸的物质的量：（0.09-0.085）L×2.00mol•L－1×2=0.02molCO32－的物质的量：0.02mol÷2=0.01mol6.02g达喜中OH－的物质的量：0.18mol-0.02mol=0.16mol6.02g达喜中Al3+的物质的量：1.02g÷102g/mol×2=0.02mol6.02g达喜中Mg2+的物质的量：[0.01mol×2+0.16mo×l-0.02mol×3]÷2=0.06mol6.02g达喜中H2O的物质的量：[6.02g-0.16mol×17g/mol-0.01mol×60g/mol-0.06mol×24g/mol-0.02mol×27g/mol]÷18g/mol=0.04moln(Al3+):n(Mg2+):n(OH－):n(CO32－):n(H2O)=0.02mol:0.06mol:0.16mol:0.01mol:0.04mol=2:6:16:1:4达喜的化学式为Al2Mg6(OH)16(CO3)•4H2O