1.某地的雨水呈酸性,取其少量进行检测,其中含各离子的物质的量浓度分别为:c (Na+)=5.0×10-5mol•L-1,c(Cl-)=7.1×10-5mol•L-1, c(SO42-)=4.5×10-6mol•L-1,c (NH4+)=1.0×10-6mol•L-1,则雨水中氢离子的物质的量浓度是多少?
【答案】c(H+) =2.9×10-5mol•L-1
【解析】该题可采用电荷守恒法:c (Na+) + c (NH4+)+ c (H+)酸+ c (H+)水 = c (OH-)水 + c(Cl-) +2c (SO42-),由于溶液显酸性,c (OH-)水 很小,且有:c (H+)水 = c (OH-)水 ,即由水电离出来的氢离子和氢氧根离子的数目相等,故可以略去不计。代入数据有:
5.0×10-5mol•L-1+1.0×10-6mol•L-1+c (H+) = 7.1×10-5mol•L-1+2×4.5×10-6mol•L-1,
解得:c(H+) =2.9×10-5mol•L-1
2.(14分)硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4•SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用。在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂。
完成下列计算:
(1)焦硫酸(H2SO4•SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为 。
(2)将1.95 g锌加入到12.00 mL 18.4 mol/L的浓硫酸中(假设生成的气体中无氢气,浓硫酸产生单一的还原产物),充分反应后,小心地将溶液稀释到1000 mL,取出15.00 mL,以酚酞为指示剂,用0.25 mol/L的NaOH溶液滴定,耗用NaOH溶液的体积为21.70 mL。通过计算确定浓硫酸被还原的产物是 。
(3)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:
3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2
4FeS2+11 O2→2Fe2O3+8SO2
若48mol FeS2完全反应耗用氧气2934.4L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量各为多少?
(4)闪锌矿(主要成份为ZnS)是含锌主要矿物之一,高温加热闪锌矿生成ZnO和SO2。ZnO用于冶炼金属锌,SO2可制亚硫酸盐或硫酸。计算回答下列问题(计算保留2位小数)
取1.56 g闪锌矿样品,在空气中高温加热(杂质不反应),充分反应后,冷却,得到残留固体的质量为1.32 g,样品中含硫化锌的质量分数是多少?
生产10吨98%的浓硫酸需要这种矿石多少吨?(反应过程中硫损失2%)
【答案】(14分)
(1)1.25mol/L (2分) (2) S (2分)
(3)Fe3O4 4 mol (2分) Fe2O3 18 mol (2分)
(4)0.93 (3分) 10.64吨 (3分)
【解析】
试题分析:(1)445g焦硫酸的物质的量为445/178=2.5mol,溶于水后生成5摩尔硫酸,所以硫酸的物质的量浓度=5/4=1.25molL。(2)氢氧化钠中和的硫酸的物质的量浓度为0.25×21.70/15=0.18mol/L,所以剩余的硫酸的物质的量为0.18摩尔。总共的硫酸的物质的量为18.4×0.012=0.2208摩尔,锌的物质的量为0.03摩尔,到硫酸锌的硫酸根物质的量为0.03摩尔,所以有0.01摩尔的硫酸根离子变价,根据电子守恒,假设硫降低的化合价为x,则有0.03×2=0.01x,解x=6,则硫酸生成的还原产物为 S。 (3) 假设生成四氧化三铁的硫化亚铁的物质的量为x,则生成氧化铁的硫化亚铁的物质的量为y,则有x+y=48 8x/3+11y/4=2934.4/22.4,解x=12,y=36,则生成的Fe3O4为4 mol,Fe2O3为18 mol。
(4)根据ZnS-----ZnO 质量减少16
97 16
m 1.56-1.32 计算m=1.455克,所以硫化锌的质量分数=1.455/1.56=0.93。 根据硫元素守恒,ZnS-------------------------H2SO4
97 98
m×0.93× (1-2%) 10×98%,计算m=10.64吨 。
考点:考查化学方程式的计算, 元素守恒
3.常温下,将20.0 g质量分数为14.0%的KNO3溶液与30.0 g质量分数为24.0%的KNO3溶液混合,得到的密度为1.15 g/cm3的混合溶液。计算:
(1)混合后溶液的质量分数。
(2)混合后溶液的物质的量浓度。
(3)在1 000 g水中需溶解多少摩尔KNO3才能使其浓度恰好与上述混合后溶液的浓度相等?
【答案】(1)20%、(2)2.28 mol/L、(3)2.48 mol
【解析】(1)混合后溶液中KNO3的总质量为:
20.0 g×14.0%+30.0 g×24.0%=10.0 g
溶液总质量为:20.0 g+30.0 g=50.0 g
混合溶液中KNO3的质量分数为:
w(KNO3)= ×100%=20%
(2)混合后溶液中的KNO3的物质的量为:
n(KNO3)=0.099 mol