鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用.
(1)鎂鋁合金用在飛機(jī)制造業(yè),現(xiàn)有3.90克鎂鋁合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0.2mol氫氣,計(jì)算并確定鎂鋁合金中物質(zhì)的量n(Mg):n(Al)=
1:2
1:2


(2)硫鐵礦的主要成分為FeS2(假設(shè)雜質(zhì)只含SiO2)是生產(chǎn)硫酸的原料.取某硫鐵礦10g在足量的空氣中煅燒(4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2),充分反應(yīng)后冷卻,稱得固體質(zhì)量為7.4g(雜質(zhì)SiO2不反應(yīng)).該硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
78%
78%

(3)現(xiàn)有一定量的鐵粉和鋁粉組成的混合物跟100mL稀硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無任何氣體放出,往反應(yīng)后的澄清溶液中逐漸加入4.00mol?L-1的NaOH溶液,加入NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示(必要時(shí)可加熱,忽略氣體在水中的溶解):縱坐標(biāo)中A點(diǎn)的數(shù)值是
0.856
0.856

(4)煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵常用于煉鋼.取某鋼樣粉末28.12g(假設(shè)只含F(xiàn)e和C),在氧氣流中充分反應(yīng),得到CO2氣體224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
①計(jì)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為
50:1
50:1
(最簡單的整數(shù)比).
②再取三份不同質(zhì)量的上述鋼樣粉末分別加到100mL相同濃度的稀H2SO4中,充分反應(yīng)后,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) I II III
加入鋼樣粉末的質(zhì)量(g) 2.812 5.624 8.436
生成氣體的體積(L)(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 1.120 2.240 2.800
則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為
1.25mol/L
1.25mol/L

③若在上述實(shí)驗(yàn)II中繼續(xù)加入m克鋼樣粉末,計(jì)算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為
0<m≤1.406g時(shí),(m+5.624)×
0.12
28.12
g;
m>1.406g時(shí),(m-1.376)g
0<m≤1.406g時(shí),(m+5.624)×
0.12
28.12
g;
m>1.406g時(shí),(m-1.376)g
 g(保留3位小數(shù))
分析:(1)令鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒、二者質(zhì)量之和列方程計(jì)算x、y的值,據(jù)此解答;
(2)發(fā)生反應(yīng)4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,導(dǎo)致固體質(zhì)量減少,根據(jù)固體的質(zhì)量差,利用差量法計(jì)算FeS2的質(zhì)量,再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算;
(3)由圖可知,加入3mL氫氧化鈉時(shí)開始生成沉淀,故金屬與硝酸反應(yīng)中硝酸有剩余,反應(yīng)中沒有氣體沉淀,故反應(yīng)生成硝酸鐵、硝酸鋁與硝酸銨.3mL~15mL為生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,15mL沉淀達(dá)最大值.15mL~16.5mL為銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣.16.5mL~18.5mL氫氧化鈉溶解氫氧化鋁,A值為氫氧化鐵的質(zhì)量.
從16.5mL~18.5mL加入的2mL氫氧化鈉完全溶解氫氧化鋁,根據(jù)n=cV計(jì)算該階段消耗的n(NaOH),再根據(jù)方程式計(jì)算氫氧化鋁的物質(zhì)的量,利用鋁元素守恒計(jì)算溶液中n(Al3+),進(jìn)而計(jì)算鋁離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量,根據(jù)n=cV計(jì)算鐵離子、鋁離子完全消耗的n(NaOH),進(jìn)而計(jì)算n(Fe3+),利用鐵元素守恒計(jì)算n[Fe(OH)3],根據(jù)m=nM計(jì)算氫氧化鐵的質(zhì)量.
(4)①根據(jù)n=
V
Vm
計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量,利用碳元素守恒計(jì)算n(C),再根據(jù)m=nM計(jì)算碳的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算Fe的質(zhì)量,再根據(jù)n=
m
M
計(jì)算Fe的物質(zhì)的量,據(jù)此解答;
②硫酸的體積一定,由表中數(shù)據(jù)可知,樣品質(zhì)量增大,生成氣體的體積都增大,故第Ⅰ、Ⅱ組樣品完全反應(yīng),酸有剩余,8.436g樣品完全反應(yīng)可以生成氣體
8.436g
2.812g
×1.12L=3.36L>2.8Lg,故第Ⅲ組硫酸不足,樣品完全反應(yīng).根據(jù)第Ⅲ組氫氣的體積計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量,再根據(jù)c=
n
V
計(jì)算硫酸的濃度;
③根據(jù)鐵是否完全溶解推論計(jì)算,剩余固體為碳與剩余鐵的質(zhì)量.
解答:解:(1)令鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,則:
24x+27y=3.9
2x+3y=0.2×2

解得x=0.05,y=0.1,
故n(Mg):n(Al)=0.05mol:0.1mol=1:2,
故答案為:1:2;
(2)發(fā)生反應(yīng)4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,導(dǎo)致固體質(zhì)量減少,固體質(zhì)量減少10g-7.4g=2.6g,則:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 質(zhì)量減少△m
480                      160
m(FeS2)                  2.6g
故m(FeS2)=2.6g×
480
160
=7.8g,
故FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
7.8g
10g
×100%=78%,
故答案為:78%;
(3)從16.5mL~18.5mL加入的2mL氫氧化鈉完全溶解氫氧化鋁,該階段消耗的n(NaOH)=0.002L×4mol/L=0.008mol,根據(jù)方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知,n[Al(OH)3]=0.08mol,故溶液中n(Al3+)=0.08mol,鋁離子完全沉淀消失氫氧化鈉為0.008mol×3=0.024mol,鐵離子、鋁離子完全消耗的氫氧化鈉溶液的體積為15mL-3mL=12mL,故該階段消耗n(NaOH)=0.012L×4mol/L=0.048mol,故鐵離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉為0.048mol-0.024mol=0.024mol,故n(Fe3+)=
0.024mol
3
=0.008mol,故m[Fe(OH)3]=0.008mol×107g/mol=0.856g,
故答案為:0.856g;
(4)①二氧化碳的物質(zhì)的量為
0.224L
22.4L/mol
=0.01mol,根據(jù)碳元素守恒n(C)=0.01mol,故m(C)=0.01mol×12g/mol=0.12g,故Fe的質(zhì)量為28.12g-0.12g=28g,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為
28g
56g/mol
=0.5mol,故此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為0.5mol:0.01mol=50:1,
故答案為:50:1;
②硫酸的體積一定,由表中數(shù)據(jù)可知,樣品質(zhì)量增大,生成氣體的體積都增大,故第Ⅰ、Ⅱ組樣品完全反應(yīng),酸有剩余,8.436g樣品完全反應(yīng)可以生成氣體
8.436g
2.812g
×1.12L=3.36L>2.8Lg,故第Ⅲ組硫酸不足,樣品完全反應(yīng).氫氣的物質(zhì)的量為
2.8L
22.4L/mol
=0.125mol,由氫原子守恒可知硫酸的物質(zhì)的量為0.125mol,故硫酸的濃度為
0.125mol
0.1L
=1.25mol/L,
故答案為:1.25mol/L;
③令Ⅱ組中生成氫氣為
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,根據(jù)電子注意守恒可知n(Fe)=0.1mol,則n(C)=
0.1mol
50
=0.002mol,
A.當(dāng)鋼樣粉末中的鐵全部溶解時(shí),樣品中Fe的總物質(zhì)的量小于或等于0.125mol,故加入的Fe的物質(zhì)的量小于或等于0.125mol-0.1mol=0.025mol,則m≤
0.025mol
0.1mol
×5.624=1.406g,此時(shí)屬于固體碳的質(zhì)量為(m+5.624)×
0.12
28.12
g;
B.當(dāng)鋼樣粉末中的鐵未全部溶解時(shí),即m>1.406g,反應(yīng)結(jié)束后剩余固體的質(zhì)量為m+5.624-0.125×56=(m-1.376)g,
故答案為:0<m≤1.406g時(shí),(m+5.624)×
0.12
28.12
g;m>1.406g時(shí),(m-1.376)g.
點(diǎn)評(píng):本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算,為拼合型題目,題量大,計(jì)算量大,過程復(fù)雜,為易錯(cuò)題目,對(duì)學(xué)生的心理素質(zhì)有很高要求,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,注意(4)③中需要討論計(jì)算.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列有關(guān)金屬及其化合物的說法中,正確的是( 。
①在人類對(duì)金屬材料的使用過程中,性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用
②純鐵比生鐵抗腐蝕性更強(qiáng)
③單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕,所以鋁是不活潑金屬
④向紫色石蕊試液中加入過量的Na2O2粉末,振蕩,溶液變?yōu)樗{(lán)色并有氣泡產(chǎn)生
⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金
⑥可通過焰色反應(yīng)區(qū)分鉀元素和鈉元素
⑦往FeCl3溶液中滴入KI-淀粉溶液,溶液變藍(lán)色
⑧鋁粉和氧化鎂粉末混合,高溫能發(fā)生鋁熱反應(yīng).
A、4句B、5句C、6句D、7句

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科目:高中化學(xué) 來源:上海市奉賢區(qū)2013年高考一;瘜W(xué)試題 題型:058

鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用.

1.鎂鋁合金用在飛機(jī)制造業(yè),現(xiàn)有3.90克鎂鋁合金溶于足量的2 mol/L稀硫酸中生成0.2 mol氫氣,計(jì)算并確定鎂鋁合金中物質(zhì)的量n(Mg)∶n(Al)=________

2.硫鐵礦的主要成分為FeS2(假設(shè)雜質(zhì)只含SiO2)是生產(chǎn)硫酸的原料.取某硫鐵礦10 g在足量的空氣中煅燒(4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2),充分反應(yīng)后冷卻,稱得固體質(zhì)量為7.4 g(雜質(zhì)SiO2不反應(yīng)).該硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________.

3.現(xiàn)有一定量的鐵粉和鋁粉組成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無任何氣體放出,往反應(yīng)后的澄清溶液中逐漸加入4.00 mol·L-1的NaOH溶液,加入NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示(必要時(shí)可加熱,忽略氣體在水中的溶解):縱坐標(biāo)中A點(diǎn)的數(shù)值是________.

4.煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵常用于煉鋼.取某鋼樣粉末28.12 g(假設(shè)只含F(xiàn)e和C),在氧氣流中充分反應(yīng),得到CO2氣體224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).

(1)計(jì)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為________(最簡單的整數(shù)比).

(2)再取三份不同質(zhì)量的上述鋼樣粉末分別加到100 mL相同濃度的稀H2SO4中,充分反應(yīng)后,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為________.

(3)若在上述實(shí)驗(yàn)Ⅱ中繼續(xù)加入m克鋼樣粉末,計(jì)算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為________g.(保留3位小數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量調(diào)研化學(xué)試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。

(1)鎂鋁合金用在飛機(jī)制造業(yè),現(xiàn)有3.90克鎂鋁合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0.2mol氫氣,計(jì)算并確定鎂鋁合金中物質(zhì)的量n(Mg): n(Al)=         。

(2)硫鐵礦的主要成分為FeS2(假設(shè)雜質(zhì)只含SiO2)是生產(chǎn)硫酸的原料。取某硫鐵礦10g在足量的空氣中煅燒(4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2),充分反應(yīng)后冷卻,稱得固體質(zhì)量為7.4g(雜質(zhì)SiO2不反應(yīng))。該硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為               。

(3)現(xiàn)有一定量的鐵粉和鋁粉組成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無任何氣體放出,往反應(yīng)后的澄清溶液中逐漸加入4.00 mol·L1的NaOH溶液,加入NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示(必要時(shí)可加熱,忽略氣體在水中的溶解):縱坐標(biāo)中A點(diǎn)的數(shù)值是                。

(4)煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵常用于煉鋼。取某鋼樣粉末28.12g(假設(shè)只含F(xiàn)e和C),在氧氣流中充分反應(yīng),得到CO2氣體224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

①計(jì)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為                 (最簡單的整數(shù)比)。

②再取三份不同質(zhì)量的上述鋼樣粉末分別加到100mL相同濃度的稀H2SO4中,充分反應(yīng)后,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

加入鋼樣粉末的質(zhì)量(g)

2.812

5.624

8.436

生成氣體的體積(L)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

1.120

2.240

2.800

 

則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為                   。

③若在上述實(shí)驗(yàn)Ⅱ中繼續(xù)加入m克鋼樣粉末,計(jì)算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為    g (保留3位小數(shù))

 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用.
(1)鎂鋁合金用在飛機(jī)制造業(yè),現(xiàn)有3.90克鎂鋁合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0.2mol氫氣,計(jì)算并確定鎂鋁合金中物質(zhì)的量n(Mg):n(Al)=______.

(2)硫鐵礦的主要成分為FeS2(假設(shè)雜質(zhì)只含SiO2)是生產(chǎn)硫酸的原料.取某硫鐵礦10g在足量的空氣中煅燒(4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2),充分反應(yīng)后冷卻,稱得固體質(zhì)量為7.4g(雜質(zhì)SiO2不反應(yīng)).該硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______.
(3)現(xiàn)有一定量的鐵粉和鋁粉組成的混合物跟100mL稀硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無任何氣體放出,往反應(yīng)后的澄清溶液中逐漸加入4.00mol?L-1的NaOH溶液,加入NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示(必要時(shí)可加熱,忽略氣體在水中的溶解):縱坐標(biāo)中A點(diǎn)的數(shù)值是______
(4)煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵常用于煉鋼.取某鋼樣粉末28.12g(假設(shè)只含F(xiàn)e和C),在氧氣流中充分反應(yīng),得到CO2氣體224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
①計(jì)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為______(最簡單的整數(shù)比).
②再取三份不同質(zhì)量的上述鋼樣粉末分別加到100mL相同濃度的稀H2SO4中,充分反應(yīng)后,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)IIIIII
加入鋼樣粉末的質(zhì)量(g)2.8125.6248.436
生成氣體的體積(L)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)1.1202.2402.800
則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為______.
③若在上述實(shí)驗(yàn)II中繼續(xù)加入m克鋼樣粉末,計(jì)算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為______ g(保留3位小數(shù))

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