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16.硝酸是常見的三大強酸之一,在化學研究和化工生產中有著廣泛應用,常用于制備硝酸鹽、染料、肥料、醫藥中間體、烈性炸藥等.硝酸鹽多用于焰火、試劑、圖象處理行業.
(1)某金屬M的硝酸鹽受熱時按下式分解:2MNO3$\stackrel{△}{→}$2M+2NO2↑+O2↑,加熱3.40gMNO3,生成NO2和O2折算成標準狀況時的總體積為672mL.由此可以計算出M的相對原子質量為108.
(2)將32.64g銅與140mL 一定濃度的硝酸反應,銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體折算成標準狀況下的體積為11.2L.其中NO的體積為5.824L.
(3)現有Cu、Cu2O和CuO組成的混合物,某研究性學習小組為了探究其組成情況,加入100mL0.6molHNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同時收集到224mLNO氣體(S.T.P.).則產物中硝酸銅的物質的量為0.025mol.如原混合物中有0.0lmolCu,則其中Cu2O與CuO的質量比為9:5.
(4)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3物質的量濃度分別是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入過量的鐵粉,HNO3被還原成NO,待反應結束后,可產生標準狀況下的氣體多少升?
(5)加熱某一硝酸銅的結晶水合物和硝酸銀的混合物110.2g,使之完全分解,得到固體殘渣48.4g.將反應后產生的氣體通過水充分吸收后,剩余氣體1.68L (S.T.P.).求原混合物中硝酸銅結晶水合物的化學式.

分析 (1)根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體總物質的量,再根據方程式計算MNO3的物質的量,根據M=$\frac{m}{n}$計算MNO3的摩爾質量,進而計算M的相對原子質量;
(2)設NO和NO2的物質的量分別為xmol、ymol,根據電子轉移守恒及二者體積列方程計算,再根據V=nVm計算NO的體積;
(3)混合物與硝酸恰好反應,溶液中溶質為硝酸銅,根據N元素守恒:2n[Cu(NO32]+n(NO)=n(HNO3),據此計算硝酸銅的物質的量;
令Cu2O與CuO的物質的量分別為a mol、b mol,根據Cu元素守恒、電子轉移守恒列方程計算,再根據m=nM計算;
(4)根據n=cV計算n(H+)、n(NO3-),由于Fe過量,發生反應:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,進行過量計算,根據不足量的物質計算NO的物質的量,再根據V=nVm計算NO的體積;
(5)二氧化氮、氧氣和水反應方程式為4NO2+O2+2H2O═4HNO3,根據Cu(NO32和AgNO3受熱分解方程式知,Cu(NO32分解產生的NO2和O2的體積比為4:1,被水完全吸收,AgNO3分解出的NO2和O2的體積比小于4:1,所以氣體經與水反應后剩余1.68升,剩余氣體為O2,根據原子守恒、氣體體積列方程組計算硝酸銅、硝酸銀的物質的量;根據Cu原子守恒計算硝酸銅結晶水化物中結晶水的系數,從而確定其化學式.

解答 解:(1)NO2和O2折算成標準狀況時的總體積為672mL,氣體總物質的量=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol,由方程式可知,MNO3的物質的量=0.03mol×$\frac{2}{3}$=0.02mol,故MNO3的摩爾質量=$\frac{3.4g}{0.02mol}$=170g/mol,則M的相對原子質量=170-62=108,故答案為:108;
(2)32.64g銅的物質的量=$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol,NO和NO2的總物質的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol,設NO和NO2的物質的量分別為xmol、ymol,根據電子轉移守恒及二者物質的量,則:
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.5}\\{3x+y=0.51×2}\end{array}\right.$
解得x=0.26  y=0.24
故標況下,NO的體積=0.26mol×22.4L/mol=5.824L,故答案為:5.824L;
(3)NO的物質的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol,
混合物與硝酸恰好反應,溶液中溶質為硝酸銅,根據N元素守恒:2n[Cu(NO32]+n(NO)=n(HNO3),所以n[Cu(NO32]=$\frac{1}{2}$×(0.1L×0.6mol/L-0.01mol)=0.025mol;令Cu2O與CuO的物質的量分別為a mol、b mol,根據Cu元素守恒、電子轉移守恒,則:
$\left\{\begin{array}{l}{0.01+2a+b=0.025}\\{0.01×2+2a=0.01×3}\end{array}\right.$
解得a=0.005 b=0.005
故Cu2O與CuO的質量比=144g/mol:80g/mol=9:5,
故答案為:0.025mol;9:5;
(4)n(H+)=0.01L×4mol/L×2+0.01L×2mol/L=0.1mol,n(NO3-)=0.01L×2mol/L=0.02mol
由于Fe過量,發生反應:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,0.02molNO3-完全反應,需要H+的物質的量=0.02mol×$\frac{8}{2}$=0.08mol<0.1mol,故H+過量,NO3-不足,故生成NO的物質的量=0.02mol,則標況下,NO的體積=0.02mol×22.4L/mol=0.448L,
答:可產生標準狀況下的氣體為0.448L;
(5)二氧化氮、氧氣和水反應方程式為4NO2+O2+2H2O═4HNO3,根據Cu(NO32和AgNO3受熱分解方程式知,Cu(NO32分解產生的NO2和O2的體積比為4:1,被水完全吸收,AgNO3分解出的NO2和O2的體積比小于4:1,所以氣體經與水反應后剩余1.68升,剩余氣體為O2
設原混和物中Cu(NO32含x摩,AgNO3含y摩,
則:80xg+108yg=48.4g①
$\frac{1}{4}$ymol=$\frac{1.68}{22.4}$mol②
解之得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2}\\{y=0.3}\end{array}\right.$
設硝酸銅晶體為Cu(NO32•xH2O,根據Cu原子守恒得,
設結晶水合物中結晶水系數為z,
Cu(NO32•zH2O~Cu(NO32
(188+18z)g               1mol
(110.2-0.3×170)g     0.2mol
$\frac{(188+18z)g}{(110.2-0.3×170)g}=\frac{1mol}{0.2mol}$,z=6,所以其化學式為Cu(NO32•6H2O,
答:硝酸銅晶體的化學式為Cu(NO32•6H2O.

點評 本題考查化學方程式計算、混合物計算,屬于拼合型題目,側重考查學生分析計算能力,題目計算量較大,為易錯題目,難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.設NA為阿伏伽德羅常數的值,下列敘述正確的是(  )
A.10gT2O含有的電子數為5NA
B.常溫下,0.2L 0.5mol•L-1NH4NO3溶液的氮原子數小于0.2NA
C.用惰性電極電解CuSO4溶液后,如果加入0.1mol Cu(OH)2能使溶液復原,則電路中轉移電子的數目為0.4NA
D.常溫常壓下,5.6gC2H4和C3H6的混合氣體中含氫原子數為0.9NA

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.鋰離子電池的廣泛應用使得鋰電池的回收利用一直是科學家關注的焦點.磷酸鐵鋰是鋰電池中最有前景的正極材料,磷酸鐵是其前驅體,充放電時可以實現相互轉化.某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡稱廢料,成份為LiFePO4、碳粉和鋁箔)進行金屬資源回收研究,設計實驗流程如下:

已知:①FePO4可溶于稀H2SO4,不溶于水和其他的酸.
②Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分別為34.2g、22.7g和1.54g,在373K下,Li2CO3的溶解度為0.72g
③Ksp[Al(OH)3]=10-32Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38
(1)操作1為:過濾
(2)濾液A中通入過量CO2的化學方程式為:CO2+2H2O+NaAlO2=NaHCO3+Al(OH)3↓.
(3)可以提高操作1浸出率的方法有(寫出3種)升溫,攪拌,增大濃度,增加時間等 .
(4)完成操作3中的離子方程式:2LiFePO4+H2O2+2H+=2Fe3++2Li++2PO43-+2H2O.
(5)該鋰電池充電時的陽極反應式:LiFePO4-e-=FePO4+Li+
(6)操作4中應選擇試劑:NaOH
(7)沉淀C的成分:Li2CO3  

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.綠礬(FeSO4•7H2O)硫酸法生產一種稀有金屬產品過程中產出的副產品,產品外觀為淡綠色或淡黃綠色結晶固體.加入適量可調節堿性水中的pH,與水中懸浮物有機結合,并加速沉淀,主要應用于水質凈化和工業廢水處理,同時具有殺菌作用.
(1)98% 1.84g/cm3的濃硫酸在稀釋過程中,密度下降,當稀釋至50%時,密度為1.4g/cm3,50%的硫酸物質的量濃度為7.14mol•L-1(保留兩位小數),50%的硫酸與30%的硫酸等體積混合,混合酸的濃度為>(填>、<、=“)40%“.
(2)實際生產用20%發煙硫酸(100克發煙硫酸含SO320克)配制稀硫酸,若用SO3•nH2O表示20%的發煙硫酸,則n=0.77(保留兩位小數).
(3)綠礬在空氣中容易被部分氧化為硫酸鐵,現取7.32克晶體溶于稀鹽酸后,加入足量的BaCl2溶液,過濾得沉淀9.32克;再通入112mL(標準狀況)氯氣恰好將Fe2+完全氧化,推測晶體的化學式為FeSO4•Fe2(SO43•10H2O.
(4)硫酸亞鐵銨[(NH42SO4•FeSO4•6H2O](俗稱莫爾鹽),較綠礬穩定,在分析化學中常用來配制Fe2+的標準溶液,用此Fe2+的標準溶液可以測定剩余稀硝酸的量.現取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200mL 2mol/L稀硝酸溶液處理,發生反應如下:
10NO3-+3Cu2S+16H+=6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
8NO3-+3CuS+8H+=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O
剩余的稀硝酸恰好與V mL 2mol/L (NH42Fe(SO42溶液完全反應.
已知:NO3-+3Fe2++4H+=NO↑+3Fe3++2H2O
①V值范圍42~60mL.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后,產生0.87g白色沉淀,再向所得懸濁液中逐滴加入1.0mol/L HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖所示.試回答:

(1)依據圖象分析,0.87g白色沉淀應為A
A.Mg(OH)2          B.Al(OH)3           C.兩者混合物
(2)寫出AB段發生反應的離子方程式H2O+AlO2-+H+=Al(OH)3↓.
(3)混合物中AlCl3的質量是2.67克,B點時體系中最大沉淀量m是2.43克.
(4)計算C點時所用鹽酸的體積(要求寫出必要的計算過程).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.《漢書》中“高奴縣有洧水可燃”,沈括在《夢溪筆談》對從地表滲出的、當地人稱為“石脂”或“洧水”的使用有“予知其煙可用,試掃其煙為墨,黑光如漆,松墨不及也,此物必大行于世”的描述,關于上文的下列說法中正確的是(  )
A.“洧水”的主要成分是油脂B.“洧水”的主要成分是煤油
C.“洧水”的主要成分是石油D.其煙的主要成分是石墨

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.已知在堿性條件下,氯氣會發生自身氧化-還原反應,某條件下,反應體系的物質為:KClO3、Cl2、KCl、KOH、H2O.
(1)在該反應中KClO3是氧化產物(填“氧化劑”、“還原劑”或“氧化產物”、“還原產物”).
(2)請把反應物的化學式及配平后的系數填入下列方框中,并標出電子轉移的方向和數目:3Cl2+6KOH+□→□
(3)若反應中有1mol電子發生轉移,則參加反應的KOH 是1.2mol 
(4)實驗室利用6HCl+KClO3→KCl+3H2O+3Cl2↑ 可制取Cl2.根據該反應可推知D
A.KCl是還原產物                 B.鹽酸在反應中僅僅是還原劑
C.反應中轉移的電子數為6e        D.從方程式可知還原性:HCl>Cl2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.有4.4gO2和CO的混合氣體,測得其在標準狀況下的體積為3.36L,求:
(1)混合氣體中的O2和CO的物質的量分別為多少?
(2)混合氣體中的O原子的個數約為多少個?

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.下列混合物能用分液法分離的是(  )
A.乙醇與乙酸B.苯和溴苯
C.乙酸乙酯和Na2CO3溶液D.苯和四氯化碳

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同步練習冊答案
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