命题范围：
综合
2018-2019学年浙江高三（二轮复习）必考29题计算专项提分特训（解析版）
1.为测定某肥料发酵产生的混合气体(CH4、CO2、NH3)中甲烷的含量,将一定量的混合气体通过足量的灼热的CuO,发生的反应有:①CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu,
②2NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu。完全反应后固体质量减少14.4 g,再将反应后气体通入3 L 0.10 mol/L Ba(OH)2溶液,充分吸收生成碳酸钡沉淀39.4 g,剩余气体为2.24 L的N2(标准状况)。
(1)原混合气体中CH4的物质的量为 mol。
(2)原混合气体中CH4的物质的量分数为 。
解析:(1)反应后得到标准状况下2.24 L的N2,所以混合气体中含有0.2 mol NH3,0.2 mol NH3与氧化铜反应,消耗掉0.3 mol CuO,生成0.3 mol Cu,固体减轻的质量为0.3 mol×16 g/mol=4.8 g,则CH4与氧化铜反应,使固体减轻的质量为14.4 g-4.8 g=9.6 g,所以可计算出与CH4反应的氧化铜的物质的量为 =0.6 mol,则CH4的物质的量为 =0.15 mol。
(2)CO2与0.10 mol/L Ba(OH)2溶液反应有两种情况:①Ba(OH)2过量,CO2完全反应生成BaCO3,CH4物质的量为0.15 mol,则原混合气体中CO2物质的量为0.05 mol,所以CH4的物质的量分数为 =0.375;②CO2过量,0.3 mol CO2消耗全部的Ba(OH)2生成0.3 mol BaCO3,剩余的CO2将部分BaCO3转化为Ba(HCO3)2,已知剩余的BaCO3为0.2 mol,则被消耗的BaCO3为0.1 mol,BaCO3和CO2按1∶1反应,总的CO2的物质的量为(0.3+0.1) mol=0.4 mol,其中包含0.15 mol CH4转化生成的CO2,所以CH4的物质的量分数为 =0.25。
答案:(1)0.15 (2)0.375或0.25
2.有未知浓度的Ba(OH)2和NaOH混合溶液,量取四份该溶液分别通入等量的CO2(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解),生成沉淀的物质的量如下表:
实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
CO2体积(mL) 2 352 2 352 2 352 2 352
样品体积(mL) 20.0 30.0 40.0 50.0
沉淀物质的量(×10-2 mol) 1.50 4.50 6.00 7.50
(1)该混合溶液中Ba(OH)2的物质的量浓度为 。
(2)实验Ⅲ最后所得溶液中碳酸钠的物质的量为 。
解析:(1)Ba(OH)2和NaOH混合溶液的体积从30.0 mL增大到40.0 mL,从40.0 mL增大到50.0 mL,沉淀的物质的量都增大 1.50×10-2 mol,即混合溶液的体积为10 mL,生成沉淀为1.50×10-2 mol,所以10 mL混合液中含有Ba(OH)2为1.50×10-2 mol,所以Ba(OH)2的物质的量浓度为 =1.50 mol/L。
(2)由实验Ⅱ→Ⅲ知,10 mL混合液中含Ba(OH)2为0.015 mol,则结合实验Ⅰ各数据可知,10 mL混合液中含NaOH为0.03 mol,则可知实验Ⅲ中40 mL混合液含Ba(OH)2为0.06 mol,NaOH为0.12 mol,与之反应的n(CO2)=0.105 mol,可判断实验Ⅲ最后所得溶液中溶质为碳酸钡和碳酸钠,碳酸钡为0.06 mol,由碳元素守恒可知,碳酸钠的物质的量=0.105 mol-0.06 mol=0.045 mol。
答案:(1)1.50 mol/L (2)0.045 mol
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