計(jì)算題流程題實(shí)驗(yàn)題化學(xué)試題及答案一、計(jì)算題1.有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算題目：將\(2.3g\)金屬鈉投入到\(100g\)水中，反應(yīng)完全后，計(jì)算：（1）生成氫氣的物質(zhì)的量。（2）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：（1）首先寫出鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：\(2Na+2H_{2}O=2NaOH+H_{2}\uparrow\)。鈉的摩爾質(zhì)量\(M(Na)=23g/mol\)，\(n(Na)=\frac{m(Na)}{M(Na)}=\frac{2.3g}{23g/mol}=0.1mol\)。根據(jù)化學(xué)方程式中\(zhòng)(Na\)與\(H_{2}\)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比\(2:1\)，可知\(n(H_{2})=\frac{1}{2}n(Na)=\frac{1}{2}\times0.1mol=0.05mol\)。（2）由化學(xué)方程式可知\(n(NaOH)=n(Na)=0.1mol\)，\(M(NaOH)=40g/mol\)，則\(m(NaOH)=n(NaOH)\timesM(NaOH)=0.1mol\times40g/mol=4g\)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量\(m=m(Na)+m(H_{2}O)-m(H_{2})\)。\(m(H_{2})=n(H_{2})\timesM(H_{2})=0.05mol\times2g/mol=0.1g\)，\(m(Na)=2.3g\)，\(m(H_{2}O)=100g\)，所以\(m=2.3g+100g-0.1g=102.2g\)。則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)\(w=\frac{m(NaOH)}{m}\times100\%=\frac{4g}{102.2g}\times100\%\approx3.91\%\)。2.有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算題目：在一定溫度下，將\(2molA\)和\(2molB\)兩種氣體混合于\(2L\)密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：\(3A(g)+B(g)\rightleftharpoonsxC(g)+2D(g)\)，\(2min\)末反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，生成\(0.8molD\)，并測得\(C\)的濃度為\(0.4mol/L\)。求：（1）\(x\)的值。（2）\(B\)的平衡轉(zhuǎn)化率。（3）平衡時(shí)\(A\)的濃度。答案：（1）\(2min\)末\(n(C)=c(C)\timesV=0.4mol/L\times2L=0.8mol\)，\(n(D)=0.8mol\)。根據(jù)化學(xué)方程式中\(zhòng)(C\)和\(D\)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于它們的物質(zhì)的量之比，即\(\frac{x}{2}=\frac{n(C)}{n(D)}=\frac{0.8mol}{0.8mol}=1\)，所以\(x=2\)。（2）由化學(xué)方程式\(3A(g)+B(g)\rightleftharpoons2C(g)+2D(g)\)可知，生成\(0.8molD\)時(shí)，消耗\(B\)的物質(zhì)的量\(n_{消耗}(B)=\frac{1}{2}n(D)=\frac{1}{2}\times0.8mol=0.4mol\)。\(B\)的初始物質(zhì)的量\(n_{初始}(B)=2mol\)，則\(B\)的平衡轉(zhuǎn)化率\(\alpha(B)=\frac{n_{消耗}(B)}{n_{初始}(B)}\times100\%=\frac{0.4mol}{2mol}\times100\%=20\%\)。（3）生成\(0.8molD\)時(shí)，消耗\(A\)的物質(zhì)的量\(n_{消耗}(A)=\frac{3}{2}n(D)=\frac{3}{2}\times0.8mol=1.2mol\)。\(A\)的初始物質(zhì)的量\(n_{初始}(A)=2mol\)，則平衡時(shí)\(n(A)=n_{初始}(A)-n_{消耗}(A)=2mol-1.2mol=0.8mol\)。平衡時(shí)\(A\)的濃度\(c(A)=\frac{n(A)}{V}=\frac{0.8mol}{2L}=0.4mol/L\)。3.有關(guān)溶液濃度的計(jì)算題目：用\(98\%\)（密度為\(1.84g/cm^{3}\)）的濃硫酸配制\(500mL0.5mol/L\)的稀硫酸，需要濃硫酸的體積是多少？答案：首先計(jì)算濃硫酸的物質(zhì)的量濃度\(c_{1}\)，根據(jù)公式\(c=\frac{1000\rhow}{M}\)（其中\(zhòng)(\rho\)為溶液密度，\(w\)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，\(M\)為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量）。\(M(H_{2}SO_{4})=98g/mol\)，\(\rho=1.84g/cm^{3}\)，\(w=98\%\)，則\(c_{1}=\frac{1000\times1.84\times98\%}{98}mol/L=18.4mol/L\)。根據(jù)稀釋定律\(c_{1}V_{1}=c_{2}V_{2}\)（\(c_{1}\)、\(V_{1}\)為濃溶液的物質(zhì)的量濃度和體積，\(c_{2}\)、\(V_{2}\)為稀溶液的物質(zhì)的量濃度和體積）。已知\(c_{2}=0.5mol/L\)，\(V_{2}=500mL=0.5L\)，則\(V_{1}=\frac{c_{2}V_{2}}{c_{1}}=\frac{0.5mol/L\times0.5L}{18.4mol/L}\approx0.0136L=13.6mL\)。二、流程題1.從海水中提取鎂的工藝流程題目：海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水\(\xrightarrow{石灰乳}\)沉淀\(\xrightarrow{鹽酸}\)MgCl?溶液\(\xrightarrow{蒸發(fā)結(jié)晶}\)MgCl?·6H?O\(\xrightarrow{HCl氣流加熱}\)MgCl?\(\xrightarrow{電解}\)Mg（1）寫出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。（2）步驟②中加入鹽酸的作用是什么？（3）步驟④中在\(HCl\)氣流中加熱\(MgCl?·6H?O\)的目的是什么？（4）寫出步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。答案：（1）步驟①是向海水中加入石灰乳（主要成分是\(Ca(OH)_{2}\)），使鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，離子方程式為\(Mg^{2+}+2OH^{-}=Mg(OH)_{2}\downarrow\)。（2）步驟②中加入鹽酸的作用是將氫氧化鎂沉淀溶解，轉(zhuǎn)化為氯化鎂溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為\(Mg(OH)_{2}+2HCl=MgCl_{2}+2H_{2}O\)。（3）\(MgCl?·6H?O\)在加熱過程中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)：\(MgCl_{2}+2H_{2}O\rightleftharpoonsMg(OH)_{2}+2HCl\)，在\(HCl\)氣流中加熱可以抑制\(MgCl_{2}\)的水解，同時(shí)帶走水分，得到無水\(MgCl_{2}\)。（4）步驟⑤是電解熔融的\(MgCl_{2}\)制取金屬鎂，化學(xué)方程式為\(MgCl_{2}(熔融)\xlongequal{電解}Mg+Cl_{2}\uparrow\)。2.工業(yè)煉鐵的工藝流程題目：工業(yè)煉鐵的主要流程如下：鐵礦石\(\xrightarrow{焦炭、空氣、石灰石}\)高爐\(\xrightarrow{生鐵}\)煉鋼\(\xrightarrow{鋼}\)（1）寫出高爐中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）石灰石的作用是什么？（3）生鐵和鋼的主要區(qū)別是什么？答案：（1）高爐中發(fā)生的主要反應(yīng)有：①焦炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳：\(C+O_{2}\xlongequal{高溫}CO_{2}\)。②二氧化碳與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳：\(CO_{2}+C\xlongequal{高溫}2CO\)。③一氧化碳還原鐵礦石（以赤鐵礦\(Fe_{2}O_{3}\)為例）：\(Fe_{2}O_{3}+3CO\xlongequal{高溫}2Fe+3CO_{2}\)。（2）石灰石的作用是將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣除去。石灰石在高溫下分解：\(CaCO_{3}\xlongequal{高溫}CaO+CO_{2}\uparrow\)，生成的\(CaO\)與\(SiO_{2}\)反應(yīng)：\(CaO+SiO_{2}\xlongequal{高溫}CaSiO_{3}\)。（3）生鐵和鋼的主要區(qū)別在于含碳量不同，生鐵的含碳量為\(2\%\sim4.3\%\)，鋼的含碳量為\(0.03\%\sim2\%\)。此外，它們的性能也有所不同，生鐵硬而脆，鋼具有良好的韌性和延展性。三、實(shí)驗(yàn)題1.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液題目：實(shí)驗(yàn)室欲用\(NaOH\)固體配制\(100mL0.5mol/L\)的\(NaOH\)溶液。（1）需稱取\(NaOH\)固體的質(zhì)量是多少？（2）配制過程中需要用到的玻璃儀器有哪些？（3）簡述配制該溶液的實(shí)驗(yàn)步驟。（4）若在配制過程中，出現(xiàn)下列情況，對(duì)所配溶液的濃度有何影響（填“偏高”“偏低”或“無影響”）？①未洗滌燒杯和玻璃棒。②定容時(shí)俯視刻度線。答案：（1）\(n(NaOH)=c(NaOH)\timesV=0.5mol/L\times0.1L=0.05mol\)，\(M(NaOH)=40g/mol\)，則\(m(NaOH)=n(NaOH)\timesM(NaOH)=0.05mol\times40g/mol=2.0g\)。（2）配制過程中需要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、\(100mL\)容量瓶、膠頭滴管。（3）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①計(jì)算：根據(jù)\(n=cV\)計(jì)算所需\(NaOH\)固體的質(zhì)量。②稱量：用托盤天平稱取\(2.0gNaOH\)固體。③溶解：將稱取的\(NaOH\)固體放入燒杯中，加入適量蒸餾水，用玻璃棒攪拌使其溶解，冷卻至室溫。④轉(zhuǎn)移：將冷卻后的溶液用玻璃棒引流轉(zhuǎn)移至\(100mL\)容量瓶中。⑤洗滌：用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒\(2\sim3\)次，將洗滌液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中。⑥定容：向容量瓶中加入蒸餾水，至液面離刻度線\(1\sim2cm\)時(shí)，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至凹液面最低處與刻度線相切。⑦搖勻：蓋好瓶塞，反復(fù)上下顛倒，搖勻。（4）①未洗滌燒杯和玻璃棒，會(huì)導(dǎo)致溶質(zhì)損失，使所配溶液的濃度偏低。②定容時(shí)俯視刻度線，會(huì)使溶液體積偏小，所配溶液的濃度偏高。2.探究鐵及其化合物的性質(zhì)題目：某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來探究鐵及其化合物的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)一：取少量鐵粉于試管中，加入適量稀硫酸，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)二：向?qū)嶒?yàn)一所得溶液中滴加\(KSCN\)溶液，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)二所得溶液中通入氯氣，觀察現(xiàn)象。（1）寫出實(shí)驗(yàn)一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。（2）實(shí)驗(yàn)二中觀察到的現(xiàn)象是什么？（3）寫出實(shí)驗(yàn)三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。（4）通過上述實(shí)驗(yàn)，可以得出哪些結(jié)論？答案：（1）實(shí)驗(yàn)一中鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，離子方程式為\(Fe+2H^{+}=Fe^{2+}+H_{2}\uparrow\)。（2）實(shí)驗(yàn)二中向含有\(zhòng)(Fe^{2+}\)的溶液中滴加\(KSCN\)溶液，溶液不變色，因?yàn)閈(Fe^{2+}\)與\(KSCN\)溶液不反應(yīng)。（3）實(shí)驗(yàn)三中通入氯氣，氯氣將\(Fe^{2+}\)氧化為\(Fe^{3+}\)，離子方程式為\(2Fe^{2+}+Cl_{2}=2Fe^{3+}+2Cl^{-}\)，生成的\(Fe^{3+}\)與\(KSCN\)溶液反應(yīng)使溶液變紅。（4）通過上述實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：①鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成亞鐵鹽和氫氣。②\(Fe^{2+}\)與\(KSCN\)溶液不反應(yīng)，\(Fe^{3+}\)與\(KSCN\)溶液反應(yīng)使溶液變紅。③氯氣具有氧化性，能將\(Fe^{2+}\)氧化為\(Fe^{3+}\)。3.探究乙醇的性質(zhì)題目：某化學(xué)興趣小組為了探究乙醇的性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：向盛有少量無水乙醇的試管中加入一小塊金屬鈉，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)二：在試管中加入\(2mL\)乙醇，把一端彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰加熱，使銅絲表面生成一薄層黑色的氧化銅，立即把它插入盛有乙醇的試管中，反復(fù)操作幾次，觀察銅絲顏色的變化，并聞試管中液體的氣味。（1）寫出實(shí)驗(yàn)一中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）實(shí)驗(yàn)二中觀察到銅絲顏色的變化是怎樣的？寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。（3）通過上述實(shí)驗(yàn)，可以得出乙醇具有哪些性質(zhì)？答案：（1）實(shí)驗(yàn)一中乙醇與金屬鈉反應(yīng)生成乙醇鈉和氫氣，化學(xué)方程式為\(2CH_{3}CH_{2}OH+2Na=2C