高中化学-混合物计算练习（附答案）

1. 某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：

沸点／℃ 2467 2980 2750 --- 物质 熔点／℃ Al 660 Al2O3 2054 Fe 1535 Fe2O3 1462 I．⑴该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金. 理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理： ( 填“合理”或“不合理”).

⑵设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 ⑶实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号）,并说明理由： ______________________________________________________.

A．浓硫酸 B．稀硫酸 Ｃ．稀硝酸 Ｄ．氢氧化钠溶液

2．复印机使用的墨粉主要成份是Fe3O4，下图是氧化沉淀法生产Fe3O4的工艺：

已知：①工业绿矾中FeSO4的含量为52.5%，其中的杂质不参与反应； ②Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3 → Fe3O4·4H2O

请回答下列问题：

（1）铁的常见氧化物有 ；

（2）Fe3O4与盐酸反应的化学方程式是： ，

检验反应后的溶液中含Fe3+的方法： ； （3）在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是：

；

（4）生产中可获得的副产品是 ，提取该副产品的操作顺序是：

（填写序号）

a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却 d．结晶 e．洗涤

1

（5）在生产过程中，若工业绿矾的投料速率是12.16 kg/h，为使产品较纯，鼓入空气的速率应为 m3/h（假设反应在标准状态下进行，空气中O2占20%）。

3．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4·5H2O）的生产流程示意图：

稀硝酸与稀硫石灰浆 取样酸的混合酸 ↓ ↓ 检验 2+3+ Cu、Fe含铁 调节pH ↑ 浸出 过滤 废铜 (浸出液) 静置 红棕色 滤渣 胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表。

温度（℃） 石膏 胆矾 请回答下列问题：

（1）红棕色滤渣的主要成分是__________；

（2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式_______________________； （3）操作I的操作温度应该控制在________℃左右；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为____________________、洗涤、干燥； （5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净。有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所

取样品按下列方案进行操作：

方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液；方案二：径向层析→喷KSCN溶液

①你认为上述两种方案设计更合理的是__________；

②指出你认为不合理的方案存在的问题_____________________________；

4、某课外兴趣小组为了探究碱性溶液中Mg、AlO与溶液pH的关系，进行下列实验：向含

有0.1 mol HCl、0.1 mol MgCl2、1.0 mol AlCl3的混合溶液中逐渐加入NaOH溶液，均至反应后溶液体积1 L。测得部分实验数据如下表： pH 9 10 10 －2－12＋

-

操作I (蒸发、浓缩、过滤) 操作II 母液 产品 石膏 100 20 0.32 32 40 0.26 44.6 60 0.15 61.8 80 0.11 83.8 0.07 114 10 10 10 －1－311 10 1 －5c(Mg2＋)/ mol·L－1 c(AlO2―)/mol·L－1 试回答： (1) 向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9，能否有Mg(OH)2沉淀出现__________(填“能”或

“否”)，由此你得到的初步结论是_____________________________________。 (2)向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=10，需要NaOH溶液中有多少克NaOH？(最后结果保留

两位小数)

2

5．有一瓶用硫酸酸化的FeSO4溶液，置于空气中一段时间后，溶液的pH=1。为测定其中Fe2+被氧化的百分率，进行如下操作：

取10mL溶液 加过量BaCl2溶液 沉淀a 过滤、洗涤 干燥、称量 1.4g

变质的FeSO4溶液 取20mL溶液 加过量NaOH溶液 沉淀b 过滤、洗涤 充分灼烧、称量 0.8 g

请计算（忽略Fe2+、Fe3+的水解）：

（1）20mL变质的FeSO4溶液中，铁元素的总的物质的量为_____________；

（2）计算原溶液中Fe2+被氧化的百分率；

（3）原溶液中硫酸的物质的量浓度为__________________。

6．工业上以高岭土和硫酸、氨气为原料制取铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]和硫酸铝，反应原理如下（忽略高岭土其他成分与硫酸的反应）： Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O????① Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 → 2NH4Al(SO4)2 ????② （1）制取1000g铵明矾，需消耗氨气___________L（标准状况）；

（2）以1000Kg含氧化铝36%的高岭土为原料制取硫酸铝，需消耗质量分数98%的硫酸（密

度1.84g/cm3）___________L；

（3）某工厂欲同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。 ①若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，计算投料时氧化铝和硫酸的物质

的量之比。

②以含a mol氧化铝的高岭土为原料，设制得的产物中硫酸铝的物质的量分数为x，试导出消耗硫酸的物质的量y与a、x的函数关系

3

7．将n mol的木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。 （1）可能发生的化学反应有：①FeO+C → Fe+CO ↑ ② C+CO2 → 2CO

③ FeO+CO → Fe+CO2↑ ④ 的反应是______________________.

(2) 若n<1/4，充分反应后，反应容器中的固体物质是____________，气体产物是______。

（3）若n>4，充分反应后，反应容器中的固体物质是____________，气体产物是______。

（4）若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是_____________________。

（5）若反应的气体产物是混合物，且混合物CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 ____________。

8.工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取金属铝的生产过程如下框图

请回答下列问题：

(1) 写出铝土矿与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。 (2) 沉淀C的化学式为______，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作 。电解熔融的氧化铝时，物质α是______，其作用是 。 (3) 在实验室中欲从溶液E中得到较纯净的固体NaOH，需要进行的操作顺序是：_______、趁热过滤、__________、 。

(4) 生产过程中，可以循环使用的物质有四种，除NaOH、H2O以外，另外两种物质是 ______、 (填化学式)。

(5) 若工厂每月生产中参加反应的NaOH为20吨, 生产过程中损失的NaOH为0.1 吨，则该工厂每月要购买的NaOH为_________吨。

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参考答案：

1. I．⑴合理 ⑵NaOH 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2+3H2↑⑶B

-

熔融物在一定条件下与浓硫酸或稀硝酸反应，产生有毒气体，而且消耗的两种酸

量又多；熔融物中铁不能与氢氧化钠溶液反应。2分

2．（1）FeO、Fe2O3、Fe3O4 （2分，写出2个得1分）

（2）Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O（2分） 取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液，若溶液显血红色，则证明含Fe3+（2分） （3）4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3（2分）

（4）Na2SO4·10H2O（或芒硝，写Na2SO4也可）（1分） bcdae（1分） （5）0.784（2分）

3．（1）Fe(OH)3 （1分） （2）3Cu + 2HNO3 + 3H2SO4 →3CuSO4 + 2NO↑+ 4H2O（2分） （3）100℃ （2分） （4）冷却结晶、过滤（2分）

（5）①方案二（1分） ②Cu2+的蓝色对检验有干扰（2分）

2＋

4、(1)否 (1分) Mg在弱碱性溶液中不能生成沉淀或Mg(OH)2存在溶解平衡(2分)

2＋－3―

(2) pH =10时，溶液中c(Mg)=10mol/L，c(AlO2)=0.1 mol/L 向混合溶液中加入NaOH溶液反应过程分为三个阶段：

＋―

H + OH=H2O

0.1mol 0.1mol 2＋―

Mg + 2OH=Mg(OH)2↓

0.099 mol 0.198 mol 3＋―

Al + 3OH=Al(OH)3↓ 1mol 3mol

――

Al(OH)3+ OH=AlO2+2H2O 0.1 mol 0.1 mol

根据反应方程式计算，NaOH的质量为

(0.1 mol+0.198 mol +3 mol +0.1 mol)×40 g/mol=135.92 g (3分)

5．（1）0.01 mol（2分） （2）20%（2分） （3）0.1mol/L（2分） 6．（共10分）

（1）49.4L （2分） （2）575.4L （3分）

2a(x+2)

（3）①3:10 （2分） ② y = （3分）错误！未找到引用源。

x+17. (1) 2FeO + C → 2Fe +CO2 1分 (2) FeO 和Fe; CO2 2分 (3) C 和Fe; CO 2分 (4) 1/2

8、（1）Al2O3 + OH- → 2AlO2- + H2O 1分

(2) Fe2O3 颜料 冰晶石 熔剂(使Al2O3易熔融) 4分

(3)

加热浓缩或蒸发浓缩 冷却结晶 过滤洗涤 3分

(4) CaO、CO2 2分 (5) 0.1 2分

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