练习3 有关化学方程式的计算
1. (2023·全国乙卷)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝4，y＝1。
【解析】 由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·xH2O，则278×19.4%＝18×(7－x)，解得x≈4；当失重比为38.8%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·yH2O，则278×38.8%＝18×(7－y)，解得y≈1。
2. (2023·无锡期中)焙烧Ce(OH)4过程中测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。则301～317 ℃范围内，B→C发生反应的化学方程式为CeO2·H2O301～317 ℃(========)CeO2＋H2O↑(或H2CeO3301～317 ℃(=======)CeO2＋H2O↑)(写出确定物质化学式的计算过程，Ce—140)。
【解析】 设起始Ce(OH)4的质量为208 g，
加热至301 ℃，Δm1＝208 g×(100%－91.35%) ≈ 18 g，B的化学式为CeO2·H2O(或H2CeO3)，
301～317 ℃，Δm2＝208 g×(91.35%－82.70%) ≈ 18 g，C的化学式为CeO2。
3. 采用热重分析法测定NH4Fe(SO4)2·xH2O(硫酸铁铵晶体)样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%，硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
【解析】 硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，
其相对分子质量为266＋18x，设样品为m g，根据反应：
NH4Fe(SO4)2·xH2O△(=====)NH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O＋1.5H2O可得：()266＋18xg/mol(1.5m)＝18 g/mol(m×5.6%)，
解得x＝12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
4. (2024·扬州期末)准确称取0.200 0 g GaN样品，加入NaOH溶液，加热使固体充分溶解，用足量H3BO3溶液吸收产生的NH3。向吸收液中滴加指示剂，用0.100 0 mol/L盐酸滴定至终点，消耗盐酸23.80 mL。过程中涉及反应：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3，计算GaN样品的纯度(写出计算过程，Ga—70)。
根据得失电子守恒和质量守恒可建立反应关系如下：
GaN～NH3～NH3·H3BO3～HCl，
n(GaN) ＝n(HCl)＝0.100 0 mol/L×23.80 ×10－3 L＝2.380×10－3 mol，
GaN样品的纯度＝0.200 0 g(2.380×10－3 mol×84 g/mol)×100%＝99.96%
5. (2024·海安中学)产品中NaClO2质量分数的测定：
称取5.000 g产品配成250 mL溶液；取25.00 mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：I－＋H＋＋ClO2(－)——I2＋Cl－＋H2O(未配平)；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.840 0 mol/L Na2S2O3溶液至恰好完全反应：Na2S2O3＋I2——Na2S4O6＋NaI(未配平)，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
(1) 若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的NaClO2质量分数偏高(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(2) 已知产品中的杂质不与KI、NaClO2发生反应。产品中NaClO2的质量分数为76.02%。
【解析】 (1) 若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，其中部分I－被氧气氧化为碘单质，消耗Na2S2O3溶液体积偏大，测定结果偏高。(2) 根据相关物质反应前后的化合价变化，通过得失电子守恒，可以得到ClO2(－)～2I2～4S2O3(2－)，故m(NaClO2)＝0.840 0 mol/L×20×10－3 L×25 mL(250 mL)×90.5 g/mol×4(1)＝3.801 g，产品中NaClO2的质量分数为5.000 g(3.801 g)×100%＝76.02%。
6. (2024·南京二模)阴离子交换树脂(ROH，R为高分子阳离子骨架)去除酸性废水中Cr(Ⅵ)的原理为2ROH＋Cr2O7(2－)R2Cr2O7＋2OH－。
(1) 树脂失效后，用NaOH溶液将树脂再生，发生反应的化学方程式为R2Cr2O7＋4NaOH===2Na2CrO4＋2ROH＋H2O。
(2) 某树脂的Cr(Ⅵ)摩尔交换总容量为1.45 mol/L，即每升湿树脂最多吸收1.45 mol Cr(Ⅵ)。现将Cr(Ⅵ)含量为50 mg/L的废水以1.0 L/h的流量通过填充有30 mL湿树脂的淡化室。试通过计算说明，通废水20 h时，该离子交换树脂是否达到吸收饱和[Cr(Ⅵ)均以铬元素计，写出计算过程，Cr—52]?
30 mL湿树脂最多吸收Cr(Ⅵ)的质量：
m1＝1.45 mol/L×30 ×10－3 L×52 g/mol＝2.262 g＝2 262 mg
通废水20 h湿树脂吸收Cr(Ⅵ)的质量：
m2＝1.0 L/h×20 h×50 mg/L＝1 000 mg
m2<m1，故该树脂未达到摩尔交换总容量，20 h时未达到吸收饱和