高考化学压轴题专题复习—物质的量的综合附答案
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高考化学压轴题专题复习—物质的量的综合附答案
一、高中化学物质的量
1.完成下列填空:
(1)已知反应:Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe,则
①该反应所属基本反应类型是___。
②在反应中铁元素的化合价变化__(填“升高”或“降低”),该元素的原子__(填“失去”或“得到”)电子。
③发生氧化反应的是__,发生还原反应的是__。
(2)反应2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中:
①反应中被氧化的元素是__,被还原的元素是___。
②若生成71gCl2,则消耗的HCl是__g,被氧化的HCl是__g。
【答案】置换反应降低得到 Al Fe2O3 Cl Mn 116.8 73
【解析】
【分析】
(1)①反应符合基本反应类型的AB+C=AC+B。
②反应中,Fe的化合价由+3价变为0价;
③反应中,还原剂被氧化,发生氧化反应。
(2)①还原剂被氧化,氧化剂被还原;
②根据方程式进行计算。
【详解】
(1)①反应符合基本反应类型的AB+C=AC+B,属于置换反应。
②反应中,Fe的化合价由+3价变为0价,化合价降低,得电子;
③反应中,还原剂被氧化,发生氧化反应,则Al发生氧化反应;Fe2O3发生还原反应。
(2)①还原剂被氧化,氧化剂被还原,则Cl被氧化,Mn被还原;
②若生成71gCl2,即1mol,需消耗3.2molHCl,即3.2×36.5=116.8g;化合价升高的HCl为
2mol,即73g。
【点睛】
高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,16molHCl参加反应,其中有10molHCl发生了氧化反应,产生了5molCl2,6molHCl价态没变,生成了盐,体现了其酸性的性质。
2.现有含有少量NaCl、 Na2SO4、Na2CO3等杂质的NaNO3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO3固体,实验流程如下图所示。
(1)沉淀A的主要成分是_____________、______________(填化学式)。
(2)①②③中均进行的分离操作是_______________。
(3)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是__________,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的______________。
(4)实验探究小组在实验中需要用到456 mL1 mol•L-1的HNO3溶液,但是在实验室中只发现一瓶8 mol•L-1的HNO3溶液,该小组用8mol•L-1的HNO3溶液配制所需溶液。
①实验中所需的玻璃仪器包括________、_____mL量筒、烧杯、________、胶头滴管等。
②该实验中需要量取8mol•L-1的HNO3溶液________mL。
③下列实验操作中导致配制的溶液浓度偏高的是_____________。
A.取用8mol•L-1的HNO3溶液溶液时仰视量筒刻度线
B.量取用的量筒水洗后未进行任何操作
C.8mol•L-1的HNO3溶液从量筒转移至烧杯后用水洗涤量筒并全部转移至烧杯
D.定容时仰视刻度线
E.定容后,将容量瓶振荡摇匀后,发现液面低于刻度线,未进行任何操作
【答案】BaSO4 BaCO3过滤 Na2CO3 HNO3 500mL 容量瓶 100 玻璃棒 62.5 AC 【解析】
【分析】
由实验流程可知,加入过量的Ba(NO3)2,生成BaSO4、BaCO3沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的
Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3。
【详解】
(1)加入过量的Ba(NO3)2,Na2SO4、Na2CO3和Ba(NO3)2反应生成BaSO4、BaCO3沉淀,故答案为:BaSO4; BaCO3;
(2)①②③中均进行的分离操作是分离固体和液体,为过滤操作,故答案为:过滤;(3)溶液3为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,可除去Na2CO3,最后加热蒸发、冷却结晶、过滤得到硝酸钠,故答案为:Na2CO3;HNO3;
(4)①实验室只有500mL的容量瓶,则本实验需要配制的溶液体积为500mL,另外需要用量筒量8mol/L的HNO3溶液倒在烧杯中加水溶解,同时需要玻璃棒搅拌,转移到容量瓶中时也需要玻璃棒引流,最后还需要用胶头滴管定容,整个实验需要的玻璃仪器包括
500mL容量瓶、100mL量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,故答案为:500mL 容量瓶;100;玻璃棒;
②设需要量取8 mol•L-1的HNO3溶液VmL,则8 mol•L-1×V×10-3L=1 mol•L-1×500×10-3L,解得:V=62.5mL,故答案为: 62.5 ;
③A.取8mol•L-1的HNO3溶液时仰视刻度线,液面在刻度线上方,即浓硝酸的体积偏大,导致配制溶液浓度偏高,故A正确;
B.量取用的量筒水洗后未进行任何操作,会稀释浓硝酸,即浓硝酸的体积偏小,导致配制溶液浓度偏低,故B错误;
C.量筒量取浓硝酸后,不应该水洗,否则浓硝酸的体积偏大,导致配制溶液浓度偏高,故
C正确;
D.定容时仰视刻度线,液面在刻度线上方,溶液体积偏大,导致浓度偏低,故D错误;E.定容后,除容量瓶振荡摇匀,不能再加水定容,这样做对实验结果无影响,故E错误;故答案为AC。
3.NH3、NO、NO2都是常见重要的无机物,是工农业生产、环境保护、生命科学等方面的研究热点。
(1)写出氨在催化剂条件下与氧气反应生成NO的化学方程式_____。
(2)氮氧化物不仅能形成酸雨,还会对环境产生的危害是形成_____。
(3)实验室可用Cu与浓硝酸制取少量NO2,该反应的离子方程式是_____。
(4)为了消除NO对环境的污染,根据氧化还原反应原理,可选用NH3使NO转化为两种无毒气体(其中之一是水蒸气),该反应需要催化剂参加,其化学方程式为_____。
(5)一定质量的Cu与适量浓硝酸恰好完全反应,生成标准状况下NO2和NO气体均为2240mL。
向反应后的溶液中加入NaOH溶液使Cu2+刚好完全沉淀,则生成Cu(OH)2沉淀的质量为_____克。
【答案】4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O 光化学烟雾 Cu+4H++2NO3﹣=Cu2++2NO2↑+2H2O
4NH3+6NO 催化剂
5N2+6H2O 19.6
【解析】
【分析】
(1)氨气和氧气在催化剂的条件下反应生成一氧化氮和水;
(2)氮氧化物还可以形成光化学烟雾,破坏臭氧层;
(3)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,浓硝酸和硝酸铜都能写成离子形式;(4)氨气使一氧化氮转化为两种无毒气体,其中一种是水蒸气,另外一种为氮气;
(5)根据电子转移守恒计算铜的物质的量,由铜原子守恒可得氢氧化铜的物质的量,在根据m=nM计算。
【详解】
(1)氨气与氧气在催化剂条件下生成NO与水,反应方程式为:
4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O,
故答案为:4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O;
(2)氮氧化物还可以形成光化学烟雾、破坏臭氧层等,故答案为:光化学烟雾;
(3)Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,浓硝酸、硝酸铜都写成离子形式,反应离子方程式为:Cu+4H++2NO3﹣=Cu2++2NO2↑+2H2O,答案为:Cu+4H++2NO3﹣=
Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)NH3使NO转化为两种无毒气体,其中之一是水蒸气,另外一种为氮气,反应方程式
为:4NH 3+6NO 催化剂5N 2+6H 2O ,
故答案为:4NH 3+6NO 催化剂5N 2+6H 2O ;
(5)n (NO 2)=n (NO )=2.24L ÷22.4L /mol =0.1mol ,根据电子转移守恒,可知n (Cu )=0.1mol 10.1mol 32
⨯+⨯=0.2mol ,由Cu 原子守恒可得氢氧化铜的物质的量为0.2mol ,生成Cu (OH )2沉淀的质量为0.2mol ×98g /mol =19.6g ,故答案为:19.6。
【点睛】
掌握有关硝酸反应的计算,一般用守恒方法,如电子守恒,反应中氮元素得到电子物质的量等于铜失去电子的物质的量,也等于铜离子结合的氢氧根的物质的量,据此计算即可。
4.氯及其化合物在生产、生活中都有重要的应用:
(Ⅰ)现实验室要配置一定物质的量浓度的稀盐酸。
(1)如图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。
则该盐酸的物质的量浓度是___ mol·
L -1。
(2)某同学用该浓盐酸配制100mL 1mol·
L -1的稀盐酸。
请回答下列问题: ①通过计算可知,需要用量筒量取浓盐酸 ____ mL 。
②使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器有_______。
③若配制过程遇下列情况,溶液的物质的量浓度将会:(填“偏高”“偏低”“无影响”)
A .量取的浓盐酸置于烧杯中较长时间后配制______。
B .转移溶液前,洗净的容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理___。
C .定容时俯视容量瓶的刻度线_____。
(Ⅱ)实验室使用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气,并用氯气和氢氧化钙反应制取少量漂白粉(该反应放热)。
已知:MnO 2 + 4HCl(浓)
MnCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O ;氯气和氢氧化钙在温度较高时会生成副产物氯酸钙。
甲、乙、丙三位同学分别设计了三个实验装置如下图所
示:
(1)哪位同学的装置能够有效地防止副反应的发生?_____。
(2)上述装置中,甲由A 、B 两部分组成,乙由C 、D 、E 三部分组成,丙由F 、G 两部分组成。
从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分(按气流从左至右的流向)组装一套较完善的实验装置(填所选部分的字母)_____。
(3)利用(2)中实验装置进行实验,实验中若用12 mol·
L -1的浓盐酸200 mL 与足量二氧化锰反应,最终生成的次氯酸钙的物质的量总小于0.3 mol ,其可能的主要原因是_____(假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生)。
(Ⅲ)已知HClO 的杀菌能力比ClO -强。
25℃时将氯气溶于水形成氯气一氯水体系,该体系中Cl 2、HClO 和ClO -的物质的量分数(a )随pH 变化的关系如图所示。
由图分析,欲使氯水的杀菌效果最好,应控制的pH 范围是__,当pH=7.5时,氯水中含氯元素的微粒有___。
【答案】11.6 8.6 胶头滴管、100 mL 容量瓶 偏低 无影响 偏低 甲 F B E 浓盐酸逐渐变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应,且浓盐酸有挥发性,所以盐酸不能全部反应生成氯气,故生成的Ca (ClO )2少于0.3mol 2~6 HClO 、ClO -、Cl -
【解析】
【分析】
(Ⅰ)(1)根据1000c=M
ρω计算浓度; (2)配制一定物质的量浓度的溶液,步骤为计算、量取、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶;
(Ⅱ)(1)要防止副反应的发生就要控制反应的温度。
【详解】
(Ⅰ)(1)根据1000c=M
ρω计算盐酸的浓度,有1000 1.1636.5%c=/11.6/36.5
mol L mol L ⨯⨯=; (2) ①根据溶质的物质的量不变,需要量取的盐酸的体积0.1L 1/V=
0.00868.6L 11.6/mol L L m mol L ⨯==; ②量取盐酸的时候需要量筒;稀释浓盐酸,需要玻璃棒、烧杯;转移时,需要100mL 容量瓶,玻璃棒、烧杯;定容时,需要胶头滴管;则还需要的仪器有100mL 容量瓶,胶头滴管;
③A、浓盐酸易挥发,置于烧杯后,较长时间配制,盐酸挥发,溶质减少,溶液的浓度偏低;
B、容量瓶中存在蒸馏水,由于定容前,需要往容量瓶中加入蒸馏水,因此之前存在的蒸馏水,对浓度无影响;
C、俯视刻度线,定容时,水会少加,体积偏小,浓度偏大;
(Ⅱ)(1) 氯气和氢氧化钙在温度较高时会生成副产物氯酸钙,所以必须要控制反应温度,甲装置有冰水浴,可以较好地控制副反应的发生;
(2)F装置可以通过分液漏斗来控制反应的速率,B装置有冰水浴可以较少副反应的发生,E 装置可以做到尾气吸收,答案为F B E;
(3)MnO2只与浓盐酸反应生成氯气,虽然反应的进行,浓盐酸浓度降低,不与MnO2反应,所以生成氯气的值小于理论值,答案为浓盐酸逐渐变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应,且浓盐酸有挥发性,所以盐酸不能全部反应生成氯气,故生成的Ca(ClO)2少于0.3mol;
(Ⅲ)HClO的杀菌能力比ClO-强,所以HClO的浓度越大,杀菌效果最好,根据图像pH最好为2~6之间;当pH=7.5时,根据图像,氯水中没有Cl2,韩律的微粒有HClO、ClO-以及与水反应生成的Cl-。
【点睛】
(Ⅲ)第二小问是易错点,很容易忽略Cl-;不要忘记,Cl 2+H2O HCl+HClO,有Cl-生成。
5.Ⅰ某无土栽培用的营养液,营养液要求KCl、K2SO4和NH4Cl 3种固体原料的物质的量之比为1:4:8。
(1) 配制该营养液后c(NH4+)=0.016 mol﹒L-1,溶液c(K+)=_______________。
(2) 若采用(NH4)2SO4和KCl来配制该营养液,则(NH4)2SO4和KCl物质的量之比为________
Ⅱ从1L 1 mol﹒L-1氢氧化钠溶液中取出100 mL:
(1)取出的这100 mL氢氧化钠溶液的物质的量浓度是______。
若将取出的这100 mL氢氧化钠溶液加水稀释至500 mL,所得溶液的物质的量浓度是_____。
某学生计划用12 mol﹒L-1的浓盐酸配制0.1 mol﹒L-1的稀盐酸450 mL,回答下列问题:(2)实验过程中,不必使用的是________(填字母)。
A.托盘天平 B.量筒 C.容量瓶 D.250 mL烧杯 E.胶头滴管 F.500 mL试剂瓶
(3)除上述仪器可使用外,还缺少的仪器是________。
(4)量取浓盐酸的体积为___ mL,应选用的量筒规格为______(提供10.0 mL、25.0 mL)。
(5)配制时应选用的容量瓶规格为______________。
(6)某同学操作出现以下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
定容时俯视刻度线__________加蒸馏水时不慎超过了刻度__________,此时应如何处理
________。
【答案】0.018mol/L 4:9 1mol/L 0.2mol/L A 玻璃棒 4.2 mL 10.0mL 500 mL 偏高偏低重新配制
【解析】
【分析】
Ⅰ由配制营养液的KCl 、K 2SO 4和NH 4Cl 三种固体原料的物质的量之比为1:4:8可知,溶液中K +和NH 4+的物质的量比为(1+2×4):8=9:8,由K +和NH 4+的物质的量比计算可得; Ⅱ溶液是均匀的,从1L 1 mol ﹒L -1氢氧化钠溶液中取出的100mLNaOH 溶液浓度等于原溶液的浓度,由稀释定律计算可得;配置一定物质的量浓度的溶液,配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,需要用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶、胶头滴管、和500 mL 试剂瓶。
【详解】
Ⅰ(1)由配制营养液的KCl 、K 2SO 4和NH 4Cl 三种固体原料的物质的量之比为1:4:8可知,溶液中K +和NH 4+的物质的量比为(1+2×4):8=9:8,若营养液中c(NH 4+)为0.016 mol ﹒L -1,n (K +):n (NH 4+)=c (K +):c (NH 4+)=9:8,则c (K +)=90.016/8
mol L =0.018mol/L ,故答案为:0.018mol/L ;
(2)设(NH 4)2SO 4的物质的量为x ,KCl 的物质的量的物质的量为y ,由溶液中K +、NH 4+的物质的量比为9:8可得y :2x=9:8,则x :y=4:9,故答案为:4:9;
Ⅱ(1)溶液是均匀的,从1L 1 mol ﹒L -1氢氧化钠溶液中取出的100mLNaOH 溶液浓度等于原溶液的浓度,则取出的这100 mL 氢氧化钠溶液的物质的量浓度是为1mol/L ;据稀释定律,稀释前后溶质氢氧化钠的物质的量不变,令稀释后的浓度为c ,则可得关系式100mL ×1mol/L=500mL ×c ,解得c=0.2mol/L ,故答案为:1mol/L ;0.2mol/L ;
(2)配置一定物质的量浓度的溶液,配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,需要用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶、胶头滴管、和500 mL 试剂瓶,不必使用的是托盘天平,故答案为:A ;
(3)由(2)分析可知,还缺少的仪器是玻璃棒,故答案为:玻璃棒;
(4)设量取浓盐酸的体积是Vml ,由稀释定律可知稀释前后HCl 物质的量不变,则有12mol/L ×V ×10—3L=0.10mol/L ×0.5L ,解得V=4.2,由量筒使用的最近原则可知,应选用10.0mL 量筒量取4.2ml 浓盐酸,故答案为:4.2ml ;10.0mL ;
(5)实验室没有450mL 的容量瓶,则配制0.1 mol ﹒L -1的稀盐酸450 mL 应选用500mL 的容量瓶,故答案为:500 mL ;
(6)定容时俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高;加蒸馏水时不慎超过了刻度,会导致溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,由于操作导致实验失败,解决的方法是重新配制,故答案为:偏高;偏低;重新配制。
6.按要求回答下列问题
(1)实验室可用K 2Cr 2O 7固体与浓盐酸反应制备氯气,发生反应的化学方程式为K 2Cr 2O 7 +14HCl(浓)=3Cl 2↑+2CrCl 3 +2KCl+7H 2O ,当转移0.6mole -时被氧化的HCl 为_____mol
(2)同温同压下,相同物质的量的SO 2气体和SO 3气体,其分子数之比为_________,密度之比为_________
(3)①向溴化钠溶液中通入适量的氯气,产生的现象是________,反应的化学方程式是_________;
②Cl 2、Br 2、I 2三种单质氧化性强弱的关系是______。
③下列海产品中可以考虑用于工业上大量地提取碘的是________。
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
(4)将相同质量的镁条分别在:①氧气;②空气;③氮气;④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是_____(填序号)。
【答案】0.6mol 1:1 4:5 溶液由无色变为橙色 Cl 2+2NaBr=Br 2+2NaCl Cl 2>Br 2>I 2 ④ ③<②<①<④
【解析】
【分析】
(1)先分析方程式中转移电子与发生氧化反应消耗HCl 的关系,然后计算转移0.6mole -时被氧化的HCl 的物质的量;
(2)根据n=A N N 及m
m M ρV V ==计算; (3)①活动性强的可以把活动性弱的置换出来,根据Br 2的水溶液显橙色分析; ②根据同一主族的元素性质变化规律分析;
③根据海产品的成分分析;
(4)根据题意结合化学反应的方程式,可以使各个产物在镁原子个数相同的情况下来比较质量的大小。
【详解】
(1)在反应K 2Cr 2O 7 +14HCl(浓)=3Cl 2↑+2CrCl 3 +2KCl+7H 2O 中,每转移6mol 电子,会有6molHCl 被氧化产生Cl 2,则当转移0.6mole -时被氧化的HCl 的物质的量为0.6mol ;
(2)根据物质的量与微粒数目关系式n=A
N N 可知:气体的分子数的比等于气体的物质的量的比。
所以同温同压下,相同物质的量的SO 2气体和SO 3气体,其分子数之比为1:1;在同温同压下,气体摩尔体积相同,根据气体的密度定义式m
m M ρV V ==可知:气体的密度与气体的摩尔质量成正比,所以在同温同压下, SO 2气体和SO 3气体的密度比ρ(SO 2):ρ(SO 3)=64g/mol :80g/mol=4:5;
(3)①由于活动性Cl 2>Br 2,所以向溴化钠溶液中通入适量的氯气,会发生反应:
Cl 2+2NaBr=Br 2+2NaCl ,反应后产生的Br 2的水溶液显橙色,因此看到的现象是溶液由无色变为橙色;
②同一主族的元素,从上到下元素的非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,所以Cl 2、Br 2、I 2三种单质氧化性强弱的关系是Cl 2>Br 2>I 2;
③①贝壳主要成分为碳酸钙,①不符合题意;
②紫菜主要成分为蛋白质、维生素,②不符合题意;
③鱼主要成分为蛋白质,③不符合题意;
④海带含有丰富的碘元素,主要以碘化钾的形式存在,④符合题意;
故合理选项是④;
(4)Mg 燃烧的有关反应方程式为:2Mg+O 2 2MgO ; 3Mg+N 2Mg 3N 2;
2Mg+CO2 2MgO+C,可假设镁的物质的量是1mol,比较Mg燃烧后生成的固体增加的质量;1molMg在O2中燃烧质量增加1molO原子的质量16g;在N2中燃烧质量增加
1 3molN2的质量
28
3
g;在空气中燃烧产物既有MgO、也有Mg3N2,所以增加的质量在
28
3
g~16g之间;在CO2中燃烧质量增加1molO和0.5molC原子的质量,16g+6g=22g,可见等质量的Mg在四种情况下质量增加由小到大的顺序是③氮气<②空气<①氧气<④二氧化碳,Mg的质量相等,增加的质量越大,则反应后得到的固体质量越大,所以将相同质量的镁条分别在:①氧气;②空气;③氮气;④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是③<②<①<④。
【点睛】
本题考查了物质成分的判断、物质活动性比较及物质的量在化学方程式计算的应用的知识。
结合元素周期律分析判断物质的活动性及反应现象,对于镁带在不同条件下燃烧产物质量比较,可假设Mg的物质的量都是1mol,根据产生的物质的组成确定增加元素及其质量,增加的质量越多,反应后得到的固体质量就越大,难点是判断镁在空气中的产物质量,学生只要明确空气的成分和发生的反应可判断其质量的范围值,应注意解答的规范化。
7.(1)质量相同的O2、NH3、H2、Cl2四种气体中,在相同温度和相同压强条件下,体积最大的是___。
(2)氯水中含有多种成分。
将紫色石蕊试液滴入氯水中,溶液显红色起作用的成分是
___;过一会儿,溶液颜色逐渐褪去,起作用的成分是___;
(3)鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可选用___。
(填序号)
①NaOH ②Ca(OH)2③BaCl2④K2SO4⑤Ca(NO3)2
(4)火药是中国的“四大发明”之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。
黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑。
①其中被还原的元素是___。
②当反应有3.612×1024个电子转移时被硝酸钾氧化得到的氧化产物在标准状况下的体积
___。
(5)1.2gRSO4中含0.01molR2+,则RSO4的摩尔质量是___,R的相对原子质量是___。
【答案】H2 H+ HClO或ClO-③⑤ N和S 28L 120g/mol 24
【解析】
【分析】
(1)相同质量时,气体的摩尔质量越大,物质的量越小,体积越小;
(2)氯水溶液中存在反应:Cl2+H2O⇌HCl+HClO,是可逆反应,存在电离:H2O⇌H++OH-,HClO⇌H++ClO-,HCl=H++Cl-,所以溶液中存在的微粒有:分子:Cl2、HClO、H2O;离子:
H+、Cl-、ClO-、OH-,能使紫色石蕊试液变红色是酸的性质,次氯酸有漂白性;
(3)NaHCO3不稳定,加热易分解,但加热溶液不分解,都可与碱发生反应,与氢氧化钙溶液反应都可生成沉淀,且都能与酸反应生成气体,以此解答该题;
(4)2KNO3+C+S═K2S+2NO2↑+CO2↑中,C元素的化合价升高,N、S元素的化合价降低,以此来解答;
(5)根据公式n=m
M
来计算M,M在数值上等于元素的相对原子质量,分子的M在数值上
等于其相对分子质量。
【详解】
(1)相同质量时,气体的摩尔质量越大,物质的量越小,体积越小,质量相同的O2、NH3、H2、Cl2四种气体中,H2的摩尔质量最小,所以H2的体积最大;
(2)氯水溶液中存在反应:Cl2+H2O⇌HCl+HClO,是可逆反应,存在电离:H2O⇌H++OH-、HClO⇌H++ClO-,HCl═H++Cl-,所以溶液中存在的微粒有:分子:Cl2、HClO、H2O;离子:H+、Cl-、ClO-、OH-.酸能使紫色石蕊试液变红色,所以使紫色石蕊试液变红色的微粒是
H+;次氯酸有漂白性,所以红色溶液逐渐褪色,起作用的微粒是HClO分子;
(3)①碳酸钠和碳酸氢钠与NaOH混合,均无明显现象,不能鉴别二者,故①错误;
②碳酸钠和碳酸氢钠均与Ca(OH)2反应产生沉淀,故用Ca(OH)2溶液不能鉴别二者,故②错误;
③碳酸钠与BaCl2反应产生碳酸钡沉淀,碳酸氢钠与BaCl2不反应,故BaCl2溶液可以区分两物质,故③正确;
④K2SO4与碳酸钠、碳酸氢钠均不反应,故氯化钙溶液不能鉴别二者,故④错误;
⑤Ca(NO3)2与碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀,碳酸氢钠与Ca(NO3)2不反应,故Ca(NO3)2溶液可以区分两物质,故⑤正确;
故答案为:③⑤;
(4)①N、S元素的化合价降低,被还原,C元素的化合价升高,C为还原剂;
②2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2↑,反应中KNO3得到10个电子,S得到2个电子,当反应有3.612×1024个电子转移时,即转移6mol,则生成1.5molCO2,其中被KNO3氧化得到的二
氧化碳为1.5mol×10
12
=1.25mol,其体积为1.25mol×22.4L/mol=28L;
(5)1.2gRSO4中含0.01molR2+,根据公式n=m
M
,则RSO4的M=
m
M
=
1.2g
0.01mol
=120g/mol,
RSO4的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以RSO4的摩尔质量为120g/mol,R的相对原子质量是120-32-64=24。
8.已知19.2gCu与过量的200mL5mol/L 稀硝酸充分反应,反应方程式如下:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)写出该反应的离子方程式:________;
(2)标准状况下,产生NO气体的体积为:________;转移电子的物质的量为______;反应后NO3-的物质的量浓度为:______。
(忽略反应前后溶液体积的变化)
【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 4.48L 0.6mol 4mol/L
【解析】
【分析】
(1)根据离子方程式的拆写原则,硝酸和硝酸铜拆为离子,结合电荷守恒书写;
(2)先计算19.2g铜的物质的量,再结合反应方程式确定需消耗硝酸的物质的量,由反应可知被还原的硝酸和生成的NO的物质的量,最后根据N元素守恒计算溶液中含有的NO3-的
物质的量,根据c=n
V
计算反应后NO3-的物质的量浓度。
【详解】
(1)Cu与稀硝酸反应方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在该反应中,硝酸和硝酸铜是易溶的强电解质,拆为离子,其余物质仍然用化学式表示,则该反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)19.2g铜的物质的量n(Cu)=19.2g÷64g/mol=0.3mol,由反应可知,0.3molCu消耗
0.8molHNO3,则根据元素化合价升降与电子转移关系可知被还原的硝酸和生成的NO均为0.2mol,则生成NO的体积V(NO)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L;根据反应方程式可知3mol金属Cu反应转移电子的物质的量是6mol,则0.3mol金属铜参加反应转移电子的物质的量为0.6mol,在200mL5mol/L 稀硝酸中含有NO3-的物质的量是n(NO3-)=5mol/L×0.2L=1mol,反应中被还原的硝酸为0.2mol,被还原的硝酸变为NO气体,则溶液中剩余的NO3-的物质的量
n(NO3-)=1mol-0.2mol=0.8mol,则其物质的量浓度是c=
0.8
0.2
n mol
V L
=4mol/L。
【点睛】
本题考查氧化还原反应的知识,明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键,注意反应中化学计量数与转移电子数目的关系解答,试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。
9.(1)0.3mol NH3分子中所含原子数与__________________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol Cl-,该金属元素的相对原子质量为_______。
(3)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72L,质量为12g,此混合物中C和O 原子个数比是_______ 。
【答案】2.408×1023 24 4∶7
【解析】
【分析】
(1)根据N=nN A结合氨气、水分子结合计算;
(2)先根据化合物与氯离子间的关系计算氯化物的物质的量,根据M=m
n
计算其摩尔质量,
摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量,从而确定该金属的原子量;
(3)设CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者总体积、总质量列方程计算解答,然后根据C、O守恒分析。
【详解】
(1) 0.3 mol NH3分子中所含原子数为0.3mol×N A/mol×4=1.2N A,要使H2O分子中所含原子数相等,则H2O分子数目为N(H2O)=1.2N A÷3=0.4N A=2.408×1023个;
(2)某二价金属的氯化物中氯化物的物质的量与氯离子的物质的量之比为1:2,由于Cl-的
物质的量为0.2mol ,则该氯化物的物质的量是0.1mol ,所以该化合物的摩尔质量M=m 9.5g =n 0.1mol
=95g/mol ;当摩尔质量以g/mol 为单位时,在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量为95,金属的相对原子质量+35.5×2=95,所以该金属元素的相对原子质量为24;
(3)设混合气体中CO 和CO 2的物质的量分别为x mol 、y mol ,则: x+y= 6.72L 22.4L/mol
=0.3mol ,28x+44y=12g ,解得x=0.075mol ,y=0.225mol ,则此混合物中含有C 原子与O 原子的物质的量的比为n(C):n(O)=(0.075mol +0.225mol ):(0.075mol
+2×0.225mol )=4:7,根据n=A
N N 可知混合气体中C 、O 原子个数比为4:7。
【点睛】
本题考查物质的量的有关计算,注意对物质的量的有关计算公式的理解,并结合物质的微粒结构进行灵活运用,旨在考查学生对知识的掌握情况。
10.实验实验室配制500mL 0.1mol•L -1的碳酸钠溶液,请回答下列问题.
(1)应用托盘天平称取Na 2CO 3•10H 2O 晶体__________g.
(2)配置碳酸钠溶液时,需要的主要玻璃仪器除烧杯和胶头滴管以外还需要_________、____________.
(3)配置过程中,若遇到以下操作可能造成实验结果偏大,偏小还是不影响? ①容量瓶中原来有少量蒸馏水_____
②定容时,俯视液面_____
③有少量氢氧化钠溶液残留在烧杯中_____
④盖好瓶塞反复摇匀,发现液面低于标线,再加蒸馏水使液面达到刻度处_____
【答案】14.3 玻璃棒 500毫升容量瓶 不影响 偏大 偏小 偏小
【解析】
【详解】
(1)配制500mL 0.1mol/L 的碳酸钠溶液,其中碳酸钠物质的量为
-350010L 0.1mol/L=0.05mol ⨯⨯,则需要称取的质量为Na 2CO 3•10H 2O
0.05mol 286g/mol=14.3g ⨯;
(2)玻璃棒、500mL 容量瓶;
(3)①容量瓶在定容的过程中还需要加蒸馏水,因此原来有少量蒸馏水对实验无影响; ②定容时,俯视液面,液体的实际体积偏小,则浓度偏大;
③有少量溶质残留在烧杯中,则溶质物质的量减小,体积不变时浓度偏小;
④摇匀后液面低于标线是正常现象,再加入蒸馏水会使浓度偏小。
【点睛】
盖好瓶塞反复摇匀,发现液面低于标线属于正常现象。
11.计算:。