2020-2021高考化学物质的量综合题汇编及答案(1)
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2020-2021高考化学物质的量综合题汇编及答案
一、高中化学物质的量练习题(含详细答案解析)
1.氯及其化合物在生产、生活中有着广泛的用途。
Ⅰ.次氯酸钠是最普通的家庭洗涤中的“氯”漂白剂和消毒剂。
已知某试剂瓶上贴有如图所示的标签,完成以下问题:
(1)该“84消毒液”的物质的量浓度约为___mol·L-1。
(2)该同学参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制100mL含NaClO质量分数为37.25%的消毒液。
需要用托盘天平称量NaClO固体的质量为___g。
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”):
①称量时若选择的NaClO固体已在空气中放置时间过久___;
②定容时俯视容量瓶刻度线___。
Ⅱ.ClO2是一种消毒、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室可通过以下反应制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
试回答下列问题:
(1)请用双线桥表示反应中电子转移的情况___。
2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
(2)试比较KClO3和CO2的氧化性强弱:KClO3___CO2(填“>”“<”或“=”)。
(3)消毒时,ClO2还可以将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物,此过程说明ClO2具有___(填“氧化”或“还原”)性。
(4)在标准状况下,当生成11.2LClO2时,转移电子的数目为___。
【答案】6(或6.0) 44.7 偏低偏高
> 氧化
0.5N A
【解析】
【分析】
Ⅰ⑴该“84消毒液”的物质的量浓度1000ρω
c。
=
M
⑵先根据物质的量浓度计算NaClO物质的量和NaClO固体的质量。
⑶①称量时若选择的NaClO 固体已在空气中放置时间过久,则称量44.7g 固体中NaClO 的质量减少;②定容时俯视容量瓶刻度线,溶液体积减小。
Ⅱ⑴KClO 3中Cl 化合价降低,H 2C 2O 4中C 化合价升高。
⑵根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
⑶Fe 2+、Mn 2+等转化成Fe(OH)3和MnO 2等,化合价升高,则ClO 2化合价降低。
⑷生成2mol ClO 2转移2mol 电子,先计算生成11.2LClO 2的物质的量,再计算转移电子物质的量和电子的数目。
【详解】
Ⅰ⑴该“84消毒液”的物质的量浓度
111000ρω1000 1.237.25%=mol L 6mol L M 74.5
c --⨯⨯=⋅≈⋅;故答案为:6(或6.0)。
⑵该同学参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO 固体配制100mL 含NaClO 质量分数为37.25%的消毒液,则需要的NaClO 物质的量为1(aq)n=V =6mol L 0.1L=0.6mol c -⋅⨯,则需
要用托盘天平称量NaClO 固体的质量1m=nM=0.6mol 74.5g mol .7=g 44-⨯⋅;故答案为:0.6;44.7。
⑶①称量时若选择的NaClO 固体已在空气中放置时间过久,则称量44.7g 固体中NaClO 的质量减少,因此物质的量浓度偏低;故答案为:偏低。
②定容时俯视容量瓶刻度线,溶液体积减小,物质的量浓度偏高;故答案为:偏高。
Ⅱ⑴KClO 3中Cl 化合价降低,H 2C 2O 4中C 化合价升高,因此用双线桥表示反应中电子转移的情况;故答案为:。
⑵根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,因此KClO 3氧化性大于CO 2的氧化性,故答案为:>。
⑶消毒时,ClO 2还可以将水中的Fe 2+、Mn 2+等转化成Fe(OH)3和MnO 2等难溶物,Fe 2+、Mn 2+等转化成Fe(OH)3和MnO 2等,化合价升高,则ClO 2化合价降低,因此此过程说明ClO 2具有氧化性;故答案为:氧化。
⑷在标准状况下,生成2mol ClO 2转移2mol 电子,当生成11.2LClO 2即物质的量为1
m V 11.2L n==0.5mol V 22.4L mol -=⋅时,转移电子物质的量为0.5mol ,电子的数目为0.5N A ;故答案为:0.5N A 。
2.在实验室里,用足量的浓盐酸与一定量的高锰酸钾反应(不加热),来制取氯气。
反应:2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O
(1)“双线桥法”标出电子转移情况________ 。
(2)若生成2.24L 标准状况时的氯气,请计算(写出必要的计算过程):
①理论上需要多少克KMnO 4参加反应?________。
②被氧化的HCl 的物质的量为多少?________。
【答案】 6.32g 0.2 mol
【解析】
【分析】
(1)根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移数目分析,标出电子转移情况;
(2)先计算Cl 2的物质的量,然后根据方程式中KMnO 4、HCl 与Cl 2之间的反应转化关系计算。
【详解】
(1)在该反应中,Mn 元素化合价由反应前KMnO 4中的+7价变为反应后MnCl 2中的+2价,化合价降低,得到5个电子,Cl 元素化合价由反应前HCl 中的-1价变为反应后Cl 2中的0价,化合价升高,失去2个电子,电子得失最小公倍数是10,所以KMnO 4、MnCl 2前的系数是2,HCl 前的系数是10,Cl 2前的系数是5,根据原子守恒,KCl 的系数是2,这样反应中有6个Cl 原子未参加氧化还原反应,所有Cl 原子都是由HCl 提供,因此HCl 前的系数为10+6=16,结合H 原子反应前后相等,可知H 2O 的系数是8,用“双线桥”表示电子转移为:
;
(2)在标准状态下, 2.24LCl 2的物质的量n(Cl 2)=m V 2.24L V 22.4L /mol
=0.1mol 。
①根据反应的化学方程式可知:生成0.1molCl 2时,参与反应的KMnO 4的物质的量为0.1mol×25
=0.04mol ,则参与反应的KMnO 4的质量m(KMnO 4)=0.04mol×158g/mol=6.32g ; ②由反应化学方程式可知,HCl 被氧化后生成Cl 2,因此根据Cl 元素守恒可知:被氧化的HCl 的物质的量n(HCl)氧化=0.1mol×2=0.2mol 。
【点睛】
本题考查了氧化还原反应中电子转移的表示方法及有关计算。
氧化还原反应的特征是元素化合价的升降,实质是电子转移,氧化还原反应的特征、实质与反应类型的关系可概括为“升失氧,降得还”。
根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子得失数目可以配平方程式,并可用单线桥法或双线桥法表示。
物质的量应用于化学方程式,使化学计算简单,物
质反应的物质的量的比等于方程式中相应物质的化学计量数的比。
3.I .自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在,为了便于研究和利用,常需对混合物进行分离和提纯。
下列A 、B 、C 、D 是中学常见的混合物分离或提纯的装置。
请根据混合物分离或提纯的原理,回答在下列实验中需要使用哪种装置。
将A 、B 、C 、D 填入适当的空格中。
(1)碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙__________;
(2)氯化钠溶液中分离出氯化钠___________;
(3)分离39%的乙醇溶液___________;
(4)分离溴的氯化钠溶液____________;
Ⅱ.利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空
已知某饱和氯化钠溶液体积为V mL ,溶液密度为d g/cm 3,质量分数为w ,物质的量浓度为c mol/L ,溶液中含NaCl 的质量为m g 。
(1)用m 、V 表示溶液的物质的量浓度是_________
(2)用w 、d 表示溶液的物质的量浓度是_________
(3)用c 、d 表示溶液的质量分数是__________
【答案】B D A C
100058.5m V mol·L -1 100058.5dw mol·L -1 58.51000c d 【解析】
【分析】
I. 根据混合物的性质选择相应的装置进行分离;
Ⅱ. 根据公式n m M =、n c V =、1000=c M ρω进行计算。
【详解】
I. (1)碳酸钙不溶于水,可用过滤的方法从碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙,故答案为:B ;
(2)氯化钠易溶于水,可用蒸发的方法从氯化钠溶液中分离出氯化钠,故答案为:D ;
(3)乙醇和水是互溶的两种液体,可用蒸馏的方法分离乙醇和水,故答案为:A ;
(4)溴易溶于四氯化碳而难溶于水,且四氯化碳与水不互溶,则可以用四氯化碳萃取氯化钠溶液中的溴单质,再分液,故答案为:C ;
Ⅱ. (1)NaCl 的物质的量为g ==mol 58.5g/mol 58.5
m m m n M =,则NaCl 溶液的物质的量浓度是-1-3mol 100058.5==mol L 10L 58.5m m c V V
⋅⨯,故答案为:100058.5m V mol·L -1;
(2)根据公式1000=c M ρω可知,该溶液的物质的量浓度是-11000=mol L 58.5dw c ⋅,故答案为:100058.5
dw mol·L -1; (3)由1000=
c M ρω可知,=1000cM ωρ,则该溶液的质量分数是58.51000c
d ,故答案为:58.51000c d。
【点睛】
该公式1000=
c M
ρω中,涉及溶液的密度,质量分数,物质的量浓度,密度的单位为g/cm 3,是同学们的易忘点。
4.完成下列填空:
(1)已知反应:Fe 2O 3+2Al
Al 2O 3+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2KMnO 4+16HCl(浓)=2MnCl 2+2KCl +5Cl 2↑+8H 2O 中:
①反应中被氧化的元素是__,被还原的元素是___。
②若生成71gCl 2,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 Fe 2O 3 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;Fe 2O 3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71gCl 2,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5molCl 2,6molHCl 价态没变,生成了盐,体现了其酸性的性质。
5.为了将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来,国际上采用了“物质的量”这一物理量,据此完成下列试题:
(1)等质量的O 2和O 3所含分子的物质的量之比为___。
(2)等温等压下,等体积的O 2和O 3所含分子个数比为___,质量比为___。
(3)设N A 为阿伏加德罗常数的值,如果ag 氧气中含有的分子数为b ,则cg 氧气在标准状况下的体积约是___(用含a 、b 、c 、N A 的式子表示)。
(4)实验室需要配制100mL1mol /L 的NaOH 溶液,进行如下操作:
①配制该溶液所需主要仪器除了托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管,还需要的玻璃仪器___。
②计算需要NaOH 固体的质量:___g 。
③取出50 mL 配制好的溶液,此溶液中NaOH 的物质的量浓度为___。
④若出现如下情况,导致所配溶液浓度偏高的是___。
A .称量时砝码已经生锈
B .定容时仰视
C .溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作
D .定容摇匀后,液面低于容量瓶颈上的刻度线
【答案】3:2 1:1 2:3 A
22.4bc a N ⋅L 100mL 容量瓶 4.0 1mol /L A 【解析】
【详解】
(1)根据n m M
=可知,等质量的O 2和O 3的物质的量之比为2311(O ):(O ):3:23248
==n n ,所含分子的物质的量之比为3:2。
(2)根据阿伏加德罗定律,PV =nRT (R 为常数),在等温等压下,等体积的任一气体所含分子的物质的量相同,由N =nN A (N A 为常数)可知,分子个数比为1:1;由m =nM 可知,O 2和O 3的质量比为2:3。
(3)设N A 为阿伏加德罗常数的值,如果ag 氧气中含有的分子数为b ,则ag 氧气的物质的量A A N b n N N ==,摩尔质量1
A A
m ag aN M g mol b n b mol N -===g ,即当氧气为cg ,物质的量1A A m cg bc n mol aN M aN g mol b
-===g ,在标准状况下的体积22.4m A bc V nV aN == L 。
(4)①实验室需要配制100mL1mol /L 的NaOH 溶液,则配制该溶液所需主要仪器为托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管和100mL 容量瓶 。
②需要NaOH 固体的质量111001404--===⨯⨯=g g m nM cVM mL mol L g mol g 。
③溶液具有均一性,物质的量浓度不随着溶液的体积发生改变,浓度仍然为1mol /L 。
④A .称量时砝码已经生锈,实际砝码质量增大,称得的氢氧化钠质量增大,浓度偏高; B .定容时仰视,实际加水量偏高,溶液浓度偏低;
C .溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作,剩余部分溶质残留,导致容量瓶内部溶质减小,溶液物质的量浓度偏低;
D .定容摇匀后,溶液物质的量浓度固定,液面低于容量瓶颈上的刻度线对结果无影响。
答案为A 。
【点睛】 根据n c V
=可得,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V 引起的。
误差分析时,关键要看配制过程中引起n和V 怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时,若n 比理论值小,或V 比理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;若n 比理论值大,或V 比理论值小时,都会使所配溶液浓度偏大。
需要具体问题具体分析。
6.填写下列表格
【答案】0.5N A 0.5 28 11.2 4.9 0.05 98 0.5N A 9 18 0.1N A 7.1 0.1 7.1
【解析】
【分析】
摩尔质量在以为g ·mol -1单位时,数值上等于相对分子质量,以n=
A N N 、n=m M 、n=m V V 这几个公式为基础,按试题中的要求,进行计算。
【详解】
(1)N 2的摩尔质量在以为g ·mol -1单位时,数值上等于相对分子质量,所以N 2的摩尔质量是28 g ·mol -1,当N 2的质量为14g 时,n(N 2)= 1
1428.g g mol -=0.5mol ,N 2的分子数N(N 2)= 0.5 N A ,标况下N 2的体积为:0.5mol ⨯22.4L ·mol -1=11.2L ;
(2)H 2SO 4的分子数是3.01×1022,H 2SO 4的物质的量:n(H 2SO 4)= 22233.01106.0210
⨯⨯=0.05 mol ,
H 2SO 4的摩尔质量是98 g ·mol -1,质量:m(H 2SO 4)= 0.05 mol ×98 g ·mol -1=4.9g ; (3)H 2O 的物质的量是0.5 mol ,水的摩尔质量:M(H 2O )=18 g ·mol -1,水分子的个数N(H 2O )= 0.5 N A ,水分子的质量是:m(H 2O )= 0.5 mol ×18 g ·mol -1=9g ;
(4)Cl 2标况下的体积试剂2.24L ,Cl 2的物质的量:n(Cl 2)= 12.24
22.4L L mol -g =0.1mol ,Cl 2的分子数是:N(N 2)=0.1 N A ,Cl 2的摩尔质量是71 g ·mol -1,Cl 2的质量:m(Cl 2)= 0.1mol ⨯71 g ·mol -1=7.1g ;
【点睛】
考生熟练掌握n=A N N 、n=m M
、n=m V V ,这几个公式之间的换算;
7.现有含有少量NaCl 、 Na 2SO 4、Na 2CO 3等杂质的NaNO 3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO 3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NaNO 3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HNO 3溶液,但是在实验室中只发现一瓶8 mol•L -1的HNO 3溶液,该小组用8mol•L -1的HNO 3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HNO 3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HNO 3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HNO 3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】BaSO 4 BaCO 3 过滤 Na 2CO 3 HNO 3 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(NO 3)2,生成BaSO 4、BaCO 3沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO 3,使Cl -全部转化为AgCl 沉淀,在所得滤液中加入过量的Na 2CO 3,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。
8.已知:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,将0.1moKMnO4固体加热一段时间后,收集到amolO2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmolCl2,此时Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中(注:KMnO4和K2MnO4以及MnO2都能与浓盐酸反应并生成Mn2+)。
(1)2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中的还原产物是_____(填化学式),反应中若产生0.3mol的气体则有________mol的电子转移。
(2)a+b的最大值为________,a+b最小值为________。
【答案】MnCl2 0.6 0.25 0.2
【解析】
【分析】
(1)元素化合价降低发生还原反应得到还原产物;根据Cl元素化合价变化计算转移电子;
(2)KMnO4固体,加热一段时间后,收集到amol氧气,在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,继续加热,收集到气体bmol氯气,根据电子转移守恒,整个过程中,Mn元素得到电子数等于O元素、Cl元素失去的电子,则有:0.1×(7-2)=4a+2b,整理得a+b=0.25-a,
当高氯酸钾没有分解时,(a+b)达最大值,当高锰酸钾完全分解生成氧气时,生成氧气最多,生成氯气最少,根据方程式计算氧气最大值,进而确定(a+b)的最小值。
【详解】
(1)反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价,化合价降低,得到电子,被还原,所以MnCl2是还原产物;产生0.3mol的氯气时,转移电子为n(e-)=0.3mol×2×[0-(-1)]=0.6mol;
(2)KMnO4固体加热一段时间后,收集到amol氧气,在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,继续加热,收集到bmol氯气,根据电子转移守恒,整个过程中,Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素失去的电子,则有:0.1×(7-2)=4a+2b,整理可得a+b=0.25-a,当高氯酸钾没有分解时,(a+b)达最大值,此时a=0,则(a+b)的最大值=0.25;当高锰酸钾完全分解生成氧气时,生成氧气最多,生成氯气最少,由2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,可知生
成氧气最大的物质的量为0.1mol×1
2
=0.05mol,则a+b≥0.25-0.05=0.2,故(a+b)的最小值为
0.2。
【点睛】
本题考查混合物计算、氧化还原反应计算,充分利用整个过程中的电子转移守恒是解答本题的关键。
掌握元素化合价升降总数与反应过程中电子转移的关系及与物质的性质与作用的关系是解答的基础,学会将关系式进行变形,并用用极值方法分析判断。
9.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。
10.Ⅰ.为了制备氯气,某同学查阅资料发现实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气,反应的化学方程式为:MnO 2+4HCl (浓)MnCl 2+Cl 2↑+ 2H 2O 。
(1)用“双线桥法”标明反应中电子转移的方向和数目_________。
(2)该反应中,氧化剂和还原剂物质的量之比是_________。
(3)草酸能使酸性KMnO 4溶液褪色,配平下面的化学方程式:_____KMnO 4+H 2SO 4+H 2C 2O 4 = MnSO 4+K 2SO 4 +CO 2↑+H 2O 。
Ⅱ.盐酸广泛应用在稀有金属的湿法冶金、漂染工业、金属加工、无机药品及有机药物的生产等领域中。
HCl 极易溶于水,工业上用HCl 气体溶于水的方法制取盐酸。
(1)用密度为1.2 g/mL,质量分数为36.5%的浓盐酸配制250mL 3mol/L的稀盐酸,需要用量筒量取浓盐酸的体积为________mL。
(2)实验过程中,下列操作会导致最终所配溶液浓度偏高的是____________。
A.量取浓盐酸时俯视刻度线 B.实验前,容量瓶中有少量残留蒸馏水
C.定容时俯视刻度线 D.转移时,未洗涤烧杯和玻璃棒
【答案】 1:2 2 3 5 2 1 10 8
62.5 C
【解析】
【分析】
Ⅰ.(1)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+ 2H2O中,Mn元素化合价由+4价降低到+2价,Cl元素化合价由-1价升高为0价,根据化合价的变化可知电子的转移方向和数目;
(2)该反应中,Cl元素部分化合价由-1价升高为0价,HCl既是还原剂,还有酸性作用;
(3)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式;
Ⅱ.(1)根据c=1000ρω
M
计算出需要浓盐酸的浓度,依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不
变计算需要浓盐酸体积;
(2)分析操作对物质的量和溶液体积的影响,依据c=n
V
进行误差分析。
【详解】
Ⅰ.(1)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+ 2H2O中,Mn元素化合价由+4价降低到+2价,Cl元素化合价由-1价升高,该反应的电子转移方向和数目可表示为
;
(2)反应中MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,且HCl部分起酸性作用,根据氧化产物Cl2的量可知氧化剂和还原剂物质的量之比是1:2;
(3)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价,其转移电子总数为10,根据转移电子守恒知,KMnO4的计量数是2、H2C2O4的计量数是5,再根据原子守恒得方程式为2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4 =2 MnSO4+1K2SO4 +10CO2↑+8H2O;Ⅱ.(1)质量分数为36.5%、密度为1.2g/cm3的浓盐酸,物质的量浓度
c=1000 1.236.5%
36.5
⨯⨯
=12mol/L,设需要浓盐酸体积为V,则依据溶液稀释规律得:
250mL×3mol/L=12mol/L×V,解得V=62.5mL;
(2)A.量取浓盐酸时俯视刻度线,则浓盐酸的体积偏低,导致所配溶液浓度偏低,故A错误;
B.容量瓶中有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度无影响,故B错误;
C.定容时俯视,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故C正确;
D.转移时,未洗涤烧杯和玻璃棒,容量瓶内溶质减小,导致所配溶液浓度偏低,故D错误;
故答案为C。
11.我国某些地区曾出现过高致病性禽流感,为防止疫情蔓延,必须迅速进行隔离,并对受禽流感病毒污染的禽舍、工具等进行消毒。
资料显示:禽流感病毒在高温、碱性环境(如氢氧化钠溶液)、高锰酸钾或次氯酸钠等消毒剂中生存能力较差。
请回答下列问题:
(1)次氯酸钠(NaClO)属于__________(填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”),其中氯元素的化合价为________价。
(2)用加热高锰酸钾熏蒸消毒禽舍,写出所发生反应的化学方程式:________________。
(3)以下对受污染工具的消毒方法可行的是_________________(填字母代号)。
a.用NaClO溶液浸泡
b.用NaOH溶液浸泡
c.用水冲洗即可
(4)配制用的0.5L 0.2mol.L-1的NaCl溶液,需用天平称取固体NaCl________。
若在实验室中配制此溶液,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管 ____________________、量筒和玻璃棒。
【答案】盐 +1 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ a、b 5.9 g 500mL容量瓶、烧杯【解析】
【分析】
(1)化合物各元素化合价代数和为0;
(2)高锰酸钾分解能生成锰酸钾、二氧化锰和氧气;
(3)次氯酸钠和氢氧化钠溶液都具有消毒的作用;
(4)根据配制一定物质的量浓度溶液所需要仪器分析。
【详解】
(1)次氯酸钠由钠离子和次氯酸根离子组成,属于盐类物质。
设氯元素的化合价为x,则有(+1)+x+(-2)=0,解得x=+1,故填:盐,+1;
(2)高锰酸钾分解能生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故填:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑;
(3)由题意可知:禽流感病毒在高温、碱性环境如氢氧化钠溶液、高锰酸钾或次氯酸钠等消毒剂中生存能力较差,所以对于被污染的工具可以在氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液中消毒,用水冲洗不能起到消毒的作用,故填:ab;
(4)配制0.5L 0.2mol.L-1的NaCl溶液,需用固体NaCl:0.5L×0.2mol/L×58.5g/mol=5.9g,配制溶液需要的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯和500mL容量瓶等,故填:
5.9g;500mL容量瓶、烧杯。
12.(1)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共28L,质量为51g。
其中CO2的质量为
_____g,混合气体中CO的物质的量分数为____。
混合气体的平均摩尔质量为_______。
(2)同温同压下,同质量的NH3和H2S气体体积比为______,原子个数之比为______,密
度之比为________。
(3)在120℃时分别进行如下四个反应(除S外其它物质均为气体):
A.2H2S+O2=2H2O+2S↓ B.2H2S+3O2=2H2O+2SO2
C.C2H4+3O2=2H2O+2CO2 D.C4H8+6O2=4H2O+4CO2
若反应在压强恒定、容积可变的容器内进行,反应前后气体密度(d)和气体体积(V)分别符合关系式d前>d后和V前<V后的是___________;符合d前>d后和V前>V后的是
___________(填写反应的代号)。
【答案】44 20% 40.8g/mol 2:1 8:3 1:2 D A
【解析】
【详解】
(1)假设一氧化碳的物质的量为x mol,二氧化碳的物质的量为y mol,则有
x+y=
28
22.4
=1.25, 28x+44y=51,解x=0.25,y=1,则二氧化碳的质量为44g,一氧化碳的物
质的量分数为0.25
1.25
=20%,混合气体的平均摩尔质量为
51
1.25
=40.8g/mol;
(2) 同温同压下,同质量的NH3和H2S气体体积比等于摩尔质量的反比,即为34:17=2:1,原子个数之比等于(2×4):(1×3)=8:3,密度比等于摩尔质量之比,即为17:34=1:2;
(3) 若反应在压强恒定、容积可变的容器内进行,四个反应的气体体积取决于气体的物质的量的变化,A中体积变小,由于产生固体硫,所以气体密度减小;B中气体体积变小,密度变大;C中气体体积不变,密度不变;D中气体体积变大,密度变小;故符合题意的为D和A。
13.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”,能延长鲜花的寿命。
下表是500mL“鲜花保鲜剂”中含有的成分,阅读后回答下列问题:
(1)下列“鲜花保鲜剂”的成分中,属于非电解质的是__________________。
A.蔗糖 B.硫酸钾 C.高锰酸钾 D.硝酸银
(2)配制上述1L上述“鲜花保鲜剂”所需的仪器有:量筒、玻璃棒、药匙、烧杯、托盘天平、__________________、__________________(在横线上填写所缺仪器的名称),需要高锰酸钾___________mol。