2020-2021高考化学备考之物质的量压轴突破训练∶培优篇附详细答案(1)
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2020-2021高考化学备考之物质的量压轴突破训练∶培优篇附详细答案(1)
一、高中化学物质的量
1.将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。
(1)写出Al与NaOH溶液反应的化学方程式___________________;
(2)镁和铝的总质量为________g;
(3)b点溶液中的溶质为__________,硫酸的物质的量浓度为___________mol/L;
(4)生成的氢气在标准状况下的体积为__________L;
(5)c点溶液中通入足量的CO2的反应化学方程式为___________。
【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 9 Na2SO4 2.5 10.08
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
【解析】
【分析】
由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余,溶液的溶质为H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3,此时发生的反应为:
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此过程中Mg2+、Al3+与OH-反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液溶质为Na2SO4;从200mL到240mL,NaOH溶解固体Al(OH)3,发生反应:OH-+ Al(OH)3=AlO2-+2H2O,据此分析解答。
【详解】
(1)Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2,反应的化学方程式为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(2)根据图象可知Mg(OH)2和Al(OH)3的物质的量之和为0.35mol,从200mL到240 mL,NaOH溶解Al(OH)3,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为
Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,Al(OH)3的物质的量为0.35mol-0.15mol=0.2mol,由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.20mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,所以镁和铝的总质量为m(Al)+m(Mg)=0.20mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g;
(3)沉淀量最大时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mLNaOH溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍,所以n(Na2SO4)=0.5×5
mol/L×0.2L =0.5mol,所以H2SO4的物质的量浓度c(H2SO4)=0.5
0.2L
mol
=2.5mol/L;
(4)根据以上分析,n(Al)=0.2mol,n(Mg)=0.15mol,由于Al是+3价金属,Mg是+2价的金属,所以金属失去电子的物质的量n(e-)=3n(Al)+2n(Mg)=0.2mol×3+ 0.15
mol×2=0.9mol,根据反应过程中得失电子守恒,可知反应产生氢气的物质的量
n(H2)=1
2
n(e-)=0.45mol,则在标准状况下的体积V(H2)=0.45mol×22.4L/mol=10.08
L;
(5)在b点时溶液中溶质为Na2SO4,沉淀量为Mg(OH)2和Al(OH)3,在b→c过程中发生反应:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,至c点,该反应恰好反应完全,故c点溶液的溶质为Na2SO4、NaAlO2,由于酸性:H2CO3>Al(OH)3,所以c点溶液中通入足量的CO2,NaAlO2、CO2、H2O反应产生Al(OH)3和NaHCO3,反应的化学方程式为
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3。
【点睛】
本题考查物质的量在镁、铝的重要化合物的计算的应用,把握图象各阶段的物质的量的关系及各阶段的化学反应为解答的关键,注意反应的先后顺序及利用守恒关系计算,侧重考查学生的分析与计算能力。
2.按要求完成下列填空
I.(1)给定条件下的下列四种物质:
a.10g氖气
b.含有40mol电子的NH3
c.标准状况下8.96LCO2
d.标准状况下112g液态水
则上述物质中所含分子数目由多到少的顺序是________________(填序号)。
(2)标准状况下,0.51g某气体的体积为672mL,则该气体摩尔质量为______。
(3)将100mL H2SO4和HCl的混合溶液分成两等份,一份中加入含0.2molNaOH溶液时恰好中和完全,向另一份中加入含0.05molBaCl2溶液时恰好沉淀完全,则原溶液中c(Cl
-)=____ mol/L。
II.现有以下物质:①铝;②二氧化硅;③液氯;④NaOH溶液;⑤液态HCl;⑥NaHCO3晶体;⑦蔗糖;⑧熔融Na2O;⑨Na2O2固体;⑩CO2。
回答下列问题(用相应物质的序号填写):
(1)其中可以导电的有__________。
(2)属于电解质的有_______,非电解质有__________。
(3)写出向⑨与⑩反应的化学方程式___________。
(4)写出①与④的离子方程式_____________。
(5)写出⑤的水溶液与⑥的水溶液反应的离子方程式___________________ 。
(6)写出②与④反应的离子方程式_______________________________ 。
【答案】d>b>a>c 17g/mol 2 ①④⑧⑤⑥⑧⑨②⑦⑩ 2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2 2Al + 2H2O + 2OH- = 2AlO2- + 3H2 H+ + HCO3- = H2O + CO2 SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O
【解析】
【分析】
I.利用n=m
M
=
A
N
N=
m
V
V计算。
II.①铝能导电,既不是电解质,也不是非电解质;
②二氧化硅不能导电,为非电解质;
③液氯不能导电,既不是电解质,也不是非电解质;
④NaOH溶液能导电,为混合物,既不是电解质,也不是非电解质;
⑤液态HCl不能导电,为电解质;
⑥NaHCO3晶体不能导电,为电解质;
⑦蔗糖不能导电,为非电解质;
⑧熔融Na2O能导电,为电解质;
⑨Na2O2固体不能导电,为电解质;
⑩CO2不能导电,为非电解质。
【详解】
I(1)a.10g氖气的物质的量=10
20
=0.5mol,Ne为单原子分子,即分子数为0.5mol;
b.NH3中含有10个电子,则含有40mol电子的NH3的物质的量为4mol;
c.标准状况下8.96LCO2的物质的量=8.96
22.4
=0.4mol;
d.标准状况下112g液态水的物质的量=112
18
=6.22mol;
综上所述,分子数目由多到少的顺序为d>b>a>c;
(2)标准状况下,某气体的体积为672mL,物质的量为0.672L÷22.4L/mol=0.03mol,则
M=m
n
=
0.51
0.03
=17g/mol;
(3)0.05molBaCl2与硫酸根离子生成0.05mol硫酸钡,则原溶液中含有0.1mol硫酸;0.05mol 硫酸消耗0.1mol的NaOH,剩余的0.1molNaOH为盐酸消耗,则原溶液中含0.2mol盐酸,c(Cl-)=0.2÷0.1=2mol/L;
II(1)分析可知,能导电的为①④⑧;
(2)属于电解质的为⑤⑥⑧⑨;属于非电解质的为②⑦⑩;
(3)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式为2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2;
(4)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-
+3H2↑;
(5)盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,离子方程式为H++HCO3-=H2O+CO2↑;
(6)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。
3.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。
4.按要求完成下列填空。
(1)在等体积的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中,分别加入等量的AgNO3溶液,恰好都完全反应,则以上三种溶液的物质的量浓度之比为______。
(2)将3.22 g芒硝(Na2SO4·10H2O)溶于水中,要使每100个水分子中溶有1个Na+,则需水的质量为________g。
(3)在干燥烧瓶中用向下排空气法收集氨气,由于空气不可能排净,所以瓶内气体对氢气的相对密度为9.5,将此瓶气体倒置于水槽中,烧瓶内液面上升的体积占烧瓶总体积的
_______。
(4)100 mL 0.3 mol/L Na2SO4(密度为d1 g/cm3)和50 mL 0.2 mol/L Al2(SO4)3(密度为d2 g/cm3)混合,所得密度为d3 g/cm3的混合溶液中SO42−的浓度为___________。
(用含d1,d2, d3的式子表示)
(5)已知两种碱AOH和BOH的摩尔质量之比为5:7,现将7 mol AOH与5 mol BOH混合后,从中取出5.6 g,恰好可以中和100ml浓度为1.2 mol/L的盐酸,则AOH的摩尔质量为_____。
【答案】6:3:2 34.2 5
6
(或83.3%) 3
12
6d
10 d+5 d 40g/mol
【解析】
【分析】
(1)分别加入等量的AgNO 3溶液恰好都完全反应可知,溶液中Cl ﹣的物质的量相等;
(2)每100个水分子中溶有1个钠离子说明水和钠离子的物质的量比为100:1; (3)将盛有氨气的烧瓶气体倒置于水槽中,溶液上升体积等于氨气的体积;
(4)溶质物质的量和质量、溶液的质量具有加合性,溶液的体积不具有加合性;
(5)由混合碱5.6 g 恰好可以中和100mL 浓度为1.2 mol/L 的盐酸可知,混合碱的物质的量与盐酸的物质的量相等。
【详解】
(1)设NaC1、MgCl 2、A1Cl 3的物质的量分别为x 、y 、z ,由分别加入等量的AgNO 3溶液恰好都完全反应可知,溶液中Cl ﹣
的物质的量相等,则有x=2y=3z ,解得x :y :z=6:3:2,因溶液的体积相同,由物质的量之比等于浓度之比可得浓度之比为6:3:2,故答案为:6:3:2;
(2)3.22g 芒硝的物质的量为 3.22322/g g mol =1mol ,溶液中n (Na +)=2n (Na 2SO 4•10H 2O )=0.01mol ×2=0.02mol ,每100个水分子中溶有1个钠离子,所以n (H 2O )=100n (Na +)=2mol ,0.01molNa 2SO 4•10H 2O 中含有水的物质的量为0.01mol ×10=0.1mol ,需要的水的物质的量为2mol-0.1mol=1.9mol ,则需要水的质量为1.9mol ×18g/mol=34.2g ,故答案为:34.2;
(3)由瓶内气体对氢气的相对密度为9.5可知,混合气体的平均摩尔质量为
2g/mol ×9.5=19g/mol ,设氨气的体积分数为x ,则空气的体积分数为(1-x ),故17x+29(1-x )=19,解得x=56
,溶液上升体积等于氨气的体积,故烧瓶内液面上升的体积占烧瓶总体积的5
6,故答案为:56; (4)100mL0.3mol/LNa 2SO 4溶液中SO 42-的物质的量为0.1L ×0.3mol/L=0.03moL , 50mL0.2mol/LAl 2(SO 4)3溶液中SO 42-的物质的量为0.05L ×0.2moL/L ×3=0.03mol ,混合后的总SO 42-的物质的量为0.03moL+0.03moL=0.06mol ,混合溶液的体积为
12310050d d d +×10—3L ,
则混合溶液中SO 42−的浓度为1005031230.0610d d d mol
L +-⨯=3126d 10 d +5 d mol/L ,故答案为:312
6d 10 d +5 d ; (5)由混合碱5.6 g 恰好可以中和100mL 浓度为1.2 mol/L 的盐酸可知,混合碱的物质的量与盐酸的物质的量相等,盐酸的物质的量为1.2 mol/L ×0.1L=0.12mol ,设5.6 g 混合碱中AOH 的物质的量为7a ,则BOH 的物质的量为5a ,由混合碱的物质的量与盐酸的物质的量相等可得7a+5a=0.12mol ,解得a=0.01mol ,设AOH 的摩尔质量为5b ,则BOH 的摩尔质量为7b ,由混合碱的质量为5.6g 可得:0.07mol ×5b+0.05mol ×7b=5.6,解得b=8,则AOH 的摩尔质量为40g/mol ,故答案为:40g/mol 。
【点睛】
溶质物质的量和质量、溶液的质量具有加合性,溶液的体积不具有加合性是解答混合溶液的解答关键,也是易错点;由混合碱5.6 g 恰好可以中和100ml 浓度为1.2 mol/L 的盐酸确定混合碱的物质的量与盐酸的物质的量相等是计算难点。
5.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。
6.PbO2是一种棕黑色粉末,难溶于水,可用作强氧化剂和电极制造等。
实验室由Ca(ClO)2溶液氧化碱性Pb(OH)2法制备PbO2的步骤如下:
2Pb(CH3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO2↓+4CH3COONa+CaCl2+2H2O
(1)“氧化”过程中,反应液的pH____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)“硝酸洗”时,被溶解的含铅杂质可能是____________(填化学式)。
(3)产品定性检验:向Mn(NO 3)2的HNO 3溶液中加入少量产品,搅拌并水浴微热,溶液变紫色,说明含有PbO 2。
该反应的离子方程式为____(PbO 2被还原为Pb 2+)。
(4)为测定产品(只含PbO 2和PbO )中PbO 2、PbO 的物质的量之比,称取产品0.5194g , 加入 20.00 mL 0.2500 mol·L -1H 2C 2O 4溶液(PbO 2还原为Pb 2+)搅拌使其充分反
应,然后用氨水中和,过滤、洗涤除去PbC 2O 4,滤液酸化后用0.0400 mol·
L -1KMnO 4标准溶液滴定至终点(MnO 4
还原为Mn 2+,H 2C 2O 4被氧化为CO 2),消耗标准溶液10.00 mL 。
计算产品中n(PbO 2) 与n(PbO) 物质的量之比(写出计算过程)____________。
【答案】变小 Pb(OH)2 2Mn 2++5PbO 2+4H +=2MnO 4-+5Pb 2++2H 2O 9:2
【解析】
【分析】
根据流程可知,醋酸铅与Ca(ClO)2在碱性环境下,发生氧化还原反应,生成PbO 2固体和醋酸钠溶液,过滤后得到二氧化铅,由于氢氧化钠与醋酸铅也可反应生成氢氧化铅,因此二氧化铅中含有杂质氢氧化铅,硝酸洗、水洗、干燥得到产品,据此进行分析。
【详解】
(1)根据2Pb(CH 3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO 2↓+4CH 3COONa+CaCl 2+2H 2O 反应可知,反应过程中不断消耗碱,碱性减弱,“氧化”过程中,反应液的pH 变小;
故答案是:变小;
(2)醋酸铅也可和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铅沉淀;“氧化”制得的PbO 2可能含有的含铅杂质化学式是Pb(OH)2;所以“硝酸洗”时,被溶解的含铅杂质可能是Pb(OH)2; 答案是:Pb(OH)2;
(3)根据题给信息可知,反应后的紫色溶液为MnO 4-,因此Mn(NO 3)2的HNO 3溶液与PbO 2反应的离子方程式为:2Mn 2++5PbO 2+4H +=2MnO 4-+5Pb 2++2H 2O ;
故答案是:2Mn 2++5PbO 2+4H +=2MnO 4-+5Pb 2++2H 2O ;
(4)上述过程发生的反应有:6H ++2MnO 4-+5H 2C 2O 4=10CO 2↑+2Mn 2++8H 2O ;PbO 2+2 H 2C 2O 4=PbC 2O 4+2CO 2+2H 2O ;PbO+ H 2C 2O 4=PbC 2O 4+H 2O ;根据反应关系可知,与高锰酸钾溶液反应的n (H 2C 2O 4)=2.5×0.04×10×10-3=1×10-3mol ;与PbO 2、PbO 反应的n (H 2C 2O 4)=0.25×20×10-3-1×10-3=4×10-3mol ;2n (PbO 2)+n (PbO )=4×10-3mol ;239g/mol×n (PbO 2)+223 g/mol×n (PbO )=0.5194g ,n (PbO 2)=1.8×10-3mol ;n (PbO )=4×10-4mol ;所以产品中n(PbO 2) 与n(PbO) 物质的量之比1.8×10-3mol :4×10-4mol=9:2;
故答案是:9:2。
7.(1)写出离子方程式:向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO 4溶液至Ba 2+刚好沉淀完全________;
(2)标况下,将224L 氯化氢气体溶于V 升水中,所得溶液密度为dg/mL ,则此溶液中溶质的物质的量浓度为________mol/L
(3)使物质的量浓度之比为1:2:3的氯化钠、氯化镁、氯化铝溶液中的Cl -恰好完全沉淀时,若所用相同物质的量浓度的硝酸银溶液的体积比为3:2:3,则上述三种溶液的体积之比是__________;
(4)5.00g CuSO 4·
5H 2O 样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图
所示,则200℃时所得固体物质的化学式为______________;
(5)已知氧化性:Cl 2>Fe 3+>I 2,写出FeI 2和Cl 2按物质的量之比为7:8反应的总离子方程式_____
【答案】Ba 2++OH -+H ++SO 42- = BaSO 4↓+ H 2O 10000d/(365+1000V) mol·
L -1 18:3:2 CuSO 4·H 2O 2Fe 2++14I -+8Cl 2 =2Fe 3++7I 2+16Cl -
【解析】
【分析】
根据物质的性质书写离子方程式;根据气体摩尔体积及物质的量间的关系计算物质的量浓度;根据图象信息结晶水的质量并计算书写化学式;根据电子转移守恒配平书写离子方程式。
【详解】
(1)沉淀刚好完全时,表示硫酸氢钠用量最少,与Ba 2+刚好完全反应,发生的化学方程
式为:Ba(OH)2+NaHSO 4=BaSO 4↓+NaOH+H 2O ,转化为离子方程式则为:Ba 2++OH -+H ++SO 42-= BaSO 4↓+ H 2O ;
(2)由题,n(HCl)=V(HCl)/V m =224L÷22.4L/mol=10mol ,m 总
=m(HCl)+m(H 2O)=n(HCl)×M(HCl)+V(H 2O)×ρ(H 2O)=10×36.5+V×103×1=(365+1000V)g ,
365+1m V ==mL ρd
000V 总总总,c(HCl)=-1-1
-3
n(HCl)1010000d =mol L =mol L 365+1000V V 365+1000V ×10d
⋅⋅总 ,故答案为:-110000d mol L 365+1000V
⋅; (3)由题可以写出氯化钠、氯化镁、氯化铝与硝酸银反应的化学方程式:
NaCl+AgNO 3=AgCl↓+NaNO 3,MgCl 2+2AgNO 3=2AgCl↓+Mg(NO 3)2,
AlCl 3+3AgNO 3=3AgCl↓+Al(NO 3)3,若假设硝酸银物质的量浓度为1mol/L ,氯化钠、氯化镁、氯化铝与硝酸银反应消耗硝酸银体积分别为3L 、2L 、3L ,则氯化钠、氯化镁、氯化铝与硝酸银反应消耗硝酸银物质的量为3mol 、2mol 、3mol ,将三者消耗硝酸银物质的量代入方程式,可以得出氯化钠、氯化镁、氯化铝的物质的量分别为3mol 、1mol 、1mol ,因为三者物质的量浓度之比为1:2:3,可列出等式为:三种溶液的体积之比3/1:1/2:1/3,化简可以得到:三种溶液的体积之比18:3:2,故答案为:18:3:2。
(4)由图可以得知,200℃时,五水合硫酸铜并未脱水完全,分子中还有一定量的水存在,
5.00g 五水合硫酸铜,物质的量为5g÷250g/mol=0.02mol ,所以n(CuSO 4)=0.02mol ,n(H 2O)=0.1mol ,200℃时,固体质量为3.56g ,所以含有水分质量为0.36g ,
n(H 2O)=m/M=0.36g÷18g/mol=0.02mol ,可以得出固体化学式为:CuSO 4∙H 2O ,故答案为:CuSO 4∙H 2O 。
(5)由题,根据氧化还原反应得失电子数的规律,可以写出方程式为:
7FeI 2+8Cl 2=2FeCl 3+7I 2+5FeCl 2,转化为离子方程式可得出:2Fe 2++14I -+8Cl 2 =2Fe 3++7I 2+16Cl -,故答案为:2Fe 2++14I -+8Cl 2 =2Fe 3++7I 2+16Cl -。
8.Ba(OH)2是一种强碱,可用于测定天然气中CO 2的含量。
(1)请写出足量氢氧化钡溶液吸收CO 2气体的离子方程式:__________。
(2)某课外小组通过以下实验操作测定Ba(OH)2·
nH 2O 中n 的值。
①称取5.25g 试样(含有杂质)配成100mL 溶液。
配置溶液中用到的仪器有天平、__________、__________、__________和胶头滴管。
若配制过程中定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量蒸馏水,则所得溶液的浓度将__________(填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
②用30.00mL 1mol·
L -1盐酸与上述Ba(OH)2溶液反应,消耗该Ba(OH)2溶液100.00mL (杂质不与酸反应),则该Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为__________。
③另取5.25g 试样加热至失去全部结晶水(杂质不分解),称得剩余固体质量为3.09g ,则Ba(OH)2·nH 2O 中n=__________。
【答案】CO 2+Ba 2++2OH -===BaCO 3↓+H 2O 100mL 容量瓶 玻璃棒 烧杯 偏小 0.15mol/L 8
【解析】
【详解】
(1)足量氢氧化钡溶液吸收CO 2气体生成BaCO 3,发生反应的离子方程式为CO 2+Ba 2++2OH -===BaCO 3↓+H 2O ;
(2)①称取5.25g 试样(含有杂质)配成100mL 溶液,需要经过溶解、转移并定容,其中溶解时需要玻璃棒和烧杯,转移时需要玻璃棒引流,定容时需要容量瓶和胶头滴管,则配置溶液中用到的仪器有天平、100mL 容量瓶、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;若配制过程中定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量蒸馏水,导致所配溶液的体积偏大,则所得溶液的浓度将偏小;
②设Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为cmol/L ,则1mol·
L -1×0.03L=cmol/L×0.1L×2,解得:c=0.15,该Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为0.15mol/L ;
③5.25g 试样中含有Ba(OH)2的物质的量为0.15mol/L×0.1L=0.015mol ,含有水的物质的量为
5.25g 3.09g 18/mol
g =0.12mol ,所以1:n=0.015mol :0.12mol ,解得n=8。
9.近几年地球发生地震灾害较多,抢救地震后被困在废墟下的伤员,首要的措施是给伤员补充能量。
下图是医院给伤员输液时用的一瓶质量分数为5%的葡萄糖(C 6H 12O 6)注射液标签,请认真观察标签上所列的内容后填写:
(1)葡萄糖的摩尔质量为________;
(2)该溶液中含水________ g;
(3)该溶液的物质的量浓度为________ mol/L(精确到小数点后面两位)。
【答案】180 g/mol 237.5 0.28
【解析】
【分析】
(1)葡萄糖的摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量,单位是g/mol;
(2)根据标签给出的数据可以知道,250mL葡萄糖注射液中含葡萄糖12.5g,含量为5%,根据“葡萄糖质量÷葡萄糖含量”计算出一瓶葡萄糖注射液的质量;根据溶液中含水的质量=葡萄糖注射液的质量×水的含量(1-葡萄糖质量分数);
(3) 先根据葡萄糖的质量求出它的物质的量,然后代入公式c=n/V求出溶液的物质的量浓度。
【详解】
(1)葡萄糖的相对分子质量为180,所以葡萄糖的摩尔质量为;
答案是: 180 g/mol;
(2)因为溶液中溶质的质量分数为5%,且含有共12.5g葡萄糖,一瓶葡萄糖注射液溶液的质量=12.5g÷5%=250g,所以该溶液中含水的质量=250g×(1-5%)=237.5 g;
答案是:237.5;
(3) 葡萄糖物质的量为n=12.5g/180 g/mol= 0.069mol,所以溶液的物质的量浓度
c=n/V=0.069mol/0.25L≈0.28 mol/L;
答案是:0.28。
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Na2CO3•10H2O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
-3
⨯⨯,则需要称取的质量为Na2CO3•10H2O
50010L0.1mol/L=0.05mol
⨯;
0.05mol286g/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.按要求完成下列填空。
(1)在等体积的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中,分别加入等量的AgNO3溶液,恰好都完全反应,则以上三种溶液的物质的量浓度之比为___。
(2)将3.22g芒硝(Na2SO4·10H2O)溶于水中,要使每100个水分子中溶有1个Na+,则需水的质量为__g。
(3)在干燥烧瓶中用向下排空气法收集氨气,由于空气不可能排净,所以瓶内气体对氢气的相对密度为9.5,将此瓶气体倒置于水槽中,烧瓶内液面上升的体积占烧瓶总体积的
_______。
(4)100mL 0.3mol/L Na2SO4(密度为d1 g/cm3)和50mL 0.2mol/L Al2(SO4)3(密度为d2 g/cm3)混合,所得密度为d3 g/cm3的混合溶液中SO42-的浓度为___________。
(用含d1,d2, d3的式子表示)
(5)已知两种碱AOH和BOH的摩尔质量之比为5:7,现将7mol AOH与5mol BOH混合后,从中取出5.6g,恰好可以中和100ml浓度为1.2mol/L的盐酸,则AOH的摩尔质量为_____。
(6)标准状况下,用一定量的水吸收HCl气体后制得浓度为1.0mol/L,密度为
1.0365g/cm-3的盐酸。
请计算1体积水吸收_______体积的HCl可制得上述氨水。
(或83.3%) 6d3/(10 d1+5 d2)mol/L 40g/mol 22.4
【答案】6:3:2 34.2 5
6
【解析】
【详解】
(1)设NaC1、MgCl2、A1Cl3的物质的量分别为x、y、z,由分别加入等量的AgNO3溶液,恰好都完全反应,则种溶液中Cl-的物质的量相等,x=y×2=z×3,解得x:y:z=6:3:2,因溶液的体积相同,则物质的量之比等于浓度之比,所以浓度之比为6:3:2;
故答案是:6:3:2;
(2)3.22g芒硝的物质的量为3.22/322=0.01mol,所以溶液中
n(Na+)=2n(Na2SO4·10H2O)=0.01×2=0.02mol,每100个水分子中溶有1个钠离子,所以
n(H2O)=100n(Na+)=2mol,0.01mol Na2SO4·10H2O 中含有水的物质的量为0.01×10=0.1mol,所以需要的水的物质的量为2-0.1=1.9mol,所以需要水的质量为1.9mol×18g/mol=34.2g;
故答案是:34.2;
(3)用排气法收集氨气后,收集到的氨气气体不纯,含有空气;空气的平均相对分子质量为29,混合气体的平均相对分子质量为: 9.5×2=19;设烧瓶的容积为V L,氨气的体积为x
L,空气的体积为(V-x)L,则有:[17x/V m+(29×(V-x)/V m)]÷(V/V m)=19,解之得:x=5
6
V;将此瓶
气体倒置于水槽中,进入烧瓶的液体体积为氨气体积,即5
6
V,烧瓶内液面上升的体积占
烧瓶总体积为:(5
6
V)/V=
5
6
(或83.3%);
故答案是:5
6
(或83.3%);
(4)混合液的质量为(100d1+50d2)g,混合后溶液的体积为:
[(100d1+50d2)÷d3]mL=[(100d1+50d2)÷d3]×10-3L;溶液混合后n(SO42-
)=(0.1×0.3×1+0.05×0.2×3)=0.06mol;根据c=n/V可知,混合溶液中SO42-的浓度为:
0.06÷[(100d1+50d2)÷d3]×10-3=60 d3/(100d1+50d2)mol/L=6d3/(10d1+5d2)mol/L
故答案是:6d3/(10d1+5d2)mol/L;
(5)设AOH和BOH的摩尔质量分别为5x g/mol和7x g/mol,n(HCl)=n(OH-
)=0.1×1.2=0.12mol;7mol AOH与5mol BOH混合物中含有n(OH-)=7+5=12,根据题意可知,5.6g混合碱中含有n(OH-)=0.12mol,则含有n(OH-)=12mol时,混合碱的质量为560g;根据7mol×5x g/mol+5mol×7x g/mol=560g可知,x=8,所以AOH的摩尔质量为40g/mol;
故答案是:40g/mol;
(6)假设溶液体积为1.00L,1.00L盐酸中含氯化氢的物质的量为:1L×1mol/L=1mol,
V(HCl)=1×22.4=22.4L;1.00L盐酸中含水的质量为:m(H2O)=1×1.0365×103-1×36.5=1000g,V(H2O)=1L;标准状况下,1体积水吸收氯化氢的体积为V=[V(HCl)/ V(H2O)]×1L=22.4L;
故答案是:22.4。
12.(1)在标准状况下①6.72L CH4②3.01×1023个HCl分子③13.6g H2S④0.2mol NH3,体积最大的是____,密最大的是度___,质量最小的是___,氢原子个数最多的是____。
(填写序号)
(2)等温等压下,质子数相等的CO、N2两种气体,质量之比为____,体积之比为____,摩尔质量之比____。
(3)某物质在一定条件下加热分解,产物都是气体。
分解方程式为:3A=B+3C+2D。
测得生成的混合气体的平均相对分子质量为2a,则A的摩尔质量为____。
【答案】②②④① 1:1 1:1 1:1 4a g/mol
【解析】
【详解】
(1)①6.72L CH4中:n(CH4)=
6.72L
22.4L/mol
=0.3mol,m(CH4)=0.3mol×16g/mol=4.8g,ρ(CH4)=
m m M 16==g/L V V 22.4
,N(H)=4N(CH 4)=1.2N A ; ②3.01×1023个HCl 分子中:n(HCl)=23
233.01106.0210
⨯⨯=0.5mol ,V(HCl)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L ,ρ(HCl)=m m M 36.5==g/L V V 22.4
,m(HCl)=0.5mol×36.5g/mol=18.25g ,N(H)=N(HCl)=0.5N A ; ③13.6g H 2S 中:n(H 2S)=13.6g 34g/mol
=0.4mol ,V(H 2S)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L ,ρ(H 2S)= m m M 34==g/L V V 22.4
,N(H)=2N(H 2S)=0.8N A ; ④0.2mol NH 3中:m(NH 3)=0.2mol×17g/mol=3.4g ,V(NH 3)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L ,ρ(NH 3)= m m M 17==g/L V V 22.4
,N(H)=3N(NH 3)=0.6N A . 所以:体积最大的是②,密度最大的是②,质量最小的是④,含氢原子数最多的是①; (2)CO 、N 2两种气体涉及的元素有C 、O 、N 质子数分别为6、8、7,所以两种气体的分子的质子数分别为:14、14,质子数相等的CO 、N 2,物质的量相等;CO 、N 2摩尔质量分别为28g/mol 、28g/mol ,故摩尔质量之比1:1;根据m=nM 知:质量之比与摩尔质量成正比为28:28=1:1;根据阿伏伽德罗定律,相同条件下物质的量相等的气体具有相同的体积,故体积之比为1:1;
(3)化学方程式系数的意义:表示物质的量。
设A 的物质的量为3mol ,则三种混合气体的总物质的量为6mol ,由于平均相对分子质量为2a ,即平均摩尔质量为2a g/mol ,三种气体质量总和为12a g ,根据质量守恒定律,A 的质量也是12a g ,故A 的摩尔质量为4a g/mol 。
13.现用该浓硫酸配制100 mL 1 mol/L 的稀硫酸。
可供选用的仪器有:①胶头滴管;②烧瓶;③烧杯;④ 药匙;⑤量筒;⑥托盘天平。
请回答下列问题:
(1)配制稀硫酸时,上述仪器中不需要使用的有__________(填序号),还缺少的仪器有____________________(写仪器名称);
(2)经计算,配制100mL1mol/L 的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为
____________________________________________mL (保留一位小数),量取浓硫酸时应选用_________(选填10mL 、50mL 、100mL )规格的量筒;
【答案】② ④ ⑥ 100mL 容量瓶、玻璃棒 5.4 10mL
【解析】
【分析】
【详解】
(1)配制100 mL1 mol/L 的稀硫酸的配制步骤有:计算、量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,一般用量筒量取(用到胶头滴管),在烧杯中稀释,并用玻璃棒搅拌,冷却后转移到100 mL 容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm
时,改用胶头滴管滴加,滴加至溶液凹液面与刻度线水平相切,盖好瓶塞,摇匀,需要使用的仪器为:量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL 容量瓶、胶头滴管,所以不需要用到的仪器为②④⑥,缺少的仪器有100mL 容量瓶、玻璃棒,故答案为:②④⑥;100mL 容量瓶、玻璃棒;
(2)图中浓硫酸的物质的量浓度为1000 1.8498%c=mol/L 18.4mol/L 98
⨯⨯=,配制100mL 1mol/L 的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为
1mol/L 0.1L 0.0054L=5.4mL 18.4mol/L
⨯≈,应该用10mL 的量筒,故答案为:5.4;10mL 。
14.某同学为了探究氯化铵的性质,进行了如下实验,请你按要求回答下列问题。
(1)配制100mL 2mol/L 的NH 4Cl 溶液。
该同学应用天平称量NH 4Cl 固体的质量为______g 。
(2)有以下仪器:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、量筒等玻璃仪器。
①还缺少的玻璃仪器有__________;
②使用此仪器前必须进行的一步操作是_______;
(3)该同学又用如图所示的装置收集干燥纯净的氨气并做性质实验:
①写出A 处氯化铵与熟石灰反应的化学方程式:______________
②B 中盛放的是__________其作用是__________
③氨水中滴加酚酞溶液变为________色
【答案】10.7 100mL 容量瓶 检查是否漏水 NH 4Cl+Ca(OH)2
ΔCaCl 2 + 2NH 3↑ + 2H 2O 碱
石灰 干燥剂 红
【解析】
【分析】
(1)根据溶液的浓度和体积计算物质的量,再计算质量;
(2)①根据实验步骤分析;
②带有玻璃塞的仪器均需要检漏;
(3)①实验室用氢氧化钙和氯化铵加热制氨气;
②B 装置应干燥氨气;
③氨气溶于水显碱性。
【详解】
(1)配制100mL2mol/L 的NH 4Cl 溶液,则n =cV =0.1L×2mol/L =0.2mol ,则其质量为0.2mol×53.5g/mol =10.7g ,托盘天平称精确到0.1g ,则用托盘天平称量NH 4Cl 固体的质量为10.7g ;
(2)①配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘。