备战高考化学物质的量综合题含答案解析
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备战高考化学物质的量综合题含答案解析
一、高中化学物质的量
1.以下涉及的物质中A 、B 、C 都是化合物;请注意各小题之间可能有的联系。
(1)一定条件下,9.80g NH 4Br 跟3.60g 的某钙盐A 恰好反应,生成了4.48L (标准状况)气态产物B 和固体产物C 。
标准状况下,B 气体的密度为0.76g/L ,氮的质量分数为82.35%,其余是氢。
试求B 的分子式_____________ 。
(2)25℃、101.3KPa 时,气体摩尔体积为24.5L/mol. 该状况下,1体积水(密度为1g/cm 3)吸收560体积B 气体得到密度为0.91 g/cm 3的溶液,则该溶液中溶质的质量分数为_____%(溶液中的溶质以B 计量;保留2位小数);溶液的物质的量浓度为__________ mol /L (保留2位小数)。
(3)在催化剂作用下,B 可和NO 、NO 2混合气体反应生成液态水和一种单质气体D (可不考虑气体反应物与生成的液态水之间的作用)。
在常温常压下,将密度一定的NO 、NO 2混合气体和B 在不同体积比时进行了四次实验,所得数据如下:
则原NO 、NO 2混合气体中NO 的体积分数为________%;第四次实验所得气体的平均摩尔质量为_______(保留2位小数)。
(4)将9.80g NH 4Br 跟过量的氧化鈣共热,充分反应后生成水、1.70gB 气体和固体产物C ,则C 的化学式为__________;试根据有关数据,求钙盐A 的化学式_______ 。
【答案】NH 3 27.98 14.98 20 22.76 CaBr 2 Ca(NH 2)2或CaN 2H 4
【解析】
【分析】
(1)根据M=ρ⨯Vm 计算B 的相对分子质量,根据氮的质量分数为82.35%计算氢元素的质量分数,继而确定B 的分子式;
(2)根据溶液质量分数=⨯溶质的质量溶液的质量100%,溶液物质的量浓度c=n V
公式进行计算,结和已知信息寻找相应的量进行求解;
(3)根据体积比不同混合气体和密度,计算混合气体的平均摩尔质量;
(4)根据质量守恒和原子守恒确定相应物质的分子式。
【详解】
(1)标况下B 气体的密度为0.76g/L ,则B 的相对分子质量= 0.76 ⨯ 22.4= 17,其中氮的质量
分数为82.35%,则B分子中N原子数目=17?82.5%
14
⨯
=1,其余是氢,则H原子数目
=1714
3
1
-
=,则B为NH3,故答案为: NH3;
(2)假设氨气体积为560L,则水为1L,25C、101.3KPa时,气体摩尔体积为24.5L/mol,氨
气的物质的量=
560L
24.5L/mol
= 22.86mo,氨气的质量= 22.86mol⨯17g/ mol = 388.62g,1L
水的质量为1000g,则所得溶液质量分数=
388.62g
1000g388.62g
⨯
+
100%= 27.99%;所得溶液密
度为0.91g/cm3,故溶液物质的量浓度=1000?0.91?27.99%
17
⨯⨯
= 14.98 mol/L,故答案:
27.98;14.98;
(3)在催化剂作用下,NH3可和NO、NO2混合气体反应生成液态水和一种单质气体D,根据原子守恒电子守恒可知,D为N2。
第一次反应气体的相对分子质量
= 1.35⨯ 22.4= 30.24;第二次反应气体的相对分子质量= 1.25⨯ 22.4= 28;第三次反应气体的相对分子质量=1.04 ⨯ 22.4= 23.2,由反应后气体相对分子质量可知,第二次实验恰好完全反应气体为N2,说明第一次剩余氨气不足,第三次剩余氨气有剩余,令第二次实验中NO、NO2的总物质的量为1mol,则NH3为1.2mol,设NO为axmol,则NO2为(1-x)mol,根据电子转移守恒:2x +4(1-x)=1.2⨯[0-(-3)],解得x=0.2,故NO的体积分数
=0.2mol
1mol
⨯ 100%= 20%;
令第四次实验中NO、NO2的总物质的量为1mol,则NH3为2.2mol, NO为0.2mol,则NO2为(1- 0.2) mol= 0.8mol,令参加反应的氨气为ymol,根据电子转移守恒:
2⨯0.2 +4⨯0.8=y⨯ [0- (-3)],解得y= 1.2,剩余氨气为2.2mol - 1.2mol = 1mol,根据N原子
守恒可知生成N2的物质的量=1mol?1?.2mol
2
+
= 1.1mol,故反应后气体的平均摩尔质量
=1mol1?7g/mol?1?.1mol?28g/?mol
1mol 1.1mol
⨯+⨯
+
=22.76g/mol,故答案为:20;22.76;
(4)将9.80g NH4 Br跟过量的氧化钙共热,充分反应后生成水、1.70gNH3气体和固体产物C,由元素守恒,则C的化学式为CaBr2。
由(1)9.80g NH4Br跟3.60g的某钙盐A恰好反
应,生成了4.48L(标准状况)NH3和CaBr2,NH4Br的物质的量=
9.8g
98g/?mol
= 0.1mol,由Br
元素守恒可知CaBr2为0.05mol,由Ca元素守恒可知,3.6gA中含有Ca原子为0.05mol,
氨气的物质的量=
4.48L
22.4L/?mol
= 0.2mol,由N元素守恒可知3.6gA 中含有N原子为
0.2mol - 0.1mol= 0.1mol,由H元素守恒,3.6gA 中含有H原子为0.2mol⨯ 3-
0.1mol⨯4 = 0.2mo,故3.6gA中Ca、N、H原子物质的量之比= 0.05:0.1 :0.2= 1 :2:4,故A 的化学式为CaN2H4,故答案为:CaBr2;Ca(NH2)2或CaN2H4。
【点睛】根据M=ρ⨯Vm计算不同气体或混合气体的摩尔质量。
2.①同温同压下,同体积的氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为_________;
②同质量的氨气和硫化氢气体的体积比为_______________,其中含有的氢的原子个数比为___________;
③若二者氢原子数相等,它们的体积比为_____________;
④在相同条件下,在5.6g氮气中应添加___________g氨气所组成的混合气体与16g氧气所占的体积相等。
【答案】1:2 2:1 3:1 2:3 5.1
【解析】
【分析】
【详解】
①同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,根据m=nM可知,同体积的氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为17g/mol:34g/mol= 1:2 ;
②根据n=m
M
可知,同质量的氨气与硫化氢的物质的量之比为34g/mol: 17g/mol=2:1;相同
条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,二者体积之比为2:1,所含氢原子数目之比为(2⨯3):(1⨯2)=3:1;
③假设H原子为3mol,氨气为1mol,硫化氢为1.5mol,二者体积之比为
1mol: 1.5mol=2:3;
④氮气物质的量n=
5.6g
0.2mol
28g/mol
=,氧气物质的量n=
16g
32g/mol
= 0.2mol,则氨气物
质的量为=0.5mol-0.2mol=0.3mol ,氨气的质量为0.3mol⨯17g/mol=5.1g。
3.硫酸是重要的基础化工原料之一,是化学工业中最重要的产品,号称“工业之母”。
在中学化学教材中有多处涉及其应用。
(1)利用浓硫酸配制稀硫酸
已知某浓硫酸的密度为1.84g/ml,质量分数为98%,则该浓硫酸的物质的量浓度为
_______;
现用该浓硫酸配制480ml浓度为1.84mol/L的稀硫酸,在配制过程中除量取浓硫酸的仪器、烧杯、胶头滴管外,还需用到的玻璃仪器有______________________;
(2)硫酸与无机物的反应
实验室在用稀硫酸与锌反应制取氢气时,常向其中滴加少量硫酸铜溶液以加快反应速率,请写出发生的离子反应方程式______________________________;不活泼金属铜在与浓硫酸反应中,体现了浓硫酸的___________________性质;非金属碳在加热条件下也能与浓硫酸反应,若要你设计实验检验反应生成的气体产物,则检验出气体产物的正确顺序为
______________________;
(3)硫酸在有机中的应用
利用硫酸的性质可以制取多种有机物,比如烈性炸药TNT、硝基化合物、酯类物质、不饱和烃等。
请写出制取TNT的化学方程式________________________________________;请
写出用乙醇制取乙烯的化学方程式________________________________________;稀硫酸还可以使蔗糖、淀粉等多种有机物发生水解,请写出蔗糖水解的产物名称_________。
【答案】18.4mol/L 500ml 容量瓶 Zn +Cu 2+=Cu +Zn 2+、Zn +2H +=H 2↑+Zn 2+ 强氧化性
和强酸性 H 2O 、SO 2、CO 2 +3HNO 324H SO Δ−−−−→浓+3H 2O C 2H 5OH
CH 2=CH 2↑+ H 2O 葡萄糖、果糖
【解析】
【分析】
(1)根据c=1000ρwM 计算出该浓硫酸的浓度;配制该溶液的步骤是:称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容、摇匀,根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤选用仪器;
(2)硫酸铜溶液加快氢气生成的速率,原因是形成原电池反应;
【详解】
(1)该浓硫酸的物质的量浓度为:c=1000×
1.84×98%÷98mol/L=18.4mol/L ;实验室没有480mL 的容量瓶,配制时需要选用500mL 容量瓶,实际上配制的是500mL1mol/L 的硫酸溶液,配制该溶液的步骤是:称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容、摇匀,配制过程中需要使用的仪器为:药匙、托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶、胶头滴管,所以还缺少的仪器为: 500mL 容量瓶,
故答案为:18.4mol/L ;500mL 容量瓶;
(2)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO 4=ZnSO 4+Cu ,置换出铜,与锌形成原
电池反应,化学反应速率加快,离子方程式是Zn +Cu 2+=Cu +Zn 2+、Zn +2H +=H 2↑;铜与
浓硫酸反应生成硫酸铜,二氧化硫和水,硫元素的化合价降低表现硫酸的氧化性,生成盐和水体现硫酸的酸性,故硫酸表现的性质是酸性和氧化性;碳和浓硫酸加热生成二氧化硫,二氧化碳和水,检验气体的顺序是水,二氧化硫,二氧化碳,
故答案为:Zn +Cu 2+=Cu +Zn 2+、Zn +2H +=H 2↑;强氧化性和强酸性 ;H 2O 、SO 2、CO 2; (3)制取TNT 需要甲苯,浓硫酸和浓硝酸的混合酸加热,反应的化学方程式是
+3HNO 324H SO Δ−−−−→浓+3H 2O ;向乙醇中加入浓硫酸,加热到170度,
可以制取乙烯,方程式是C 2H 5OH CH 2=CH 2↑+ H 2O ;蔗糖水解产生葡萄糖和果糖, 故答案为:+3HNO 324H SO Δ−−−−→浓+3H 2O ;C 2H 5OH CH 2=CH 2↑+
H2O;葡萄糖、果糖。
4.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:
(1)关于钠的叙述中,正确的是________(填字母)。
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
(2)由于金属钠很容易跟空气中的______、________等物质反应,通常将它保存在
_______里。
(3)将一小块钠投入到下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是________(填字母)。
A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
(4)为粗略测定金属钠的相对原子质量,设计的装置如图所示,该装置(包括水)的总质量为ag,将质量为bg的钠(不足量)放入水中,立即塞紧瓶塞。
完全反应后再称量此装置的总质量为cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式______________(用含有a、b、c的算式表示)。
②无水氯化钙的作用是____________________。
【答案】B 氧气水蒸气煤油 D b/(a+b-c) 吸收H2中所含的H2O(g)
【解析】
【分析】
(1)根据钠的性质分析解答;
(2)钠的性质很活泼,易和水、氧气反应,据此解答;
(3)金属钠投入水中生成氢氧化钠和氢气,根据溶液中的溶质分析解答;
(4)①根据钠与水反应产生氢气的质量关系以及反应前后质量差解答;
②根据产生的气体中含有水蒸气分析判断。
【详解】
(1)A、钠是银白色金属,硬度很小,可以用小刀切,故A错误;
B 、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠,故B 正确;
C 、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠,不是氧化钠,故C 错误;
D 、金属钠的熔点很低,故D 错误;
故答案选B ;
(2)钠性质很活泼,易和水、氧气反应,所以保存钠时要隔绝空气和水,钠和煤油不反应,且密度大于煤油,所以保存钠可以放在煤油中;
(3)A .钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气,没有沉淀产生,A 不选;
B .钠投入硫酸铜溶液中,首先和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,但沉淀不是白色的,而是蓝色的,B 不选;
C .钠投入氢氧化钠溶液中生成氢氧化钠和氢气,没有沉淀,C 不选;
D .钠投入氯化镁溶液中生成氯化钠、氢氧化镁白色沉淀和氢气,D 选。
答案选D 。
(4)①金属与水发生反应放出氢气的质量=ag +bg -cg =(a +b -c )g ,假设金属为R ,其相对原子质量为M ,根据金属钠与水反应放出氢气的关系,可推断该金属与水放出氢气关系如下:
2R ~~~~~H 2
2M 2
bg (a +b -c )g
解得M =()
b a b
c +-; ②氯化钙具有吸水能力,是常用的干燥剂,在装置中吸收生成氢气中的水,而防止水分流失。
5.现有21.6 g 由CO 和CO 2组成的混合气体,在标准状况下其体积为13.44 L 。
回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)混合气体中碳原子的质量为________。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为________(用N A 表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L 。
【答案】36 g·
mol -1 7.2 g 28 g·mol -1 4.2N A 6.72 【解析】
【详解】
(1)标准状况下,该混合气体的物质的量为13.44÷22.4=0.6(mol),所以混合气体的平均摩尔质量M=m/n=21.6÷0.6=36 (g·mol-1),
(2)由第一问已知混合气体的物质的量为0.6mol,而 CO和CO2分子中均只含一个碳原子,故混合气体中的碳原子也为1mol,所以混合气体中碳原子的质量为0.6×12=7.2(g)(3) CO和CO2组成的混合气体通过NaOH溶液后,CO2与NaOH反应被吸收,剩余的CO通过浓硫酸干燥,最后收集在气球中。
设CO的物质的量为x ,则CO2的物质的量为0.6-x,列方程:28x+44(0.6-x)=21.6,解得x=0.3mol。
①气球中收集到的气体为纯净的CO,其摩尔质量为28 g·mol-1;② CO的物质的量为
0.3mol,所以电子总数为0.3×14NA=4.2NA ;③标准状况下,0.3molCO的体积为
0.3×22.4=6.72(L),所以气球的体积为6.72L。
6.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。
7.氯气是一种重要的化工原料,自来水的消毒、农药的生产、药物的合成都需要用氯气。
I.工业上通常采用电解法制氯气:观察图1,回答:
(1)电解反应的化学方程式为__________。
(2)若饱和食盐水中通电后,b侧产生的气体检验方法是___________。
Ⅱ.某兴趣小组设计如图2所示的实验装置,利用氯气与石灰乳反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应),回答下列问题:
(3)B中反应的化学方程式是_________。
(4)该兴趣小组用100mL12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2____g。
(5)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在装置B中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施
_______。
②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)_________,为避免此副反应的发生,可将装置做何改进_________。
【答案】2NaCl+2H2O 通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑移走烧杯,将湿润的淀粉碘化钾试纸放在b
导气管口处,若试纸变蓝,则说明产生的气体为Cl2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 7.15g 冷却B装置(或把B放置在冷水浴中等合理答案) 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 在A 与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶
【解析】
【分析】
I.电解饱和食盐水产生NaOH、H2、Cl2,在电解时,与电源正极连接的电极为阳极,发生氧化反应;与电源负极连接的电极为阴极,发生还原反应,根据产生气体的性质进行检验;II.在装置A中制取Cl2,在装置B中Cl2与石灰乳反应制取漂白粉,氯气有毒,是大气污染物,在尾气排放前用NaOH溶液进行尾气处理,据此分析解答。
【详解】
I.(1)电解饱和食盐水产生NaOH、H2、Cl2,反应方程式为:
2NaCl+2H2O 通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)在电解时,与电源正极连接的电极为阳极,发生氧化反应。
由于放电能力Cl->OH-,所以溶液中的阴离子Cl-放电,失去电子变为Cl2逸出,Cl2检验强氧化性,可以使KI变为I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,所以检验Cl2的方法是移走烧杯,将湿润的淀粉碘化钾试纸放在b 导气管口处,若试纸变蓝,则说明产生的气体为Cl2;
II.(3) 在装置B中Cl2与石灰乳反应制取漂白粉,反应的方程式为:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)n(MnO2)=8.7g÷87g/mol=0.1mol,n(HCl)=12mol/L×0.1L=1.2mol,根据制取气体方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知0.1mol MnO2能够消耗0.4molHCl<1.2mol,说明HCl过量,制取的Cl2按MnO2计算,n(Cl2)=n(MnO2)=0.1mol,则根据反应关系
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O可知n[Ca(ClO)2]=1
2
n(Cl2)=0.05mol,所以理论上制取的
漂白粉中Ca(ClO)2的质量为m[Ca(ClO)2]=0.05mol×143g/mol=7.15g;
(5)①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是冷却B装置(或把B放置在冷水浴中等合理答案);
②试判断另一个副反应是Cl2中含有杂质HCl与Ca(OH)2反应,用化学方程式表示为
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O,为避免此副反应的发生,可将装置改进为:在A与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶,除去杂质HCl气体。
【点睛】
本题考查了氯气的制取、检验、性质及应用的知识。
掌握氯气的工业和实验室制取方法,根据电解原理、氧化还原反应规律,结合物质的性质(挥发性、氧化性)等分析判断。
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=m9.5g
=
n0.1mol
=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CO2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.按要求完成下列填空。
(1)在等体积的NaCl 、MgCl 2、AlCl 3三种溶液中,分别加入等量的AgNO 3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(Na 2SO 4·
10H 2O )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。
【答案】6:3:2 34.2 5
6
(或83.3%) 6d3/(10 d1+5 d2)mol/L 40g/mol 22.4
【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.实验室用氢氧化钠固体配制1.00mol·L-1的NaOH溶液500mL,回答下列问题。
(1)关于容量瓶的使用,下列操作正确的是________(填字母)。
a.使用前要检验容量瓶是否漏液
b.用蒸馏水洗涤后必须要将容量瓶烘干
c.为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行
d.为了使所配溶液浓度均匀,定容结束后,要摇匀
e.用500mL的容量瓶可以直接配制480mL溶液
f.当用容量瓶配制完溶液后,可用容量瓶存放所配制的试剂
(2)请补充完整实验的简要步骤。
①计算;②称量NaOH固体________g;③溶解;④冷却并移液;⑤洗涤并转移;
⑥________;⑦摇匀。
(3)本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平(带砝码)、镊子、量筒、玻璃棒,还缺少的仪器是________、________。
(4)上述实验操作②③都要用到小烧杯,其作用分别是_____________________和
_______。
(5)如图是该同学转移溶液的示意图,图中有两处错误,请写出:
①____________________________________________;
②_____________________________________________。
(6)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是________(填字母)。
A.转移溶液时不慎有少量液体洒到容量瓶外面
B.定容时俯视刻度线
C.未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
D.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
【答案】ad 20.0 定容 500mL容量瓶胶头滴管用烧杯称量NaOH固体,防止NaOH 腐蚀天平的托盘用烧杯做溶解用的容器没有用玻璃棒引流应选用500mL的容量瓶BC。