课时作业1：以物质的量为中心的计算

第5讲 以物质的量为中心的计算

1．标准状况下，4.48 L 的C 2H 4和C 2H 6混合气体充分燃烧得到CO 和CO 2混合气体的密度为1.429 g·L －

1，则其中CO 的体积为( ) A ．1.12 L B ．2.24 L C ．4.48 L D ．6.72 L 答案 D

解析 根据碳原子守恒，标准状况下，4.48 L 的C 2H 4和C 2H 6混合气体充分燃烧得到CO 和CO 2混合气体的体积为4.48 L ×2＝8.96 L 。CO 和CO 2混合气体的密度为1.429 g·L －

1，则混合气体的平均摩尔质量为 1.429 g·L

－1

×22.4 L·mol

－1

≈32 g·mol

－1

，根据十字交叉法

，

n (CO )n (CO 2)＝124＝31

，因此CO 的体积为8.96 L ×3

4＝6.72 L 。

2．V L Fe 2(SO 4)3溶液中含有a g SO 2－

4，取此溶液0.5V L ，用水稀释至2V L ，则稀释后溶液中Fe 3＋

的物质的量浓度为( ) A.a 576V

mol·L －

1 B.125a 36V mol·L －

1 C.250a 36V mol·L －1

D.125a 48V

mol·L －1 答案 A

解析 a g SO 2－

4的物质的量为

a 96mol ，因此V L Fe 2(SO 4)3溶液中Fe 3＋

的物质的量为23×a 96

mol ＝a 144 mol ，从中取出0.5V L 后n (Fe 3＋)＝a 144 mol ×12＝a 288 mol ，即稀释到2V L 后溶液中Fe 3＋

的物质的量浓度为a

288 mol 2V L ＝a 576V

mol·L －

1。

3．相对分子质量为M 的气态化合物V L(标准状况)，溶于m g 水中，得到质量分数为w 的溶液，物质的量浓度为c mol·L －

1，密度为ρ g·cm －

3。则下列说法不正确的是( ) A ．相对分子质量M ＝

22.4m w

(1－w )V

B ．物质的量浓度c ＝ 1 000ρV

MV ＋22.4m

C ．溶液的质量分数w ＝MV

22.4m

D ．溶液密度ρ＝cM

1 000w

答案 C

解析 由c ＝1 000ρw M 知D 项正确；由c ＝V

22.4

(V 22.4×M ＋m )×10－3

÷ρ＝ 1 000 ρV

MV ＋22.4m ，知B 项正确；

由w ＝V

22.4×M m ＋V 22.4×M

＝MV

22.4m ＋MV ，知C 项错误，将此式变形后即可得到A 项中的式子。

4．(2021·广东省云浮市蔡朝焜纪念中学月考)在a L Al 2(SO 4)3和(NH 4)2SO 4的混合溶液中加入b mol BaCl 2，恰好使溶液中的SO 2－

4完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH 3，则原溶液中的Al 3＋

浓度(mol·L －

1)为( ) A.2b －c 2a

B.2b －c a

C.2b －c 3a

D.2b －c 6a

答案 C

解析 由混合溶液中加入b mol BaCl 2，恰好使溶液中的SO 2－

4完全沉淀，则根据SO 2－

4＋Ba

2＋

===BaSO 4↓可知n (SO 2－

4)＝b mol ；由加入足量强碱并加热可得到c mol NH 3，根据NH ＋

4＋OH

－

=====△

NH 3↑＋H 2O 可知n (NH 3)＝c mol ，由于溶液不显电性，设原溶液中的Al 3＋

的物质的量为x mol ，由电荷守恒可知，3x ＋c ＝2b ，所以x ＝2b －c 3，由于溶液的体积是a L ，所以原溶

液中Al 3＋的物质的量浓度c (Al 3＋)＝2b －c

3mol a L ＝2b －c 3a mol·L －1。 5．某同学购买了一瓶“84”消毒液，包装说明如下：

请根据以上信息和相关知识判断，下列分析不正确的是( ) A ．该“84”消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L －

1 B ．一瓶该“84”消毒液敞口放置一段时间后浓度会变小

C ．取100 mL 该“84”消毒液稀释100倍后用于消毒，稀释后的溶液中c (Na ＋

)约为0.04 mol·L －

1 D ．参阅该“84”消毒液的配方，欲用NaClO 固体配制含25%NaClO 的消毒液480 mL ，需要称量的NaClO 固体质量为143 g 答案 D

解析 选项A ，根据c ＝1 000ρw M 得，c (NaClO)＝1 000×1.19 g·cm －

3×25%74.5 g·mol

－1

≈4.0 mol·L －

1；选

项B ，一瓶该“84”消毒液敞口放置一段时间后，由于其易吸收空气中的二氧化碳变质而会使浓度变小；选项C ，根据稀释前后溶质的物质的量不变有100 mL ×4.0 mol·L －

1＝100 mL × 100×c (NaClO)，解得稀释后c (NaClO)＝0.04 mol·L －

1，c (Na ＋

)＝c (NaClO)＝0.04 mol·L －

1；选项D ，应选取500 mL 规格的容量瓶进行配制，然后取出480 mL ，所以需要NaClO 的质量为0.5 L ×4.0 mol·L －

1×74.5 g·mol －

1＝149 g 。

6．(2020·山东省聊城第一中学期中)一定量的某磁黄铁矿(主要成分Fe x S ，S 为－2价)与100 mL 盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成2.4 g 硫单质、0.425 mol FeCl 2和一定量H 2S 气体，且溶液中无Fe 3＋

。则下列说法正确的是( ) A ．该盐酸的物质的量浓度为4.25 mol·L －

1

B ．该磁黄铁矿Fe x S 中，Fe 2＋

与Fe 3＋

的物质的量之比为3∶1 C ．生成的H 2S 气体在标准状况下的体积为2.24 L D ．该磁黄铁矿中Fe x S 的x ＝0.85 答案 D

解析 盐酸恰好反应生成FeCl 2 0.425 mol ， 根据氯原子守恒得c (HCl)＝

0.425 mol ×20.1 L

＝8.5 mol·L －

1，故A 错误；

n (S)＝ 2.4 g 32 g·mol －1＝0.075 mol ，根据转移电子守恒得n (Fe

3＋)＝0.075 mol ×(2－0)3－2＝0.15 mol ，则n (Fe 2＋

)＝0.425 mol －0.15 mol ＝0.275 mol ，

所以Fe 2＋

与Fe 3＋

的物质的量之比为0.275 mol ∶0.15 mol ＝11∶6，故B 错误； 根据氢原子、氯原子守恒得n (H 2S)＝1

2n (HCl)＝n (FeCl 2)＝0.425 mol ，

V (H 2S)＝0.425 mol ×22.4 L·mol －

1＝9.52 L ，故C 错误；

Fe x S 中n (S)＝0.075 mol ＋0.425 mol ＝0.5 mol ，n (Fe)＝0.425 mol ， 所以n (Fe)∶n (S)＝0.425 mol ∶0.5 mol ＝0.85，所以x ＝0.85，故D 正确。 7．按要求回答问题。

(1)将19.4 g CO 2和水蒸气的混合气体，与足量的Na 2O 2反应，收集到标准状况下5.6 L 的气体，试确定混合气体的平均相对分子质量为________，CO 2与水蒸气的物质的量之比为________。

(2)AlN 用于电子仪器。AlN 中常混有少量碳，将一定量含杂质碳的AlN 样品置于密闭反应器中，通入4.032 L(标准状况下的)O 2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34 g·L －

1(已折算成标准状况，AlN 不跟O 2反应)，则所得气体的摩尔质量为________g·mol －

1，该气体的成分是________________________(写化学式)，该样品中含杂质碳________g 。

(3)钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC 2O 4·2H 2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中