人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量精品精练
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2.3物质的量同步练习(标准)人教版( 2019)高中化学必修第一册
一、单选题(本大题共10小题,共30.0分)
1. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1 mol T2比1 mol D2多NA个中子
B. 72 g新戊烷和72 g异戊烷均含有4NA个非极性键
C. 标准状况下,22.4L氦气中含有4NA个质子
D. 1 L 1 mol/L葡萄糖溶液中含有12NA个氢原子
2. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 1 mol Fe与1 mol Cl2充分反应生成FeCl3时,转移电子数为3NA
B. 标准状况下,22.4 L乙烷中所含的极性共价键数目为7NA
C. 1 mol羟基与17 g NH3所含电子数之比为9∶10
D. 一定温度下,1 L 0.5 mol·L−1NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L−1NH4Cl溶液含NH4+的物质的量相同
3. 设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )
A. 60 g冰醋酸晶体中,含阴离子数目为NA
B. 标准状况下,22.4LCCl4中含有分子的数目为NA
C. 常温下,46gNO2与N2O4混合气体中含分子数为NA
D. 32g Cu投入300mL 10 mol/L的浓硝酸中,充分反应后转移电子数为NA
4. 假定把 612C的相对原子质量改为24,那么下列叙述错误的是( )
A. 此时 16O的相对原子质量为32
B. NA个O2与NA个H2的质量比为16:1
C. N2的摩尔质量为56g/mol
D. 标准状况下,16g O2的体积约为11.2L
5. NA代表阿伏加德常数,下列说法中正确的是( )
A. 在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B. 2g氢气所含原子数目为NA
C. 常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D. 17g NH3所含电子数目为10NA
6. 标准状况下有①0.112L水;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6gH2S气体;④0.2molNH3,下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是( )
A. 体积:①③②④ B. 密度:④①③②
C. 质量:①④③② D. 氢原子数:②④③①
7. 将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与其反应,得到的图象如下,下列说法正确的是( )
A. 标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况
B. 原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为2:1
C. 盐酸的浓度是
D. 加入的盐酸为150mL时,放出CO2气体标准状况下)
8. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 22.4L(标准状况)Ne和NH3的混合气体中含电子总数为10NA
B. 常温常压下,48gO2和O3的混合气体含有的氧原子数大于1.5NA小于3NA
C. NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:4
D. 58.5gNaCl固体溶于1L的水中,所得溶液的物质的量浓度为1mol·L-1
9. 已知一个Cl2、HCl分子的质量分别是ag、bg,一个 12C的质量为mg,NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是①氢原子的相对原子质量是(b-0.5a)112m ②Cl2的摩尔质量为aNAg⋅mol-1
③10gHCl的物质的量为10bNAmol ④1gCl2在标准状况下的体积为22.4m12aL
A. ①④ B. ①③④ C. ①②③④ D. ②③
10. 有臭氧与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标况下体积为11.2 L,下列说法错误的是( )
A. 混合气体含有的原子数为1.5 NA
B. 混合气体对氢气的相对密度为23.2
C. 混合气体中,臭氧的物质的量分数为40%
D. 混合气体缓慢通过足量的氢氧化钠溶液后,剩余气体的质量为14.4 g
二、填空题(本大题共4小题,共32.0分)
11. 利用相关知识填空.
1标准状况下 11.2L NH3 中含______个氨分子,含______mol 氢原子.
2等质量的 SO2 和 SO3物质的量之比是_______;所含的氧原子个数之比是______.
34.8g CH4中所含氢原子数与______ g 水所含氢原子数相等.
4已知A是一种金属,82 g A(NO3)2中含有6.02×1023个硝酸根离子,则该硝酸盐的摩尔质量为________。
5标况下,一定量的 N2与 22.4L CO 所含电子的物质的量相等,则 N2 的质量是______.
6在一定温度和压强下,0.4 mol某气体的体积为9.8 L,则该条件下的气体摩尔体积为__________。若此时压强为101 kPa,则温度_______0℃(填“高于”“低于”或“等于”)。
(7)有一种由Na2S、Na2SO3、Na2SO4组成的混合物,经测定含硫25.6%,则混合物中含氧的质量分数为________。
12. (1)等质量的NH3和H2S中,氢原子的个数比是___________。
(2)在相同状况下,等质量的SO2与O2的体积比为___________,密度比为___________。
(3)某金属氯化物MClx的摩尔质量为133.5g/mol,取该金属氯化物26.7g配成水溶液,与足量AgNO3溶液完全反应,生成86.1g白色沉淀。则金属M的摩尔质量___________。
(4)10mL 0.1mol·L−1BaCl2溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液的SO42−完全转化成沉淀,则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓度之比是___________。
(5)0.3mol SO32−离子恰好将0.2mol XO4−离子还原,则X元素在还原产物中的化合价是___________。
13. (1)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3,c(Clˉ)和c(ClOˉ)的比值与反应温度有关。用24 g NaOH配成的250 mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)。
① NaOH溶液的物质的量浓度 mol·Lˉ1。
②某温度下,反应后溶液中c(Clˉ)=6c(ClOˉ),则溶液中c(ClOˉ)= mol·Lˉ1。
(2)取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份10.00mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示,由图像计算A份NaOH溶液通入一定量CO2后溶质的物质的量之比 (写出溶质的化学式及其对应比例)。
14. 填写下列空白:
(1) ______mol H2O中含有的氧原子数与1.5 mol CO2中含有的氧原子数相等。
(2)将等物质的量的NH3和CH4混合,混合气体中NH3与CH4的质量比为______;要使NH3与CH4含相同数目的H原子,则NH3和CH4的物质的量之比为______。
(4)某结晶水合物的化学式为A·nH2O,A的相对分子质量为M。如将a g该结晶水合物加热至结晶水全部失去,剩余的残渣为b g,则n=______。
(5)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D,则C的摩尔质量为______。
(6)配制100 mL 0.5 mol·L-1的硫酸铜溶液,所需胆矾(CuSO4·5H2O)的质量是____________。
三、实验题(本大题共2小题,共20.0分)
15. 实验室欲用固体NaOH来配制 90 mL 0.50 mol/L的NaOH溶液。
(1)在配制溶液的实验中,使用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是_______________________、_______________________。
(2)需称量固体NaOH__________g。
(3)配制溶液时,一般可分为以下几个步骤:①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却,其正确的操作顺序为______________。
(4)用此溶液20 mL,恰好可以中和10 mL的盐酸溶液,那么此盐酸溶液的浓度是_____。
(5)用此溶液40 mL,加入足量的铝粉,生成的氢气在标准状况下的体积是________mL。
16. 实验室需要0.5mol⋅L−1硫酸溶液480mL.根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)实验中需要质量分数为98%、密度为1.84 g⋅cm−3的浓H2SO4______mL,在量取时宜选用下列量筒中的______。
A.10mLB.20mLC.50mLD.100mL
(2)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是______(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是______、______(填仪器名称)。
(3)在量取浓H2SO4后,进行了下列操作:
①等稀释的浓H2SO4的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入容量瓶中。
②往容量瓶中小心加蒸馏水且边加边振荡均匀,加蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的液面与瓶颈的刻度标线相切。
③在盛有一定体积的蒸馏水的烧杯中注入浓H2SO4,并用玻璃棒搅动,使其混合均匀。
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2至3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。上述操作中,正确的顺序是(填序号)______。
(4)若实验过程遇到下列情况,对硫酸物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
①容量瓶洗涤,瓶底有少量蒸馏水,未干燥______;
②未经冷却将溶液注入容量瓶中______;
③定容时俯视观察液面______。
(5)取配制的稀硫酸400mL,与5.5g铁铝合金恰好完全反应,则合金中铁与铝物质的量之比为______。
四、推断题(本大题共1小题,共10.0分)
17. 雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、Ba2+、Mg2+、Fe3+、SO42−、Cl−、CO32−、HCO3−。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后配成试样溶液,设计并完成了如下的实验:①取试样溶液100mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33g,滴入足量盐酸沉淀质量不变,得224mL无色气体(标准状况)。
②另取试样溶液100mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.74g.再滴入足量盐酸沉淀全部溶解。
(1)该雾霾中肯定不含的离子为_____________。
(2)c(SO42−)=______ mol/L。
(3)该雾霾中Cl−是否存在?_____________(填“存在”或“不存在”);若存在,浓度范围是_________________(若不存在,则不必回答第2问)。
(4)请设计实验验证该溶液中是否含有Cl−______________________。
(5)操作②中加盐酸沉淀溶解的离子反应方程式为______________________________。
五、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
18. (1)用NA表示阿伏加德罗常数的值,已知铁的相对原子质量是56,则1个铁原子的质量是_________g。
(2)用NA表示阿伏加。德罗常数的值,若a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是___________L,该气体的摩尔质量为__________g/mol。
(3)标准状况下,密度为0.75 g·L−1的NH3与CH4组成的混合气体中,NH3的物质的量分数为__________。
(4)若40 g密度为ρg·cm−3的硝酸钙溶液里含2 g Ca2+,则NO3−的物质的量浓度是_______。
(5)标准状况下的aL HCl(g)溶于1000 g水中,得到的盐酸密度为bg·cm−3,则该盐酸的物质的量浓度是_______________。
(6)1 L浓度为1 mol/L的盐酸,欲使其浓度增大1倍,采取的措施合理的是__________。
A.通入标准状况下的HCl气体22.4 L
B.将溶液加热浓缩到0.5 L
C.加入10.00 mol/L的盐酸0.2 L,再稀释至1.5 L
D.加入2 L 1 mol/L的盐酸混合均匀
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查阿伏加德罗常数的相关计算,为高频考点,难度一般。解答本类题目要理清每个选项涉及的运算公式,然后结合相关物质的组成、结构和性质进行作答。
【解答】
A.1mol T2比1mol D2多2NA个中子,故A错误;
B.72g异戊烷和72g新戊烷均为1mol,且均含4molC−C键,则72g异戊烷和72g新戊烷均含有4NA个非极性键,故B正确;
C.氦分子为单原子分子,标准状况下,22.4L氦气中含有2NA个质子,故C错误;
D.1L 1mol/ L葡萄糖溶液中葡萄糖分子中含有12NA个氢原子,水分子也含H原子,1L 1mol/ L葡萄糖溶液中含有氢原子数大于12NA个,故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了阿伏加德罗常数的计算和判断,题目难度中等,注意掌握物质的量与阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度等物理量之间的关系,明确盐的水解原理及其影响。
【解答】
A.1 mol Fe与1 mol Cl2充分反应生成23mol FeCl3时,转移电子数为2NA,故A错误;
B.标准状况下,22.4 L乙烷为1mol,其中所含的极性共价键数目为6NA,故B错误;
C.1mol羟基(−OH)中含有9mol电子,17gNH3所含电子为10mol,二者所含电子数之比为9:10,故C正确;
D.一定温度下,1 L 0.5 mol⋅L−1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol⋅L−1 NH4Cl溶液,两溶液中溶质的物质的量都是0.5mol,但是铵根离子浓度越大,其水解程度越小,所以两溶液中铵根离子的水解程度不同,则铵根离子的物质的量不同,故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了阿伏加德罗常数的分析应用,主要是气体摩尔体积条件应用分析、质量换算物质的量计算微粒数、微粒结构特征分析,掌握基础是关键,题目难度不大。
【解答】
A.冰醋酸是共价化合物,晶体中只有分子没有阴离子,故A错误;
B.标况下CCl4是液体,不能使用气体的摩尔体积进行计算,故B错误;
C.NO2、N2O4的混合气体中存在平衡:2NO2⇌N2O4,含有的分子数无法计算,故C错误;
D.32g Cu投入300mL 10mol/L的浓硝酸中,硝酸足量,铜完全反应,依据铜的化合价0→+2,32g Cu物质的量为0.5mol,转移电子数为NA,故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的量的计算,题目难度中等,明确标准由 12C质量的112变为124后,各原子的相对原子质量加倍,摩尔质量、气体的摩尔体积不变是解题的关键,试题培养了学生的化学计算能力。
【解答】
A. 16O原子的实际质量没变,但标准却由 12C质量的112变为124,所以氧原子的相对原子质量由16变为32,故A正确;
B.由于物质的量的基准不变,氧原子、氢原子的实际质量没变,因此NA个O2的质量为32g,NA个H2的质量为2g,二者质量比为16:1,故B正确;
C.虽然氮气的相对分子质量为28×2=56,但由于物质的量的基准未变,氮原子的质量未变,因此氮气的摩尔质量为28g/mol,故C错误;
D.由于物质的量的基准未变,氧原子的质量未变,因此氧气的摩尔质量仍为32g/mol,16g O2的物质的量n=16g32g/mol=0.5mol,在标准状况下16g O2的体积为:V=0.5mol×22.4L/mol=11.2L(或氧气的密度不变,因此一定质量的氧气的体积不变),故D正确;
故选C。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了阿伏加德罗常数的判断及计算,注意明确标况下气体摩尔体积的使用条件,熟练掌握物质的量与阿伏加德罗常数、摩尔质量等之间的关系,注意气体分子中含有的原子数目不一定相同,如O2和O3。
【解答】
A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同,但是不一定含有相同的原子数,故A错误;
B.氢气为双原子分子,2g氢气的物质的量为1mol,含有2mol氢原子,所含原子数目为2NA,故B错误;
C.不是标况下,题中条件计算11.2L氮气的物质的量不是0.5mol,故C错误;
D.17g氨气的物质的量为1mol,1mol氨气中含有10mol电子,所含电子数目为10NA,故D正确
故选D。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了阿伏加德罗定律及其推论,意在考查学生的知识应用能力和计算能力,明确各个物理量之间的关系是解本题关键,灵活运用公式即可解答,注意气体摩尔体积的适用范围。
【解答】
标况下,水是液体,气体摩尔体积对其不适用,n(HCl)=3.01×10236.02×1023/mol=0.5mol、n(H2S)=13.6g34g/mol=0.4mol、n(NH3)=0.2mol,
A.水的体积是0.112L,V(HCl)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L、V(H2S)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L、V(NH3)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,所以由小到大排列正确的是①④③②,故A错误;
B.水的密度是1g/mL,根据ρ=MVm知,气体密度与其摩尔质量成正比,HCl的摩尔质量是36.5g/mol、硫化氢摩尔质量是34g/mol、氨气摩尔质量是17g/mol,气体密度都小于1g/mL,所以密度从小到大顺序是④③②①,故B错误;
C.水的质量是112g,m(HCl)=0.5mol×36.5g/mol=18.25g、m(H2S)=13.6g、m(NH3)=0.2mol×17g/mol=3.4g,所以质量从小到大顺序是④③②①,故C错误;
D.水中N(H)=112g18g/mol×NA/mol×2≈12.4NA,HCl中N(H)=0.5mol×NA/mol×1=0.5NA,硫化氢中N(H)=0.4mol×NA/mol×2=0.8NA,氨气中N(H)=0.2×NA/mol×3=0.6NA,所以H原子个数由小到大顺序是②④③①,故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸的反应,同时还考查了学生的分析能力、计算能力等,有一定的难度。
【解答】
A.滴加盐酸,首先发生的反应是Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,因此一开始不会产生二氧化碳气体,故A错误;
B.根据图像数据,它们的起始物质的量都是2.5mmol,因此原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1,故B错误;
C.2.5mmolNa2CO3发生反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3需要HCl的物质的量为2.5mmol,而消耗的盐酸的体积为50mL,因此盐酸的浓度为2.5×10−3mol0.05L=0.05mol/L,故C正确;
D.产生二氧化碳气体是从50mL盐酸到150mL盐酸段,发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,消耗的HCl溶液的体积为100mL,物质的量为0.005mol,因此产生的二氧化碳的物质的量为0.005mol,在标况下的体积为0.112L,故D错误。
故选C。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了阿伏加德罗常数的应用,注意明确标况下气体摩尔体积的使用条件,掌握阿伏加德罗常数与物质的量、摩尔质量等物理量之间的转化关系,题目难度中等。
【解答】
A.22.4L(标准状况)Ne和NH3的混合气体为1mol,Ne和NH3均为10电子微粒,则1mol混合气体中含电子总数为10NA ,故A正确;
B.O2和O3均由氧原子组成,48gO2和O3的混合气体含有的氧原子的物质的量为48g16g/mol=3mol,则氧原子数为3NA,故B错误;
C.NA个一氧化碳分子质量为1mol×28g/mol=28g,甲烷的质量为0.5mol×16g/mol=8g,质量比为7:2,故C错误;
D.水的体积为1L,58.5gNaCl固体溶于1L的水中时,溶液体积不为1L,则所得溶液的物质的量浓度不为1mol·L−1,故D错误。
答案选A。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查相对原子质量、摩尔质量、物质的量、气体摩尔体积的相关计算等,解题的关键是搞清各物理量之间的关系。
【解答】
①一个氢原子的质量为(b−0.5a)g,根据相对原子质量的定义可知氢原子的相对原子质量为b−0.5am12,故①正确;
②一个Cl2分子的质量是ag,则1molCl2分子的质量是aNAg,根据摩尔质量的概念可知氯气的摩尔质量为aNAg/mol,故②正确;
③一个HCl分子的质量是bg,HCl的摩尔质量为bNAg/mol,根据物质的量与质量的关系可知10gHCl的物质的量为10bNAmol,故③正确;
④一个氯原子的质量为a2g,氯原子的相对原子质量为:a2m12,则氯气的摩尔质量为:(a2m12×2)g/mol,1g氯气在标准状况下的体积为1a2m12×2mol×22.4L/mol=22.4m12aL,故④正确,故①②③④正确。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学计量的计算,涉及相对密度、气体摩尔体积等,难度一般,解题的关键是对基础知识的掌握。
【解答】
臭氧与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标况下体积为11.2 L即0.5mol,
设臭氧xmol,二氧化碳ymol,
x+y=0.5,48x+44y=23.2,解得x=0.3mol y=0.2mol,以此解答。
A.臭氧与二氧化碳都是三原子分子,所以混合气体含有的原子数为0.5mol×3×NA=1.5NA ,故A正确;
B.根据密度之比等于摩尔质量之比,因为混合气体的摩尔质量为23.2g0.5mol=46.4g/mol,所以对氢气的相对密度为46.42=23.2,故 B正确;
C.根据以上分析可知混合气体中,臭氧的物质的量分数为0.3mol0.5ml×100%=60%,故C错误;
D.混合气体缓慢通过足量的氢氧化钠溶液后,剩余气体是臭氧,质量为0.3mol×48g/mol=14.4g,故D正确。
故选C。
11.【答案】;1.5;
(2)5:4;5:6 ;
;
(4)164g/mol;
(5)28g;
(6)24.5L/mol ;高于;
(7)37.6%;
【解析】
【分析】
本题考查了化学计量的相关计算,侧重考查微粒个数、物质的量、质量、摩尔质量、气体摩尔体积、质量分数等相关计算,题目难度一般。
【解答】
(1)标准状况下 11.2L NH3 的物质的量为11.2L22.4L/mol=0.5mol,故氨分子为0.5NA,1mol氨分子中含有3mol氢原子,则0.5mol氨分子中含有1.5mol氢原子,故答案为:;1.5;
(2)SO2 和 SO3的摩尔质量分别为64g/mol和80g/mol,设等质量的SO2 和 SO3质量均为m g,则等质量的SO2 和 SO3物质的量之比m64:m80=5:4,所含氧原子个数比为m64×2:m80×3=5:6,故答案为:5:4;5:6 ;
CH4中所含氢原子数4.8g16g/mol×4×NAmol−1=1.2NA,由于1mol H2O中含有2NA个氢原子,则当氢原子为1.2NA时,H2O的物质的量为0.6mol,质量为0.6mol×18g/mol=10.8g。故答案为:10.8;
(4)由于1molA(NO3)2中含有2mol(即2×6.02×1023个)硝酸根离子,当82 g A(NO3)2中含有6.02×1023个硝酸根离子,则此时硝酸根物质的量为1mol, A(NO3)2为0.5mol,该硝酸盐的摩尔质量为82g0.5mol=164g/mol,故答案为:164g/mol;
(5)标况下,22.4L CO 为1mol,1mol CO含有的电子的物质的量为14mol,说明此一定量的N2含有的电子总数也为14mol,由于1molN2含有14mol电子,则N2 的质量是1 mol×28g/mol=28g,故答案为:28g;
(6)在一定温度和压强下,0.4 mol某气体的体积为9.8 L,则该条件下的气体摩尔体积Vm=9.8L0.4mol=24.5L/mol,当物质的量与压强一定时,由于pV=nRT,则体积与温度成正比,0℃,101kPa时,气体摩尔体积为22.4L/mol,则当此时压强为101 kPa,温度必定高于0℃,故答案为:24.5L/mol ;高于;
(7)Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质中,存在Na与S的原子个数比均为2:1,则Na元素与S元素的质量比为定值:2×23g/mol1×32g/mol=4632,由于硫的质量分数为25.6%,则钠元素的质量分数为46×25.6%32×100%=36.8%,氧的质量分数为1−25.6%−36.8%=37.6%,故答案为:37.6%。
12.【答案】(1)3:1
(2)1:2; 2:1
(3) 27g/mol
(4) 1:3
(5) +4价
【解析】
【分析】
本题考查质量物质的量有关计算、摩尔质量的计算,物质的量浓度计算、利用氧化还原规律计算化合价,试题难度不大,属于基础知识的考查。
【解答】
根据n=mM可知,等质量的NH3和H2S物质的量之比为34g/mol:17g/mol=2:1,二者含有H原子数目之比为2×3:1×2=3:1,
故答案为:3:1;
(2)根据n=n=mM可知,等质量的SO2与O2的物质的量之比为32g/mol:64g/mol=1:2,结合V=nVm可知,相同状况下二者体积之比为1:2;相同状况下,其密度之比等于其相对分子质量之比,即SO2与O2的密度之比为64:32=2:1,
故答案为:1:2;2:1;
(3)金属氯化物26.7g配成水溶液,与足量AgNO3溶液完全反应,生成86.1g即86.1g143.4g/mol=0.6molAgCl白色沉淀,所以氯离子的物质的量是0.6mol,金属氯化物MClx的摩尔质量为133.5g/mol,该金属氯化物质量是26.7g,则26.7g133.5g/mol,解得x=3,所以金属M的摩尔质量为133.5g/mol−(35.5g/mol×3)=27g/mol,
故答案为:27g/mol;
(4)10mL 0.1mol⋅L−1BaCl2溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的SO42−完全转化成沉淀,
则Ba2++SO42−=BaSO4↓,
1 1
SO42−~13Fe2(SO4)3~CuSO4,
1 13 1
根据c=nV可知,溶质的物质的量之比等于其物质的量浓度之比,则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓度之比为13:1=1:3,
故答案为:1:3。
(5)XO4−离子中X的化合价为+7价,SO32−离子被氧化生成SO42−,S元素化合价由+4价→+6价,设XO4−离子中X在还原产物中化合价为n,根据得失电子数目相等,则有:0.2×(7−n)=0.3×(6−4),解得:n=4,
故答案为:+4价。
13.【答案】(1)①2.4;
②0.3;
(2)n(NaOH):n(Na2CO3)=3:1[或n(Na2CO3):n(NaOH)=1:3]
【解析】
【分析】
本题主要考查的是化学计量的综合计算和氧化还原反应的计算,意在考查学生的分析能力和计算能力,解题的关键是掌握化学计量之间的关系式和得失电子守恒在计算中的应用。
【解答】
(1)①n(NaOH)=mM=24g40g/mol=0.6mol,c(NaOH)=nV=0.6mol0.25L=2.4mol/L,
故答案为:2.4;
②反应后溶液中氯的化合价降低生成Cl−,化合价升高生成ClO−,ClO3−,设c(ClO−)为x,则c(Cl−)为6x,c(ClO3−)为y,根据得失电子守恒可得:6x=x+5y,解得y=x。Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3,根据原子守恒,c(Cl−)+c(ClO3−)+c(ClO−)=c(Na+)=2.4mol/L,则8x=2.4,x=0.3,则c(ClO−)=0.30mol/L,
故答案为:0.3;
(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,
由根据反应和曲线A可知,没有产生气体消耗的盐酸体积大于生成气体时消耗的盐酸体积,则A中通入二氧化碳后,溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH,
从60ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应,反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,
所以n(NaHCO3)=n(HCl)=(75−60)×10−3L×0.1mol/L=1.5×10−3mol,
根据C原子守恒,所以n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=1.5×10−3mol,
当加入的盐酸体积为75mL时,溶液中的溶质为NaCl,根据氯原子和钠离子守恒可得:n(NaOH)=n(Na+)=n(NaCl)=n(Cl−)=n(HCl)=0.1mol/L×0.075L=7.5×10−3mol,
根据钠离子守恒,通入二氧化碳后,溶液中氢氧化钠的物质的量为7.5×10−3mol−1.5×10−3mol×2=4.5×10−3mol,
则溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为4.5×10−3mol:1.5×10−3mol=3:1.
故答案为:n(NaOH):n(Na2CO3)=3:1[或n(Na2CO3):n(NaOH)=1:3]。
14.【答案】(1)3
(2)17∶16;4∶3
(3)M(a−b)18b
(4)5(a+b−d) g·mol−1
(5)12.5 g
【解析】
【分析】
本题考查物质的量的计算,为高频考点,把握质量、物质的量的关系、分子构成为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意(3)为解答的难点,题目难度不大。
【解答】
(1)含氧原子数相同时,n(O)均能为3mol,则3molH2O中含有的氧原子数与1.5molCO2中含有的氧原子数相等。
(2)将等物质的量的NH3和CH4混合,混合气体中NH3与CH4的质量比为nmol×17g/mol:nmol×16g/mol=17:16。要使NH3与CH4含相同数目的H原子,则NH3和CH4的物质的量之比为4:3。
(3)加热时,结晶水合物A⋅nH2O分解,ag该化合物加热至结晶水全部失去,剩余的残渣为bg,则:m(A)=bg,m(H2O)=ag−bg,n(A)=b/Mmol,n(H2O)=a−b18mol,则:n=nH2OnA=a−b18molbMmol=Ma−b18b。
(5)根据质量守恒定律,C的质量为(a+b−d)g,则C的摩尔质量为a+b−d0.2g/mol=5(a+b−d)g/mol。
(6)配制100 mL 0.5 mol·L−1的硫酸铜溶液,所需胆矾的质量是0.1L×0.5mol/L×250g/mol=12.5g。
15.【答案】(1)100 mL容量瓶;胶头滴管;
(2)2.0;
(3) ②①③⑧⑤⑥⑦④;
(4)1.0 mol/L;
(5)672。
【解析】
【分析】
本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制,题目难度不大。
【解答】
(1)配制90mL溶液需要100mL的容量瓶,在配制溶液的实验中,使用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是100mL容量瓶和胶头滴管;
(2)配制100mL0.50mol/L的NaOH溶液需要NaOH固体的物质的量为0.50mol/L×0.1L=0.05mol,质量为m=0.05mol×40g/mol=2.0g;
(3)配制溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀,其正确的操作顺序为②①③⑧⑤⑥⑦④;
(4)假设盐酸的浓度为c(HCl),根据反应HCl+NaOH=NaCl+H2O可知c(HCl)·v(HCl)=c(NaOH)·v(NaOH),即c(HCl)×0.01L=0.50mol/L×0.02L,解得c(HCl)=1.0mol/L;
(5)根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2mol 3×22.4L
0.04L×0.50mol/L V
2mol0.02mol=3×22.4LV,解得V=0.672L,即672mL。
16.【答案】(1)13.6;B;
(2)AC;烧杯;玻璃棒;
(3)③①④②;
(4)不变;偏高;偏高;
(5)1:2
【解析】
【分析】
本题考查一定物质的量浓度溶液的配制,明确配制原理及操作步骤是解题关键,注意容量瓶规格的选择和使用注意事项,注意误差分析的方法和技巧,题目难度中等。
【解答】
(1)质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的浓度为:c=1000ρωM=1000×1.84×98%98=18.4mol/L,浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变,设浓硫酸的体积为V,所以18.4mol/L×V=0.5/L×0.5L,得V=0.0136L=13.6mL,选取的量筒规格应该等于或大于量取溶液体积,故选20mL量筒;
故答案为:13.6;B;
(2)配制一定物质的量浓度溶液用到仪器:托盘天平、量筒、500mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙等;
故答案为:AC;烧杯;玻璃棒;
(3)浓硫酸溶于水放出大量的热,稀释时应将浓硫酸倒入水中,并不断搅拌,所以量取浓硫酸后,先在烧杯中加入一定量的水,注入浓H2SO4,并用玻璃棒搅动,使其混合均匀,后等稀释的浓H2SO4的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2 至3 次,并将洗涤液全部注入容量瓶,后定容,故操作的顺序为③①④②;
故答案为:③①④②;
(4)①选用的容量瓶内有少量蒸馏水,对溶液的体积不会产生影响,所配溶液准确,对结果无影响;
②未经冷却将溶液注入容量瓶中,待冷却后,溶液体积减少,浓度偏高;
③定容时,俯视液面,导致溶液的体积偏小,浓度偏高;
故答案为:不变;偏高;偏高;
(5)铁与硫酸反应,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铝与硫酸反应,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,取配制的稀硫酸400mL,则硫酸的物质的量n=0.4L×0.5mol⋅L−1=0.2mol,5.5g 铁铝合金恰好完全反应,设铁的物质的量为xmol,铝为ymol,则有:
①56x+27y=5.5;②x+32y=0.2mol;联立①②解得x=0.05mol,y=0.1mol,合金中铁与铝物质的量之比为0.05mol:0.1mol=1:2,
故答案为:1:2。
17.【答案】(1)Ba2+、Fe3+、CO32−
(2)0.1
(3)存在;≥0.3mol/L
(4)取少量溶液于试管中,先加足量的Ba(NO3)2 溶液,过滤,向滤液中加硝酸酸化的硝酸银,若有白色沉淀生成则证明含Cl−
(5)Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O
【解析】
【分析】
本题考查了常见离子的性质及检验方法、离子的共存问题,题目难度中等,明确物质的性质及特殊反应现象是解本题关键,根据物质的性质及题给信息来分析解答。
【解答】
(1)根据实验①,加BaCl2得到沉淀2.33g且加盐酸不溶解,证明溶液中有SO42−,同时产生无色气体,说明溶液中有HCO3−,同时溶液中肯定不含Ba2+和CO32−,(因为BaCO3沉淀与盐酸反应而消失);根据实验②,得出有白色沉淀,说明溶液中含有Mg2+,同时溶液中肯定不含Fe3+(因为Fe(OH)3是红褐色沉淀);
故答案为:Ba2+、Fe3+、CO32−;
(2)加BaCl2得到沉淀2.33克为BaSO4,所以SO42−为2.33g233g/mol=0.01mol,c(SO42−)=0.01mol0.1L=0.1mol/L;
故答案为:0.1;
(3)根据计算得出溶液中c(SO42−)=0.1mol/L,c(HCO3−)=0.224L22.4L/mol×0.1L=0.1mol/L,c( Mg2+)=1.74g58g/mol×0.1L=0.3mol/L,为了保证溶液呈电中性,则氯离子必然存在,其浓度至少为0.3mol/L×2−0.1mol/L×2−0.1mol/L=0.3mol/L,若有Na+,则氯离子的浓度将更大;
故答案为:存在;≥0.3mol/L;
(4)由于溶液中有SO42−存在,加AgNO3检验Cl−会生成Ag2SO4沉淀干扰Cl−的检验,所以在检验Cl−之前,必须将溶液中的SO42−完全除去再来检验,检验方法为:取少量溶液于试管中,先加足量的Ba(NO3)2 溶液,过滤,向滤液中加硝酸酸化的硝酸银,若有白色沉淀生成则证明含Cl−;
答案为:取少量溶液于试管中,先加足量的Ba(NO3)2 溶液,过滤,向滤液中加硝酸酸化的硝酸银,若有白色沉淀生成则证明含Cl−;
(5)白色沉淀为Mg(OH)2 ,加盐酸沉淀溶解的离子方程式为:Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O;
故答案为:Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O。
18.【答案】(1)56/NA;(2)22.4bc/(aNA);aNA/b;(3)80%;
(4)2.5ρmol/L;(5)1000ab/(36.5a+22400)mol·L−1;
(6)C
【解析】
【分析】
本题考查了化学计量的综合计算,涉及物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等知识,熟记公式并综合运用是关键,题目难度一般。
【解答】
(1)相对原子质量在数值上等于该原子的摩尔质量,也等于1mol该原子的质量,则1mol铁原子的质量是56g,1个铁原子的质量等于56NAg;
(2)根据n=NNA,ag气体的物质的量为bNAmol,根据n=mM,该气体的摩尔质量为aNAbg/mol,则cg该气体的物质的量为bcaNAmol,根据V=nVm,该气体的体积在标准状况下为22.4bcaNAL;
(3)标准状况下,密度为0.75g/L的NH3与CH4组成的混合气体,其平均摩尔质量是:0.75g/L×22.4L/mol=16.8g/mol,设混合气体中NH3与CH4分别有xmol、ymol,则:17x+16yx+y=16.8,整理可得x=4y,NH3的体积分数为:xx+y×100%=4yy+4y×100%=80%;
(4)2gCa2+的物质的量为:2g40g/mol=0.05mol,溶液中n(NO3−)=2n( Ca2+)=0.05mol×2=0.1mol,溶液体积为:40g1000ρg/L=250ρL,NO3−的物质的量浓度为:0.1mol250ρL=2.5ρmol/L;
(5)将标准状况下的a L HCl(气)的物质的量为aL22.4L/mol=a22.4mol,氯化氢的质量为a22.4mol×36.5g/mol=36.5a22.4g。所以溶液质量为1000g+36.5a22.4g=(1000+36.5a22.4)g。所以溶液的体积为(1000+36.5a22.4)g1000bg/L=22400+36.5a22400bL,所以溶液浓度为a22.4mol22400+36.5a22400bL=1000ab22400+36.5amol/L。
(6)A.标准状况下的HCl气体22.4L,物质的量是1mol,1L浓度为1mol⋅L−1的盐酸中HCl的物质的量为1mol,但无法计算通入氯化氢后溶液的体积,故A错误;
B.加热浓缩盐酸时,导致盐酸挥发,溶质的物质的量偏小,故B错误;
C.1L浓度为1mol⋅L−1的盐酸的HCl物质的量是1mol,10mol⋅L−1的盐酸0.2L的HCl物质的量是2mol,再稀释至1.5L,所以c=1mol+2mol1.5L=2mol/L,故C正确;
D.浓稀盐酸混合后,溶液的体积不能直接加和,所以混合后溶液的物质的量浓度不是原来的2倍,故D错误。
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