2024版新教材高考化学复习特训卷单元检测2物质的量
展开1.下列说法中,不正确的是( )
A.0.1 ml N2的质量是2.8 g
B.Mg的摩尔质量是24 g·ml-1
C.2 L 0.1 ml·L-1 NaCl 溶液中,c(Na+)=0.2 ml·L-1
D.标准状况下,11.2 L O2含有的原子数目约为6.02×1023
2.某化学反应在催化剂条件下的转化过程的微观示意图如图所示,NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法不正确的是( )
A.该反应中,氧化性:NO>CO2
B.该反应可表示为
2NO+2CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2+2CO2
C.该反应中,被氧化与被还原的元素的质量之比为 7∶6
D.每生成标准状况下2.24 L N2,转移的电子数为0.4NA
3.用10 mL 0.1 ml·L-1的BaCl2溶液恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是( )
A.3∶2∶2 B.1∶2∶3
C.1∶3∶3 D.3∶1∶1
4.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内都充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.5∶7
C.7∶5 D.4∶3
5.某硫原子的质量是a g,一个12C原子的质量是b g,若用NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为 eq \f(12a,b)
②m g该硫原子的物质的量为 eq \f(m,aNA) ml
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
6.三氯化氮(NCl3)易与水反应:2NCl3+3H2O===3HCl+N2↑+3HClO。若NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.每生成36.5 g HCl转移电子数为2NA
B.0.1 ml NCl3中质子数为6.5NA
C.标准状况下,22.4 L C2H2中含σ键数为5NA
D.100 mL 1 ml·L-1 HClO溶液中阴、阳离子总数为0.2NA
7.Cu和Cu2O均可溶于稀硝酸,化学方程式为Cu+HNO3―→Cu(NO3)2+NO↑+H2O(未配平),Cu2O+HNO3―→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O(未配平)。
现取13.6 g含有Cu2O的粗铜屑与足量稀硝酸反应,固体全部溶解后,加水稀释至100 mL,此时溶液中c(Cu2+)=2 ml·L-1。则粗铜屑中Cu和Cu2O的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.9∶2
C.2∶1 D.1∶2
8.标准状况下有①0.112 L水(密度按1 g/cm3计算);②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6 g H2S气体;④0.2 ml NH3,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
9.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)<M(乙),则分子数:甲<乙
B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:
甲<乙
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
10.如图所示,在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在A、B、C处分别充入等质量的X、H2、Y三种气体,当隔板静止时,A、C内的气体密度相等,下列说法正确的是( )
A.X的相对分子质量等于Y的相对分子质量
B.X的相对分子质量比Y的相对分子质量小
C.气体的体积:V(X)>V(H2)>V(Y)
D.物质的量:n(X)
A.加热含4 ml HCl的浓盐酸与足量MnO2的混合物,使其充分反应,转移的电子数为2NA
B.1 L 0.1 ml·L-1 MgCl2溶液中Cl-的质量为7.1 g
C.常温常压下,32 g O2和O3混合气体中氧原子的物质的量为3 ml
D.用含有1 ml FeCl3的溶液制得Fe(OH)3胶体,胶体中含有NA个Fe(OH)3胶粒
12.现有盐酸和硫酸混合溶液100 mL,其中c(Cl-)=1.6 ml·L-1,现将其分成两等份,往其中一份中滴加足量BaCl2溶液,产生2.33 g白色沉淀,往另一份中投入足量铁片,放出标准状况下V L气体。下列判断正确的是( )
A.原混合酸中n(SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) )=0.02 ml
B.原混合酸中n(H+)=0.18 ml
C.V=1
D.原溶液中HCl、H2SO4的物质的量之和为0.2 ml
13.在0.2 L 由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,对于该溶液成分,下列说法不正确的是( )
A.NaCl的物质的量为0.2 ml
B.溶质MgCl2的质量为9.5 g
C.该混合液中CaCl2的物质的量为0.2 ml
D.将该混合液加水稀释至体积为1 L,向稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,可得到沉淀0.6 ml
14.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论不正确的是( )
A.原混合气体所含氧原子总数为0.6NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.原混合气体的平均摩尔质量为36 g·ml-1
D.原混合气体中CO和CO2的体积之比为2∶1
15.[2023·山东临沂开学考试]铁和铝都是用途广泛的金属,同温同压下,将m g铁与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V1 L;将n g铝与足量浓氢氧化钠溶液反应,生成H2体积为V2 L。下列说法正确的是( )
A.两反应生成H2的物质的量之比为 eq \f(V1,V2)
B.m g铁与足量稀硫酸反应,生成H2的物质的量一定为 eq \f(V1,22.4) ml
C.保持温度压强不变,将n g铝与足量稀硫酸反应,生成H2体积大于V2 L
D.参加反应的铁与铝的质量比 eq \f(m,n) = eq \f(28V2,9V1)
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(10分)CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算:
(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 ml NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为______________________________________L(标准状况)。
(2)某H2中含2.40 ml CO2,该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为________。
(3)CO2和KO2有下列反应:
4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O===4KHCO3+3O2
若9 ml CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 ml O2,则反应前密封舱内H2O的物质的量应该是多少?列式计算。
(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:
CH4+H2O eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) CO+3H2
已知:CO+2H2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) CH3OH
CO2+3H2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) CH3OH+H2O
300 ml CH4完全反应后的产物中,加入100 ml CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 ml,残留氢气120 ml,计算CO2的转化率。
17.(10分)K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如图1:
(1)几种盐的溶解度见图2。反应Ⅲ中,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,进行蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。
(2)检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质的实验操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应Ⅳ的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Mn3O4与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)图3为煅烧MnSO4·H2O时温度与剩余固体质量变化曲线。
①该曲线中B段所表示物质的化学式为________。
②煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大,但当温度超过1 000 ℃时,再冷却后,测得产物的总锰含量反而减小。试分析产物总锰含量减小的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18.(10分)用 18 ml·L-1的浓H2SO4配制100 mL浓度为1.8 ml·L-1的H2SO4溶液,其操作可分为以下几步:
a.用量筒量取________mL浓H2SO4缓缓注入装有约50 mL蒸馏水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌
b.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都倒入容量瓶里
c.将稀释后的H2SO4溶液小心转移至容量瓶中
d.检查容量瓶是否漏液
e.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面距离刻度线1~2 cm处
f.盖紧瓶塞,振荡,摇匀溶液
g.用________向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至液面最低点恰好和环形刻度线相切
(1)依次填写上述各步的空白处。
(2)正确的操作顺序是________(填字母)。
(3)该实验中应选择下列哪种规格的容量瓶________(填字母)。
A.150 mL B.100 mL
C.250 mL
(4)下列操作使所配溶液浓度偏小的是________(填序号)。
①用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线
②配制前,容量瓶内壁上有少量蒸馏水
③未进行上述b操作
19.(11分)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,据此完成下列问题:
(1)“人造空气”(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下,11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g,其中氧气和氦气的分子数之比是________,氧气的质量是________。
(2)设NA为阿伏加德罗常数的值,如果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约是________(用含a、b、c、NA的式子表示)。
(3)钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。10.1 g钠钾合金溶于500 mL水生成0.15 ml氢气。确定该钠钾合金的组成(用NaxKy的形式表示):________;如果所得溶液的体积仍为500 mL,则溶液中NaOH的物质的量浓度为________。
(4)如图,两相邻圆圈内物质间含有相同的某一原子,且该原子的物质的量相同(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
①乙中的N为________,丙中的V为________。
②甲中NO2和丁中N2H4的物质的量之比为________。
20.(14分)试完成下列有关物质的量的相关计算:
(1)将质量比为14∶15的N2和NO混合,则混合气体中N2和NO的物质的量之比为________,该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)3.4 g NH3与标准状况下的________L H2S含有相同数目的氢原子。
(3)一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度可忽略)将容器分成两部分,当左边充入1 ml N2,右边充入CO和CO2的混合气体共18 g时,隔板处于如下图位置(左、右两侧温度相同)。则右侧混合气体中碳原子与氧原子的个数之比为________。
(4)硫酸溶液、氨水的密度与所加水量的关系如图所示(水的密度为1 g/mL),请根据图中信息,回答下列问题:
已知溶质质量分数为a%的氨水物质的量浓度为5 ml·L-1,则溶质质量分数为2a%的氨水的物质的量浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)10 ml·L-1;已知6 ml·L-1的硫酸溶液密度为ρ1 g/mL,3 ml·L-1的硫酸溶液密度为ρ2 g/mL,100 g浓度为6 ml·L-1的硫酸溶液与________mL水混合,可使硫酸的物质的量浓度减小到3 ml·L-1。(用含ρ1、ρ2的式子表示)。
(5)有一硫酸和硝酸的混合溶液,取出其中的10 mL,加入足量BaCl2溶液可得白色沉淀9.32 g;另取10 mL该混合溶液,与25 mL 4 ml·L-1的NaOH溶液恰好完全中和。则混合溶液中c(H2SO4)=________,c(HNO3)=________。
单元检测2 物质的量
1.C 0.1 ml N2的质量m=nM=0.1 ml×28 g·ml-1=2.8 g,故A正确;Mg的相对原子质量为24,所以Mg的摩尔质量是24 g·ml-1,故B正确;2 L 0.1 ml·L-1 NaCl溶液中,c(Na+)=0.1 ml·L-1,故C错误;O2为双原子分子,标准状况下,11.2 L O2为0.5 ml,含有的原子数目约为6.02×1023,故D正确。
2.C 根据题给图像可知,该反应为2NO+2CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2+2CO2,该反应中,NO为氧化剂,CO2为氧化产物,则氧化性:NO>CO2,A项、B项正确;该反应中,被氧化的元素是碳元素,被还原的元素是氮元素,则被氧化与被还原的元素的质量之比为6∶7,C项错误;每生成标准状况下2.24 L N2,转移电子0.4 ml,即转移电子数为0.4NA,D项正确。
3.C 此题虽给出BaCl2溶液的量,但求的是硫酸盐的物质的量之比,可设BaCl2物质的量为1 ml;由Fe2(SO4)3、ZnSO4、K2SO4的化学式可看出,沉淀1 ml Ba2+需SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) 1 ml,而需三种盐的物质的量分别是 eq \f(1,3) ml、1 ml、1 ml,又因三种盐的体积相同,浓度之比等于物质的量之比,为 eq \f(1,3) ∶1∶1=1∶3∶3。
4.A 反应的化学方程式分别为4NO2+O2+2H2O===4HNO3、4NO+3O2+2H2O===4HNO3,O2足量,则生成HNO3的物质的量取决于NO2与NO的体积,由于NO2与NO体积相同,生成HNO3的物质的量相等,即两试管中HNO3的浓度相等,A项正确。
5.B ①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以1个12C原子质量的 eq \f(1,12) ,即 eq \f(12a,b) ,正确;②m g硫原子的个数为 eq \f(m,a) ,其物质的量为 eq \f(m,aNA) ml,正确;③该硫原子的摩尔质量是aNA g·ml-1,不正确;④一个硫原子所含电子数为16,a g该硫原子的个数为1,所含电子数为16,不正确,故答案为B。
6.A 根据2 eq \(N,\s\up6(+3)) eq \(Cl,\s\up6(-1)) 3+3H2O===3HCl+ eq \(N,\s\up6(0)) 2↑+3H eq \(Cl,\s\up6(+1)) O可知,每生成3 ml HCl转移6 ml电子,即每生成36.5 g (1 ml) HCl转移电子数为2NA,A正确;0.1 ml NCl3中含有的质子数为0.1×(7+17×3)NA=5.8NA,B错误;每个C2H2分子中含3个 σ 键和2个 π 键,则标准状况下22.4 L (1 ml) C2H2中含 σ 键数为3NA,C错误;100 mL 1 ml·L-1 HClO溶液中n(HClO)=0.1 ml,HClO为弱电解质,部分电离,且水微弱电离出H+和OH-,故溶液中阴、阳离子总数小于0.2NA,D错误。
7.C Cu和Cu2O的质量之和为13.6 g,100 mL溶液中Cu2+的物质的量为2 ml·L-1×0.1 L=0.2 ml,根据反应前后铜原子守恒,设Cu和Cu2O的物质的量分别为x ml和y ml,则 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(64x+144y=13.6,x+2y=0.2)) ,解得x=0.1,y=0.05,所以Cu和Cu2O的物质的量之比为0.1 ml∶0.05 ml=2∶1,故选C。
8.D 标准状况下,0.112 L水的质量是112 g,物质的量是112 g÷18 g/ml≈6.2 ml,氢原子的物质的量约是12.4 ml;3.01×1023个氯化氢分子的物质的量是0.5 ml,质量是18.25 g,氢原子的物质的量是0.5 ml;13.6 g H2S气体的物质的量是13.6 g÷34 g/ml=0.4 ml,氢原子的物质的量是0.8 ml;0.2 ml氨气的质量是3.4 g,氢原子的物质的量是0.6 ml。A项,体积:①④③②,错误;B项,气体的密度与其摩尔质量成正比,故密度:④③②①,错误;C项,质量:④③②①,错误;D项,氢原子数:②④③①,正确。
9.C 相同温度下,在两个密闭容器中,分别充有等质量、等密度的甲、乙两种气体,根据ρ=m/V可知气体的体积相等,结合n=m/M以及PV=nRT比较压强大小,根据Vm=V/n比较气体摩尔体积大小,根据n=m/M判断气体的物质的量,气体物质的量越大,气体分子数越多.根据n=m/M,若M(甲)
10.A 在A、B、C处分别充入等质量的X、H2、Y三种气体,且X、Y气体的密度相等,相同条件下, eq \f(ρ1,ρ2) = eq \f(M1,M2) ,密度相等则摩尔质量相等,相对分子质量相等,A正确、B错误。n= eq \f(m,M)物质的量相等,相同温度、压强下,X、Y的体积相同,无法确定氢气的物质的量,无法比较与X、Y的物质的量及体积,C、D错误。
11.B 浓盐酸在反应过程中会变稀,稀盐酸不与二氧化锰反应,所以转移电子数小于2NA,A项错误;1 L 0.1 ml·L-1 MgCl2溶液中氯化镁的物质的量n=cV=0.1 ml·L-1×1 L=0.1 ml,0.1 ml 氯化镁中含氯离子的物质的量为0.2 ml,质量为0.2 ml×35.5 g·ml-1=7.1 g,B项正确;氧气和臭氧均由氧原子构成,故32 g混合气体中含有的氧原子的物质的量n= eq \f(32 g,16 g·ml-1) =2 ml,C项错误;Fe(OH)3胶粒是多个Fe(OH)3分子的聚集体,所以用含1 ml FeCl3的溶液制得的Fe(OH)3胶体中含有Fe(OH)3胶粒的数目小于NA,D项错误。
12.A 往其中一份中滴加足量BaCl2溶液,产生2.33 g白色沉淀,沉淀为硫酸钡,硫酸钡的物质的量为 eq \f(2.33 g,233 g·ml-1) =0.01 ml,所以n(H2SO4)=0.01 ml,则原混合溶液中硫酸的物质的量为0.01 ml×2=0.02 ml,故A正确;溶液中c(Cl-)=1.6 ml·L-1,原混合溶液中HCl的物质的量为1.6 ml·L-1×0.1 L=0.16 ml,原混合溶液中n(H+)=0.02 ml×2+0.16 ml=0.2 ml,故B不正确;原混合溶液中n(H+)=0.2 ml,其一半为0.1 ml,根据Fe+2H+===Fe2++H2↑可知,0.1 ml H+与足量的铁反应生成氢气的物质的量为0.05 ml,放出的气体体积为0.05 ml×22.4 L·ml-1=1.12 L,故C不正确;原溶液中HCl和H2SO4的物质的量之和为0.02 ml+0.16 ml=0.18 ml,故D不正确。
13.C A项,根据图像可知,Na+的物质的量浓度为1.0 ml·L-1,Na+来自于NaCl的电离,NaCl的物质的量浓度为1.0 ml·L-1,所以NaCl的物质的量为1.0 ml·L-1×0.2 L=0.2 ml,正确;B项,根据图像可知,Mg2+的物质的量浓度为0.5 ml·L-1,Mg2+来自于MgCl2的电离,所以MgCl2的物质的量浓度为0.5 ml·L-1,所以MgCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.2 L=0.1 ml,MgCl2的质量为95 g·ml-1×0.1 ml=9.5 g,正确;C项,根据图像可知,Cl-的物质的量浓度为3.0 ml·L-1,Cl-来自于NaCl、MgCl2、CaCl2的电离,所以根据原子守恒,来自于CaCl2的Cl-的物质的量浓度为3.0 ml·L-1-1.0 ml·L-1-0.5 ml·L-1×2=1.0 ml·L-1,根据比例关系,CaCl2的物质的量浓度为0.5 ml·L-1,所以CaCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.2 L=0.1 ml,错误;D项,根据图像可知,Cl-的物质的量浓度为3.0 ml·L-1,Cl-的物质的量为3.0 ml·L-1×0.2 L=0.6 ml,溶液稀释前后,溶质的物质的量不变,根据Ag++Cl-===AgCl↓可知,最终得到沉淀的物质的量为0.6 ml,正确。
14.D 设混合气体中CO的物质的量为x ml,CO2的物质的量为y ml,根据混合气体的质量为14.4 g可得28x+44y=14.4 ①;混合气体的物质的量为 eq \f(8.96 L,22.4 L·ml-1) =0.4 ml,所以x+y=0.4 ②;由①②可得x=0.2、y=0.2。原混合气体所含氧原子总数为0.6NA,故A正确;CO2能与NaOH反应,所以气球内收集到的气体为CO,标准状况下体积为0.2 ml×22.4 L·ml-1=4.48 L,故B正确;14.4 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.4 ml,混合气体的平均摩尔质量为 eq \f(14.4 g,0.4 ml) =36 g·ml-1,故C正确;相同条件下,气体体积之比等于物质的量之比,所以二者体积之比为1∶1,故D错误。
15.A 同温同压下,气体的物质的量之比等于体积之比,故两反应生成H2的物质的量之比为 eq \f(V1,V2) ,A正确;该温度和压强下,气体摩尔体积未知,故无法计算H2的物质的量,B错误;由得失电子守恒可知,Al完全反应时产生H2的量不变,故体积仍为V2 L,C错误;根据关系式:Fe~H2,n(Fe)=n(氢气)= eq \f(V1,Vm) ,根据关系式:2Al~3H2,n(Al)= eq \f(2,3) n(氢气)= eq \f(2,3) × eq \f(V2,Vm) = eq \f(2V2,3Vm) ,则 eq \f(n(Fe),n(Al)) = eq \f(\f(V1,Vm),\f(2V2,3Vm)) = eq \f(3V1,2V2) , eq \f(m,n) = eq \f(3V1×56,2V2×27) = eq \f(28V1,9V2) ,D错误。
16.答案:(1)89.6
(2)2.4 ml·L-1≥c≥1.2 ml·L-1
(3)8KO2+6CO2+2H2O===2K2CO3+4KHCO3+6O2
n(CO2)∶n(H2O)=6∶2
n(H2O)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(9,6))) ×2=3(ml)
(4)300 ml CH4完全反应产生H2 900 ml
设CO2转化率为α,CO转化率为β
300β+100α=350
600β+300α=900-120
α=80%
或设CO2转化率为α
900-350×2-100α=120
α= eq \f(80,100) =80%
解析:(1)碳酸氢铵分解产生氨气、水、二氧化碳,干燥后只有氨气和二氧化碳,则2 ml碳酸氢铵分解可得氨气2 ml、二氧化碳2 ml,故在标准状况下体积为4 ml×22.4 L/ml=89.6 L。(2)二氧化碳和氢氧化钠反应可以生成碳酸钠和碳酸氢钠,2.4 ml二氧化碳完全反应生成碳酸钠消耗氢氧化钠4.8 ml,完全生成碳酸氢钠消耗氢氧化钠2.4 ml,由此结合其体积为2 L,可以求出其浓度范围。(3)也可设按照第一式反应的二氧化碳为x ml,按照第二式反应的二氧化碳为y ml,则可以列出方程组:x+y=9,产生氧气为1.5x+0.75y=9,得y=6,则消耗水为 eq \f(6,2) ml=3 ml。(4)由方程式可知300 ml的甲烷完全反应产生氢气900 ml、CO 300 ml,则可设CO反应x ml、CO2反应y ml,则根据甲醇的量可得x+y=350,剩余氢气为900-2x-3y=120。由此可得y=80,则二氧化碳的转化率为 eq \f(80,100) ×100%=80%。
17.答案:(1)趁热过滤
(2)取少量溶液于试管中配成溶液,滴加过量的Ba(NO3)2溶液,再取上层清液滴加AgNO3溶液
(3)MnO2+SO2===MnSO4
(4)Mn3O4+8H++2Cl- eq \(=====,\s\up7(△)) 3Mn2++Cl2↑+4H2O
(5)①Mn3O4 ②部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2,造成总锰含量减少
解析:(1)四种物质中相同温度下硫酸钾溶解度最小,所以反应Ⅲ中蒸发浓缩后硫酸钾析出,趁热过滤减少杂质,得硫酸钾晶体,再洗涤,干燥即可。(2)检验Cl-用硝酸银溶液和稀硝酸,同时又要除去干扰实验的硫酸根离子,具体方案为:取少量溶液于试管中配成溶液,滴加过量的Ba(NO3)2溶液,取上层清液滴加AgNO3溶液。(3)二氧化硫与二氧化锰反应,除杂后得到硫酸锰晶体,可知二者反应生成硫酸锰,反应的化学方程式为MnO2+SO2===MnSO4。(4)+4价锰离子具有氧化性可以氧化氯离子为氯气,四氧化三锰可改写为MnO2·2MnO,MnO2与浓盐酸反应生成MnCl2、Cl2和H2O,MnO与盐酸反应生成MnCl2和H2O,反应的离子方程式为Mn3O4+8H++2Cl- eq \(=====,\s\up7(△)) 3Mn2++Cl2↑+4H2O。(5)①热重曲线中一般先失去结晶水(可能分步),100 g MnSO4·H2O中结晶水的质量为100 g× eq \f(18,55+96+18) ≈10.65 g,可知A为硫酸锰,升高温度盐分解得到金属氧化物,由流程图可知硫酸锰晶体煅烧得到四氧化三锰,100 g MnSO4·H2O分解可以得到四氧化三锰的质量为 eq \f(100 g,(55+96+18)g·ml-1) × eq \f(1,3) ×229 g·ml-1≈45.17 g,故B为Mn3O4。②继续加热产物中总锰含量反而减小,说明吸收了氧,进一步说明B中的锰元素存在低价,可能是部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2,造成总锰含量减少。
18.答案:(1)10.0 胶头滴管 (2)dacbegf (3)B (4)③
解析:(1)设取浓H2SO4的体积为V,根据稀释定律可得:18 ml·L-1×V=1.8 ml·L-1×0.1 L,V=0.01 L,即需用量筒量取10.0 mL浓H2SO4;定容时需用胶头滴管。(2)操作步骤有检查容量瓶是否漏水、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,故正确的顺序为dacbegf。(3)配制100 mL浓度为1.8 ml·L-1的H2SO4溶液,只能选用100 mL的容量瓶,故选B。(4)①用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线,导致n(H2SO4)偏大,溶液的浓度偏大;②配制前,容量瓶内壁上有少量蒸馏水,对溶液配制无影响,溶液的浓度不变;③未进行题述b操作,即未洗涤烧杯和玻璃棒,会导致溶质损失,则溶液浓度偏小。
19.答案:(1)1∶4 3.2 g (2) eq \f(22.4 bc,aNA) L (3)NaK2 0.2 ml·L-1 (4)①NA 22.4 ②2∶1
解析:(1)11.2 L“人造空气”的物质的量为 eq \f(11.2 L,22.4 L·ml-1) =0.5 ml,质量是4.8 g,设含O2、He的物质的量分别为x ml、y ml,则有x+y=0.5,32x+4y=4.8,得x=0.1、y=0.4,所以氧气和氮气的分子数之比是1∶4;氧气的质量为0.1 ml×32 g·ml-1=3.2 g。(2)如果a g某气体中含有的分子数为b,则a g该气体的物质的量为 eq \f(b,NA) ml,摩尔质量为 eq \f(a g,\f(b,NA) ml) = eq \f(aNA,b) g·ml-1,当该气体为c g时,其物质的量为 eq \f(c g,\f(aNA,b) g·ml-1) = eq \f(bc,aNA) ml,在标准状况下的体积 eq \f(22.4bc,aNA) L。(3)设钠、钾的物质的量分别为a ml、b ml,则
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2 1
a 0.5a
2K+2H2O===2KOH+H2↑
2 1
b 0.5b
有0.5a+0.5b=0.15,23a+39b=10.1,计算可得a=0.1,b=0.2,n(Na)∶n(K)=1∶2,该钠钾合金的组成为NaK2,所得溶液中c(NaOH)= eq \f(0.1 ml,0.5 L) =0.2 ml·L-1。(4)①甲中NO2的物质的量是 eq \f(46 g,46 g·ml-1) =1 ml,含有O原子的物质的量是2 ml,乙和甲中的O原子的物质的量相同,则乙中SO2的物质的量为1 ml,SO2的分子数为NA;丙和乙中S原子的物质的量相同,则丙中H2S的物质的量是1 ml,标准状况下,1 ml H2S的体积为1 ml×22.4 L·ml-1=22.4 L。②甲中NO2的物质的量是1 ml,含有N原子的物质的量是1 ml,甲中NO2和丁中N2H4含有N原子的物质的量相同,则丁中N2H4的物质的量是0.5 ml,甲中NO2和丁中N2H4的物质的量之比为2∶1。
20.答案:(1)1∶1 29 g·ml-1 (2)6.72 (3)2∶3 (4)小于 eq \f(200ρ2,ρ1) -100
(5)4 ml·L-1 2 ml·L-1
解析:(1)由混合气体中N2和NO的质量比为14∶15可知,N2和NO的物质的量之比为 eq \f(14 g,28 g·ml-1) ∶ eq \f(15 g,30 g·ml-1) =1∶1,混合气体的平均摩尔质量为 eq \f(1,2) ×28 g·ml-1+ eq \f(1,2) ×30 g·ml-1=29 g·ml-1。
(2)1个氨气分子中含有3个氢原子,1个硫化氢分子中含有2个氢原子,设3.4 g氨气与标准状况下的V L硫化氡含有相同数目的氢原子,可得 eq \f(3.4 g,17 g·ml-1) ×3= eq \f(V L,22.4 L·ml-1) ×2,解得V=6.72。
(3)由阿伏加德罗定律可知,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比,设一氧化碳和二氧化碳混合气体的物质的量为n,由隔板左右两侧容器的体积比可得1 ml∶n= eq \f(2,3) ∶ eq \f(1,3) ,解得n=0.5 ml;设混合气体中一氧化碳的物质的量为x,由混合气体的质量为18 g可得28 g·ml-1×x+44 g·ml-1×(0.5 ml-x)=18 g,解得x=0.25 ml,则混合气体中碳原子与氧原子的个数之比为(0.25+0.25)ml∶(0.25+0.25×2)ml=2∶3。
(4)设溶质质量分数为a%的氨水的密度为d1 g/mL,由氨水的物质的量浓度为5 ml·L-1可得 eq \f(1 000×d1×a%,17) ml·L-1=5 ml·L-1,设溶质质量分数为2a%的氨水的密度为d2 g/mL、物质的量浓度为c ml·L-1,可得 eq \f(1 000×d2×2a%,17) ml·L-1=c ml·L-1,两式相比可得c= eq \f(10d2,d1) ,由氨水浓度越大密度越小可知 eq \f(d2,d1) <1,则c<10;设需要水的体积为x mL,由题意可知混合后所得的3 ml·L-1硫酸溶液的质量为(100+x)g,由稀释定律可得: eq \f(100+x,ρ2) ×10-3 L×3 ml·L-1= eq \f(100,ρ1) ×10-3 L×6 ml·L-1,解得x= eq \f(200ρ2,ρ1) -100。
(5)由加入足量BaCl2溶液可得硫酸钡白色沉淀9.32 g可知,10 mL混合溶液中硫酸的物质的量为 eq \f(9.32 g,233 g·ml-1) =0.04 ml,则硫酸的浓度为 eq \f(0.04 ml,0.01 L) =4 ml·L-1;由10 mL该混合溶液与25 mL 4 ml·L-1的NaOH溶液恰好完全中和可知,硝酸的物质的量为(4 ml·L-1×0.025 L-0.04 ml×2)=0.02 ml,则硝酸的浓度为 eq \f(0.02 ml,0.01 L) =2 ml·L-1。
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