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内蒙古包钢第一中学2019-2020学年高一上学期10月月考化学试题
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化学试卷
注意:本试卷共分为第I卷和第II卷两部分,第I卷(选择题)的答案需用铅笔涂在答题纸的答题卡上,第II卷(非选择题)的答案全部答在答题纸上,考试结束后只交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Na:23
第I卷(选择题 共54分)
一、选择题(本题有18小题,每小题3分,共54分,每小题只有一个选项是正确的)
1.在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A. 表示刺激性物品,A不合题意;
B. 表示有毒物品,B不合题意;
C. 表示易燃物品,C不合题意;
D. 表示腐蚀品,浓硫酸是一种腐蚀品,D符合题意。
故选D。
2.下列说法正确的是
A. 摩尔既是物质的量的单位,又是粒子的数量单位
B. 2 mol O2的摩尔质量是64 g/mol
C. 当摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与阿伏加德罗常数个该物质的微粒的质量总和相等(质量以g为单位)
D. 1 mol SO2中含有2 mol氧元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是粒子的数量单位,故A错误;
B.O2的摩尔质量是32g/mol,与氧气的物质的量多少无关,故B错误;
C.由于质量m=nM,故当摩尔质量以g•mol-1为单位时,摩尔质量在数值上与阿伏伽德罗常数个该物质的微粒即1mol该物质的质量总和相等,故C正确;
D. SO2由1个硫原子和2个氧原子构成,即1mol二氧化硫中含2mol氧原子而不是氧元素,故D错误;
故答案为C。
3.下列实验操作:①过滤 ②溶解 ③蒸馏 ④取用药品 ⑤萃取 ⑥蒸发 ⑦配制一定浓度的溶液,一定要用到玻璃棒的是
A ①②④⑥ B. ①②③⑥ C. ①②⑥⑦ D. ①④⑤⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
根据玻璃棒的作用来考虑:溶解固体时,用玻璃棒搅拌是为了加速溶解;过滤时需用玻璃棒引流,防止液体溅出来;测溶液酸碱性或测pH值时,需用玻璃棒蘸取待测液;蒸发时,用玻璃棒搅拌,防止局部温度过高使液滴飞溅;配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时需用玻璃棒引流。
【详解】①过滤时用玻璃棒引流,故①正确;
②溶解固体时,用玻璃棒搅拌是为了加速溶解,故②正确;
③蒸馏用蒸馏烧瓶等仪器,不用玻璃棒,故③错误;
④取用药品用药匙,不用玻璃棒,故④错误;
⑤萃取用分液漏斗和烧杯,不用玻璃棒,故⑤错误;
⑥蒸发时,用玻璃棒搅拌,故⑥正确;
⑦配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时需用玻璃棒引流,故⑦正确;
综上所述,①②⑥⑦一定要用到玻璃棒,故C正确;
故选C。
4.用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是( )
A. 标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA
B. 常温常压下,1.06 g Na2CO3含有的Na+数为0.02NA
C. 常温常压下,NA个CO2分子占有的体积为22.4 L
D. 物质的量浓度为0.5 mol•L-1的MgCl2溶液中含有Cl﹣个数为NA
【答案】B
【解析】
【详解】A. 标准状况下,水不是气体,则22.4 L H2O不是1mol,则22.4 LH2O所含有的分子数不为NA,故A错误;
B. 1.06g Na2CO3的物质的量为,而1mol Na2CO3中含2mol Na+,故0.01mol Na2CO3中含0.02NA个Na+,故B正确;
C. NA个CO2分子即1mol CO2,但是常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,则1mol CO2的体积大于22.4L,故C错误;
D. 溶液体积不明确,故溶液中的氯离子的个数无法计算,故D错误;
故选B。
【点睛】1. 公式(标况时,Vm=22.4L/mol)的使用是学生们的易错点,并且也是高频考点,在使用时一定看清楚两点:①条件是否为标准状况,②在标准状况下,该物质是否为气体。如:本题A项,标况下水不是气体,C项为常温常压,均不能使用Vm=22.4L/mol计算。
2. D项也是学生们的易错点,往往忽视了题中并没有给出溶液的体积,直接认为溶液体积是1L,进行计算。
5.同温同压下,1 mol H2和1 mol O2,下列有关它们的说法正确的是
A. 质量相同,体积不同 B. 分子数相同,质量不同
C. 体积相同,分子数不同 D. 体积相同,原子数不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据n=m/M,1molH2的质量为2g,1molO2的质量为32g,质量不同,同温同压下,体积比等于物质的量之比,即H2和O2的体积相同,故A错误;
B、利用n=N/NA,1molH2和1molO2中含有分子数相等,质量不相等,故B正确;
C、根据上述分析,体积相同,分子数相同,故C错误;
D、1molH2中含有H的物质的量为2mol,1molO2中含有O的物质的量为2mol,原子数相同,故D正确。
6.下列关于物质的量浓度表述不正确的是
A. 0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-的物质的量之比为2:1
B. 当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
C. 在通常情况下,22.4L的氯化氢气体中含有的HCl分子数小于NA
D. 10 ℃时,0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.3mol•L-1的Na2SO4溶液中Na+、SO42-的物质的量浓度为:0.6mol•L-1,0.3mol•L-1,设溶液体积为VL,则含有Na+和SO42-的物质的量之比为(0.6mol•L-1×VL):(0.3mol•L-1×VL)=2:1,故A正确;
B.溶液的体积不等于溶剂的体积,所以1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度不是1mol•L-1;气体摩尔体积与状态有关,22.4L氨气的物质的量无法求出,所以22.4L氨气溶于水制得1L氨水时,其浓度不一定等于1mol•L-1,故B错误;
C.在通常情况下气体的摩尔体积大于22.4L/mol,则通常情况下的22.4L的氯化氢气体的物质的量小于1mol,含有的HCl分子数小于NA,故C正确;
D.10℃时,0.35mol/L的KCl饱和溶液100mL蒸发掉5g水,冷却到10℃时,其体积小于100 mL,溶液仍然是饱和溶液,溶质的物质的量浓度不变,它的物质的量浓度仍为0.35mol/L,故D正确;
故答案为B。
7.下列实验过程中出现的异常情况,其可能原因分析错误的是
选项
异常情况
可能原因分析
A
蒸发结晶:蒸发皿破裂
将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部
B
分液:分液漏斗中的液体难以滴下
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐
C
蒸馏:冷凝管破裂
冷凝管没有通水或先加热后通水
D
萃取:液体静置不分层
加入萃取剂的量较多
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 蒸发结晶时,由于蒸发皿局部温度过高导致蒸发皿破裂,可能原因为将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部,A正确;
B. 分液漏斗外气体不能进入,导致分液漏斗中的液体难以滴下,原因可能为没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐,B正确;
C.蒸馏时,冷凝管的温度过高导致冷凝管破裂,原因可能为冷凝管没有通水或先加热后通水,C正确;
D. 萃取时,两种液体相互溶解,导致静置不分层,D错误;
答案为D。
8.实验室里需要480 mL 0.1mol/L的硫酸铜溶液,选取容量瓶进行配制,以下操作正确的是[胆矾(CuSO4·5H2O)]
A. 称取7.68 g硫酸铜,加入500 mL水 B. 称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液
C. 称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水 D. 称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液
【答案】D
【解析】
【分析】
欲配制480mL 0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,需要配制500ml 0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,溶液中硫酸铜的物质的量为:0.5L×0.1mol•L-1=0.05mol,需称取硫酸铜的质量为:0.05mol×160g/mol=8g,若称取胆矾,则需要称量的质量为:0.05mol×250g/mol=12.5g,据此对各项进行判断。
【详解】由于实验室中没有480mL容量瓶,只能选用500mL容量瓶,即需要配制500mL0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,溶液中硫酸铜的物质的量为:0.5L×0.1mol•L-1=0.05mol;
A.称取硫酸铜的质量为:0.05mol×160g/mol=8g,称取7.68g硫酸铜,硫酸铜的质量不足,故A错误;
B.胆矾的化学式为CuSO4•5H2O,若称取胆矾,则质量为0.05mol×250g/mol=12.5g,硫酸铜的物质的量不足,故B错误;
C.称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水,配制的溶液的体积不是500mL,所以配制的溶液的浓度不是0.1mol/L,故C错误;
D.称取12.5 g胆矾,胆矾的物质的量为0.05mol,配成500mL溶液,配制的溶液浓度为0.1mol/L,满足题意,故D正确;
故答案为D。
9.某溶液中含有较大量的Cl-、CO32-、OH-3种阴离子,如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序(滴加的试剂均过量)正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液; ②过滤; ③滴加AgNO3溶液; ④滴加Ba(NO3)2溶液
A. ①②④②③ B. ①②③②④ C. ④②①②③ D. ④②③②①
【答案】C
【解析】
【详解】如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,则每加入一种试剂可检验出一种离子,硝酸钡只与CO32-反应,硝酸镁能与CO32-、OH-反应,硝酸银与Cl-、CO32-、OH-反应,则添加顺序为硝酸钡、硝酸镁、硝酸银,综上所述,答案为C。
10.科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是ag,一个12C的原子质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A. 该原子的摩尔质量是aNAg/mol
B. Wg该原子的物质的量是mol
C. 该原子的相对原子质量为
D. 由已知信息可得NA=
【答案】D
【解析】
【详解】A. 摩尔质量为单位物质量的物质所具有的质量,单位是g⋅mol−1,一个原子的质量是ag,则1mol的质量即NA个原子的质量为aNAg,所以该原子的摩尔质量应为aNAg⋅mol−1,故A正确;
B. 根据A项分析知,该原子摩尔质量为aNAg⋅mol−1,则Wg该原子的物质的量为mol,故B正确;
C. 相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的的比值,称为该原子的相对原子质量,则该原子的相对原子质量为,故C正确;
D. 把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,把12g12C中所含碳原子数定义为阿伏加德罗常数,则阿伏加德罗常数应为NA=,故D错误;
故选D。
11.将质量均为m g的O2、X、Y气体分别充入相同容积的密闭容器中,压强(p)与温度(T)的关系如图所示,则X、Y气体分别可能是
A. C2H4、CH4 B. CO2、Cl2 C. SO2、CO2 D. CH4、Cl2
【答案】B
【解析】
【分析】
根据pV=nRT=可知,在质量相同、体积相同、温度相同的条件下,气体的压强与相对分子质量成反比,据此分析解答。
【详解】由图可知,温度相同时,p(氧气)>p(X)>p(Y),根据pV=nRT=可知,在质量相同、体积相同、温度相同的条件下,气体的压强与相对分子质量成反比,则压强越大,相对分子质量越小,由此可得,M(氧气)<M (X)<M (Y),故B符合;
故选B。
12.若20g密度为ρg·cm-3的Ca(NO3)2溶液里含1gCa2+,则NO的物质的量浓度是(mol·L-1)
A. B. C. 2.5ρ D. 1.25ρ
【答案】C
【解析】
【详解】该硝酸钙溶液的体积为:V===cm3,1g钙离子的物质的量为:mol,则该硝酸钙溶液中含有硝酸根离子的物质的量为:mol,则该溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为:c(NO3-)===2.5ρmol•L-1,故答案为C。
13.为了配制100 mL 1 mol/L NaOH 溶液,其中有下列几种操作,错误的操作是()。
①选刚用蒸馏水洗净过的100 mL 容量瓶进行配制
②NaOH 固体在烧杯里刚好完全溶解,立即把溶液转移到容量瓶中
③用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,洗涤液都移入容量瓶中
④使蒸馏水沿着玻璃棒注入容量瓶,直到溶液的凹液面恰好跟刻度相切
⑤由于不慎,液面超过了容量瓶的刻度线,这时采取的措施是使用胶头滴管吸出超过的一部分
A. ①③⑤ B. ①④⑤ C. ②④⑤ D. ③④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①容量瓶不需要烘干,选刚用蒸馏水洗净过的100 mL 容量瓶进行配制,无影响,故正确;
②氢氧化钠溶于水放出热量,应该冷却至室温,再转移至容量瓶中,故错误;
③用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,洗涤液都移入容量瓶中,可减少溶质损失,故正确;
④当液面距离刻度线1~2cm时,应该换用胶头滴管进行定容,直到溶液的凹液面恰好跟刻度相切,故错误;
⑤液面超过了容量瓶的刻度线,则实验失败,只能是重新配制,若使用胶头滴管吸出超过的一部分,会导致所配制溶液的物质的量浓度减小,故错误;
综上所述,②④⑤操作错误,故C符合;
故选C。
14.VL Fe2(SO4)3溶液中含有ag SO42-,取此溶液0.5VL,用水稀释至2VL,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量的浓度为
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. Vmol/L
【答案】A
【解析】
【分析】
根据稀释前后溶质的质量或物质的量相等进行分析;
【详解】VLFe2(SO4)3溶液中含有ag(SO4)2-,则有c(SO42-)=mol·L-1,推出c(Fe3+)=×mol·L-1=mol·L-1,取此溶液0.5V,c(Fe3+)仍为mol·L-1,加水稀释至2VL,根据稀释前后溶质的物质的量不变,得出0.5VL×mol·L-1=2VL×c(Fe3+),推出c(Fe3+)= mol/L,故A正确;
答案:A。
15.把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由Ba2++SO42-═BaSO4↓、Ag++Cl-═AgCl↓计算离子的物质的量,由混合溶液分成5等份,则确定原溶液中钡离子和氯离子的浓度,再利用溶液不显电性来计算原混合溶液中钾离子物质的量浓度。
【详解】取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则
Ba2++SO42-═BaSO4↓
1 1
amol amol
另取一份加入含bmol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则
Ag++Cl-═AgCl↓
1 1
bmol bmol
由混合溶液分成5等份,则原溶液中钡离子的浓度为=10amol/L,
氯离子的浓度为=10bmol/L,
根据溶液不显电性,设原混合溶液中钾离子物质的量浓度为x,则10amol/L×2+x×1=10bmol/L×1,解得x=10(b-2a)mol/L,
答案选D。
16.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)
A. 原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B. 同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C. 若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D. 同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则其压强比为2︰1
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),即Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z);
A.根据m=nM=M,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,现原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A错误;
B.根据密度ρ=,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B正确;
C.气体的物质的量n=,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24 L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C错误;
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和1gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是4:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为4:1,故D错误;
故答案为B。
17.标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g/mL),所得溶液的密度为ρg/mL,质量分数为ω,物质浓度为c mol/L,则下列关系中不正确的是
A.
B.
C.
D. =1000Vρ/(17V+22400)
【答案】A
【解析】
【详解】A.将所给的式子的分子和分母同除以22.4可得,分子表示了溶液的质量,是合理的,但分母表达的是将溶剂的体积与气体的体积直接进行加和得到溶液的体积,这显然是错误的,A项错误;
B.假设取溶液的体积为1L,根据溶质质量分数的本义有:,分子表达了溶质质量,分母表达了溶液的质量,B项正确;
C.将所给的式子分子分母同除以22.4可得:,分子表达了溶质质量,分母表达了溶液的质量,C项正确;
D.将所给式子变形得:,分子代表了溶质的物质的量,分母代表了溶液的体积(单位为L),D项正确;
所以答案选择A项。
18.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入8molN2,右边充入CO和CO2的混合气体共64g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是
A. 右边CO和CO2分子数之比为1:3
B. 右边CO的质量为14g
C. 右边气体密度是相同条件下氧气密度的2倍
D. 若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端1/3 处,若保持温度不变,则前后两次容器内的压强之比为5:6
【答案】D
【解析】
【分析】
已知该密闭容器的中间隔板可自由滑动,则左右两侧气体温度、压强相同,根据同温、同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,据此计算右侧CO和CO2的总物质的量,再结合CO和CO2总质量,计算CO和CO2的物质的量,据此解答。
【详解】已知该密闭容器的中间隔板可自由滑动,则左右两侧气体温度、压强相同,根据同温、同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,左右两侧体积之比为4:1,可知左右两侧气体物质的量之比为4:1,所以右侧CO和CO2的总物质的量=,又CO和CO2总质量为64g,设CO的物质的量为xmol,则二氧化碳物质的量为(2−x)mol,28xg+44(2−x)g=64g,解得x=1.5mol,则CO的物质的量为1.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol,
A. 根据气体的物质的量之比等于其分子数之比,可知右边CO与CO2分子数之比为1.5mol:0.5mol=3:1,故A错误;
B. m(CO)=n(CO)M(CO)=1.5mol×28g/mol=42g,故B错误;
C. 相同条件下,气体密度之比等于其摩尔质量之比,右边气体的平均摩尔质量,与氧气摩尔质量相等,故C错误;
D. 若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端处,则左右两侧体积之比为2:1,充入CO和CO2物质的量为4mol,根据同温、同容积下,气体的压强之比等于其物质的量之比,所以其压强之比为(8+2)mol:(8+4)mol=5:6,故D正确;
故选D。
【点睛】气体的密度,而,则气体的密度还可以这样计算,则同温同压下,气体物质有以下关系。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(本大题共4题,共46分)
19.I.自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在,为了便于研究和利用,常需对混合物进行分离和提纯。下列A、B、C、D是中学常见的混合物分离或提纯的装置。
请根据混合物分离或提纯的原理,回答在下列实验中需要使用哪种装置。将A、B、C、D 填入适当的空格中。
(1)碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙__________;
(2)氯化钠溶液中分离出氯化钠___________;
(3)分离39%的乙醇溶液___________;
(4)分离溴的氯化钠溶液____________;
Ⅱ.利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空
已知某饱和氯化钠溶液体积为VmL,溶液密度为d g/cm3,质量分数为w,物质的量浓度为c mol/L,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度是_________
(2)用w、d表示溶液的物质的量浓度是_________
(3)用c、d表示溶液的质量分数是__________
【答案】 (1). B (2). D (3). A (4). C (5). mol·L-1 (6). mol·L-1 (7).
【解析】
【分析】
I. 根据混合物的性质选择相应的装置进行分离;
Ⅱ. 根据公式、、进行计算。
【详解】I. (1)碳酸钙不溶于水,可用过滤的方法从碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙,故答案为:B;
(2)氯化钠易溶于水,可用蒸发的方法从氯化钠溶液中分离出氯化钠,故答案为:D;
(3)乙醇和水是互溶的两种液体,可用蒸馏的方法分离乙醇和水,故答案为:A;
(4)溴易溶于四氯化碳而难溶于水,且四氯化碳与水不互溶,则可以用四氯化碳萃取氯化钠溶液中的溴单质,再分液,故答案为:C;
Ⅱ. (1)NaCl的物质的量为,则NaCl溶液的物质的量浓度是,故答案为:mol·L-1;
(2)根据公式可知,该溶液的物质的量浓度是,故答案为:mol·L-1;
(3)由可知,,则该溶液的质量分数是,故答案为:。
【点睛】该公式中,涉及溶液的密度,质量分数,物质的量浓度,密度的单位为g/cm3,是同学们的易忘点。
20.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下:(用于沉淀的试剂稍过量)
(1)第①步中,操作A是________,第⑤步中,操作B用到的玻璃仪器是________。
(2)第④步中,写出相应的化学方程式(设粗盐溶液中Ca2+的主要存在形式为CaCl2)_________。
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是_________。
(4)判断BaCl2已过量的方法是___________。
(5)下列是某学生设计操作A后混合液中Cl-、SO42-的检验步骤请根据内容填空:
①首先检验_________离子,应先加入过量的_____________。
②将所得混合物_________(填操作名称),然后滤液中加入试剂_________检验另一离子。
【答案】 (1). 溶解 (2). 漏斗、烧杯、玻璃棒 (3). CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl (4). 操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度 (5). 取第②步后的上层清液,滴入几滴BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无沉淀生成,则表明BaCl2已过量 (6). SO42- (7). Ba(NO3)2 HNO3 (8). 过滤 (9). AgNO3(HNO3)
【解析】
【分析】
由流程可知,首先应将粗盐进行溶解,则①中操作A为溶解,②中加入过量氯化钡溶液,生成硫酸钡沉淀,除去SO42-,③中加入过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,④中加入过量碳酸钠溶液,除去Ca2+以及过量的Ba2+,生成CaCO3、BaCO3沉淀,⑤中操作B为过滤,滤液中的溶质有氯化钠、过量的氢氧化钠以及过量的碳酸钠,再加盐酸后,与氢氧化钠、碳酸钠反应生成氯化钠,蒸发、结晶、烘干得到精盐,据此解答该题。
【详解】(1)由以上分析知,第①步中,操作A是溶解,第⑤步中,操作B是过滤,过滤需用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒,故答案为:溶解;漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)第④步中,加入过量碳酸钠溶液,除去Ca2+以及过量的Ba2+,则反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,故答案为:CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)操作③④中生成Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀,若先用盐酸调pH再过滤,则Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度,故答案为:操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度;
(4)若BaCl2已过量,说明操作②后,溶液中没有SO42-离子,因此检验溶液中是否含有SO42-离子即可,故答案为:取第②步后的上层清液,滴入几滴BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无沉淀生成,则表明BaCl2已过量;
(5)①检验Cl-,一般用Ag+,检验SO42-,一般用Ba2+,Ag2SO4是微溶物,因此先检验SO42-,防止其他离子对实验的干扰,需要加入过量的Ba(NO3)2和HNO3溶液,如果得到沉淀,说明含有SO42-,故答案为:SO42-;Ba(NO3)2 HNO3;
②将所得混合物过滤,然后向滤液中加入AgNO3(HNO3)溶液,如果有白色沉淀产生,则说明有Cl-存在,故答案为:过滤;AgNO3(HNO3)。
21.有关物质的量的计算是中学化学的重要部分,请回答下列有关物质的量的计算问题。
(1)等质量的O2和O3所含分子个数比为________,所含原子个数比为_______。
(2)设NA为阿伏加德罗常数的数值,如果a g氧气中含有的分子数为b,则c g氧气在标准状况下的体积约是__________(用含NA的式子表示)。
(3)在同温、同压下,实验测得CO、N2和O2三种气体的混合气体的密度是H2的14.5倍,若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1,则混合气体中氧元素的质量分数为__________。
(4)标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M g/mol)完全溶于0.1 L水(密度1 g/cm3)中,所得溶液的密度为d g/mL,则此溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
(5)100mL0.3mol/LNa2SO4溶液和50mL0.2mol/LAl2(SO4)3溶液混合后(溶液体积保持不变),溶液中SO42-的物质的量浓度为____________。
【答案】 (1). 3:2 (2). 1:1 (3). (4). 48.3% (5). mol/L (6). 0.4mol/L
【解析】
【分析】
(1)根据可知,等质量的O2和O3所含分子个数之比与摩尔质量成反比;
(2)气体的组分都为氧气,所以其质量与分子数成正比,据此计算cg氧气中的分子数,再计算其物质的量,进而计算体积;
(3)首先根据同温同压下,气体物质有以下关系,计算混合气体的平均相对分子质量,其中CO、N2的相对分子质量都是28,因此可看作CO和O2的混合气体;
(4)根据公式,进行计算;
(5)混合前后SO42-的物质的量不变。
【详解】(1)根据可知,等质量的O2和O3所含分子个数之比与摩尔质量成反比,所以二者分子数之比=48g/mol:32g/mol=3:2,根据分子构成知,其原子个数之比=(3×2):(2×3)=1:1,故答案为:3:2;1:1;
(2)ag氧气含有的分子数为b,设c g氧气含有的分子数为x,气体的组分都为氧气,所以其质量与分子数成正比,则有,解得,cg氧气的物质的量为,则其体积为,故答案为:;
(3)混合气体的密度是H2的14.5倍,同温同压下,气体物质有以下关系,则混合气体的平均相对分子质量为14.5×2=29,CO、N2的相对分子质量都是28,因此可看作是CO和O2的混合气体,设CO和N2的总物质的量为xmol,O2的物质的量为ymol,则28x+32y=29(x+y),整理得,若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1,则混合气体中氧元素的质量分数为,故答案为:48.3%;
(4)该气体的物质的量为,质量为,溶液的体积为,则此溶液的物质的量浓度为,故答案为:mol/L;
(5)混合前后SO42-的物质的量不变,n(SO42-)=0.1L×0.3mol/L+0.05L×0.2mol/L×3=0.06mol,溶液的体积为150mL,则混合后溶液中SO42-的物质的量浓度为,故答案为:0.4mol/L。
22.实验室用固体烧碱配制0.5mol/L的NaOH溶液490mL,用质量分数为98%,密度为1.84 g/cm3的浓硫酸配制0.6mol/L的硫酸溶液500mL。请回答下列问题:
(1)计算需要NaOH固体质量_________ g。
(2)有以下仪器:①烧杯 ②药匙 ③250mL容量瓶 ④500mL容量瓶 ⑤玻璃棒⑥托盘天平 ⑦量筒。配制以上两种溶液必须使用的玻璃仪器_________(填序号),还缺少的仪器是_________。
(3)定容的具体操作方法是:________
(4)根据计算得知,需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为______mL,如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用__________ mL量筒最好。
(5)配制过程中,下列操作会引起结果偏高的是__________(填序号)
①未洗涤烧杯、玻璃棒
②称量NaOH的时间太长
③定容时俯视刻度
④容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
⑤NaOH溶液未冷却至室温就转移到容量瓶
⑥量取浓硫酸时,仰视量筒刻度线
【答案】 (1). 10.0 (2). ①④⑤ (3). 胶头滴管 (4). 将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线 (5). 16.3 (6). 20 (7). ③⑤⑥
【解析】
【分析】
(1)依据配制溶液的体积选择合适的容量瓶,依据m=cVM计算需要溶质的质量;
(2)根据配制一定物质的量浓度的溶液步骤选用仪器,然后判断还缺少的仪器;
(3)根据定容的操作叙述;
(4)依据计算浓硫酸的物质的量浓度,依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变计算需要用浓硫酸的体积,依据浓硫酸体积选择合适规格的量筒;
(5)分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响,依据进行误差分析。
【详解】(1)用固体烧碱配制0.5mol/L的NaOH溶液490mL,应选择500mL容量瓶,实际配制500mL溶液,需要氢氧化钠的质量:0.5mol/L×0.5L×40g/mol=10.0g,故答案为:10.0;
(2)配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤为:计算、称量(量取)、溶解(稀释)、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等,必须使用的玻璃仪器有:烧杯、500mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等,故还缺少的玻璃仪器为胶头滴管,故答案为:①④⑤;胶头滴管;
(3)定容的具体操作方法是将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,故答案为:将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线;
(4)98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的物质的量浓度为,设需要浓硫酸的体积为V,则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得:18.4mol/L×V=0.6mol/L×0.5L,解得V=16.3mL,量取16.3mL溶液,应选择20mL量筒,故答案为:16.3;20;
(5)①未洗涤烧杯、玻璃棒,导致溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故不选;
②称量NaOH的时间太长,导致秤取的固体中氢氧化钠质量偏小,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故不选;
③定容时俯视刻度,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故选;
④容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故不选;
⑤NaOH溶液未冷却至室温就转移到容量瓶,冷却后,溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故选;
⑥量取浓硫酸时,仰视量筒刻度线,导致量取浓硫酸体积偏大,溶质的物质的量偏大,溶液浓度偏高,故选;
故答案为:③⑤⑥。
【点睛】容量瓶只有一条刻度线,只能配制与其规格相对应体积的溶液。容量瓶有以下规格:25mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等,因此该题中配制490 mLNaOH溶液,需要使用500mL容量瓶,在使用公式n(NaOH)=cV计算NaOH物质的量时,一定注意代入的体积为0.5L,而不是0.49L,这是学生们的易错点。容量瓶的选用原则:如果所配制溶液的体积正好与容量瓶的某一规格一致,直接选用该规格的容量瓶即可,如果不一致,那么选择的容量瓶的规格跟实际配制溶液的体积相比较要大而近,比如该题配制490ml溶液选用500ml容量瓶,再由实际配制的体积计算需要溶质的物质的量。
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注意:本试卷共分为第I卷和第II卷两部分,第I卷(选择题)的答案需用铅笔涂在答题纸的答题卡上,第II卷(非选择题)的答案全部答在答题纸上,考试结束后只交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Na:23
第I卷(选择题 共54分)
一、选择题(本题有18小题,每小题3分,共54分,每小题只有一个选项是正确的)
1.在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A. 表示刺激性物品,A不合题意;
B. 表示有毒物品,B不合题意;
C. 表示易燃物品,C不合题意;
D. 表示腐蚀品,浓硫酸是一种腐蚀品,D符合题意。
故选D。
2.下列说法正确的是
A. 摩尔既是物质的量的单位,又是粒子的数量单位
B. 2 mol O2的摩尔质量是64 g/mol
C. 当摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与阿伏加德罗常数个该物质的微粒的质量总和相等(质量以g为单位)
D. 1 mol SO2中含有2 mol氧元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,不是粒子的数量单位,故A错误;
B.O2的摩尔质量是32g/mol,与氧气的物质的量多少无关,故B错误;
C.由于质量m=nM,故当摩尔质量以g•mol-1为单位时,摩尔质量在数值上与阿伏伽德罗常数个该物质的微粒即1mol该物质的质量总和相等,故C正确;
D. SO2由1个硫原子和2个氧原子构成,即1mol二氧化硫中含2mol氧原子而不是氧元素,故D错误;
故答案为C。
3.下列实验操作:①过滤 ②溶解 ③蒸馏 ④取用药品 ⑤萃取 ⑥蒸发 ⑦配制一定浓度的溶液,一定要用到玻璃棒的是
A ①②④⑥ B. ①②③⑥ C. ①②⑥⑦ D. ①④⑤⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
根据玻璃棒的作用来考虑:溶解固体时,用玻璃棒搅拌是为了加速溶解;过滤时需用玻璃棒引流,防止液体溅出来;测溶液酸碱性或测pH值时,需用玻璃棒蘸取待测液;蒸发时,用玻璃棒搅拌,防止局部温度过高使液滴飞溅;配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时需用玻璃棒引流。
【详解】①过滤时用玻璃棒引流,故①正确;
②溶解固体时,用玻璃棒搅拌是为了加速溶解,故②正确;
③蒸馏用蒸馏烧瓶等仪器,不用玻璃棒,故③错误;
④取用药品用药匙,不用玻璃棒,故④错误;
⑤萃取用分液漏斗和烧杯,不用玻璃棒,故⑤错误;
⑥蒸发时,用玻璃棒搅拌,故⑥正确;
⑦配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时需用玻璃棒引流,故⑦正确;
综上所述,①②⑥⑦一定要用到玻璃棒,故C正确;
故选C。
4.用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是( )
A. 标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA
B. 常温常压下,1.06 g Na2CO3含有的Na+数为0.02NA
C. 常温常压下,NA个CO2分子占有的体积为22.4 L
D. 物质的量浓度为0.5 mol•L-1的MgCl2溶液中含有Cl﹣个数为NA
【答案】B
【解析】
【详解】A. 标准状况下,水不是气体,则22.4 L H2O不是1mol,则22.4 LH2O所含有的分子数不为NA,故A错误;
B. 1.06g Na2CO3的物质的量为,而1mol Na2CO3中含2mol Na+,故0.01mol Na2CO3中含0.02NA个Na+,故B正确;
C. NA个CO2分子即1mol CO2,但是常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,则1mol CO2的体积大于22.4L,故C错误;
D. 溶液体积不明确,故溶液中的氯离子的个数无法计算,故D错误;
故选B。
【点睛】1. 公式(标况时,Vm=22.4L/mol)的使用是学生们的易错点,并且也是高频考点,在使用时一定看清楚两点:①条件是否为标准状况,②在标准状况下,该物质是否为气体。如:本题A项,标况下水不是气体,C项为常温常压,均不能使用Vm=22.4L/mol计算。
2. D项也是学生们的易错点,往往忽视了题中并没有给出溶液的体积,直接认为溶液体积是1L,进行计算。
5.同温同压下,1 mol H2和1 mol O2,下列有关它们的说法正确的是
A. 质量相同,体积不同 B. 分子数相同,质量不同
C. 体积相同,分子数不同 D. 体积相同,原子数不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据n=m/M,1molH2的质量为2g,1molO2的质量为32g,质量不同,同温同压下,体积比等于物质的量之比,即H2和O2的体积相同,故A错误;
B、利用n=N/NA,1molH2和1molO2中含有分子数相等,质量不相等,故B正确;
C、根据上述分析,体积相同,分子数相同,故C错误;
D、1molH2中含有H的物质的量为2mol,1molO2中含有O的物质的量为2mol,原子数相同,故D正确。
6.下列关于物质的量浓度表述不正确的是
A. 0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-的物质的量之比为2:1
B. 当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
C. 在通常情况下,22.4L的氯化氢气体中含有的HCl分子数小于NA
D. 10 ℃时,0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.3mol•L-1的Na2SO4溶液中Na+、SO42-的物质的量浓度为:0.6mol•L-1,0.3mol•L-1,设溶液体积为VL,则含有Na+和SO42-的物质的量之比为(0.6mol•L-1×VL):(0.3mol•L-1×VL)=2:1,故A正确;
B.溶液的体积不等于溶剂的体积,所以1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度不是1mol•L-1;气体摩尔体积与状态有关,22.4L氨气的物质的量无法求出,所以22.4L氨气溶于水制得1L氨水时,其浓度不一定等于1mol•L-1,故B错误;
C.在通常情况下气体的摩尔体积大于22.4L/mol,则通常情况下的22.4L的氯化氢气体的物质的量小于1mol,含有的HCl分子数小于NA,故C正确;
D.10℃时,0.35mol/L的KCl饱和溶液100mL蒸发掉5g水,冷却到10℃时,其体积小于100 mL,溶液仍然是饱和溶液,溶质的物质的量浓度不变,它的物质的量浓度仍为0.35mol/L,故D正确;
故答案为B。
7.下列实验过程中出现的异常情况,其可能原因分析错误的是
选项
异常情况
可能原因分析
A
蒸发结晶:蒸发皿破裂
将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部
B
分液:分液漏斗中的液体难以滴下
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐
C
蒸馏:冷凝管破裂
冷凝管没有通水或先加热后通水
D
萃取:液体静置不分层
加入萃取剂的量较多
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 蒸发结晶时,由于蒸发皿局部温度过高导致蒸发皿破裂,可能原因为将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部,A正确;
B. 分液漏斗外气体不能进入,导致分液漏斗中的液体难以滴下,原因可能为没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐,B正确;
C.蒸馏时,冷凝管的温度过高导致冷凝管破裂,原因可能为冷凝管没有通水或先加热后通水,C正确;
D. 萃取时,两种液体相互溶解,导致静置不分层,D错误;
答案为D。
8.实验室里需要480 mL 0.1mol/L的硫酸铜溶液,选取容量瓶进行配制,以下操作正确的是[胆矾(CuSO4·5H2O)]
A. 称取7.68 g硫酸铜,加入500 mL水 B. 称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液
C. 称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水 D. 称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液
【答案】D
【解析】
【分析】
欲配制480mL 0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,需要配制500ml 0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,溶液中硫酸铜的物质的量为:0.5L×0.1mol•L-1=0.05mol,需称取硫酸铜的质量为:0.05mol×160g/mol=8g,若称取胆矾,则需要称量的质量为:0.05mol×250g/mol=12.5g,据此对各项进行判断。
【详解】由于实验室中没有480mL容量瓶,只能选用500mL容量瓶,即需要配制500mL0.1mol•L-1的硫酸铜溶液,溶液中硫酸铜的物质的量为:0.5L×0.1mol•L-1=0.05mol;
A.称取硫酸铜的质量为:0.05mol×160g/mol=8g,称取7.68g硫酸铜,硫酸铜的质量不足,故A错误;
B.胆矾的化学式为CuSO4•5H2O,若称取胆矾,则质量为0.05mol×250g/mol=12.5g,硫酸铜的物质的量不足,故B错误;
C.称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水,配制的溶液的体积不是500mL,所以配制的溶液的浓度不是0.1mol/L,故C错误;
D.称取12.5 g胆矾,胆矾的物质的量为0.05mol,配成500mL溶液,配制的溶液浓度为0.1mol/L,满足题意,故D正确;
故答案为D。
9.某溶液中含有较大量的Cl-、CO32-、OH-3种阴离子,如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序(滴加的试剂均过量)正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液; ②过滤; ③滴加AgNO3溶液; ④滴加Ba(NO3)2溶液
A. ①②④②③ B. ①②③②④ C. ④②①②③ D. ④②③②①
【答案】C
【解析】
【详解】如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,则每加入一种试剂可检验出一种离子,硝酸钡只与CO32-反应,硝酸镁能与CO32-、OH-反应,硝酸银与Cl-、CO32-、OH-反应,则添加顺序为硝酸钡、硝酸镁、硝酸银,综上所述,答案为C。
10.科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是ag,一个12C的原子质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A. 该原子的摩尔质量是aNAg/mol
B. Wg该原子的物质的量是mol
C. 该原子的相对原子质量为
D. 由已知信息可得NA=
【答案】D
【解析】
【详解】A. 摩尔质量为单位物质量的物质所具有的质量,单位是g⋅mol−1,一个原子的质量是ag,则1mol的质量即NA个原子的质量为aNAg,所以该原子的摩尔质量应为aNAg⋅mol−1,故A正确;
B. 根据A项分析知,该原子摩尔质量为aNAg⋅mol−1,则Wg该原子的物质的量为mol,故B正确;
C. 相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的的比值,称为该原子的相对原子质量,则该原子的相对原子质量为,故C正确;
D. 把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,把12g12C中所含碳原子数定义为阿伏加德罗常数,则阿伏加德罗常数应为NA=,故D错误;
故选D。
11.将质量均为m g的O2、X、Y气体分别充入相同容积的密闭容器中,压强(p)与温度(T)的关系如图所示,则X、Y气体分别可能是
A. C2H4、CH4 B. CO2、Cl2 C. SO2、CO2 D. CH4、Cl2
【答案】B
【解析】
【分析】
根据pV=nRT=可知,在质量相同、体积相同、温度相同的条件下,气体的压强与相对分子质量成反比,据此分析解答。
【详解】由图可知,温度相同时,p(氧气)>p(X)>p(Y),根据pV=nRT=可知,在质量相同、体积相同、温度相同的条件下,气体的压强与相对分子质量成反比,则压强越大,相对分子质量越小,由此可得,M(氧气)<M (X)<M (Y),故B符合;
故选B。
12.若20g密度为ρg·cm-3的Ca(NO3)2溶液里含1gCa2+,则NO的物质的量浓度是(mol·L-1)
A. B. C. 2.5ρ D. 1.25ρ
【答案】C
【解析】
【详解】该硝酸钙溶液的体积为:V===cm3,1g钙离子的物质的量为:mol,则该硝酸钙溶液中含有硝酸根离子的物质的量为:mol,则该溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为:c(NO3-)===2.5ρmol•L-1,故答案为C。
13.为了配制100 mL 1 mol/L NaOH 溶液,其中有下列几种操作,错误的操作是()。
①选刚用蒸馏水洗净过的100 mL 容量瓶进行配制
②NaOH 固体在烧杯里刚好完全溶解,立即把溶液转移到容量瓶中
③用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,洗涤液都移入容量瓶中
④使蒸馏水沿着玻璃棒注入容量瓶,直到溶液的凹液面恰好跟刻度相切
⑤由于不慎,液面超过了容量瓶的刻度线,这时采取的措施是使用胶头滴管吸出超过的一部分
A. ①③⑤ B. ①④⑤ C. ②④⑤ D. ③④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①容量瓶不需要烘干,选刚用蒸馏水洗净过的100 mL 容量瓶进行配制,无影响,故正确;
②氢氧化钠溶于水放出热量,应该冷却至室温,再转移至容量瓶中,故错误;
③用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,洗涤液都移入容量瓶中,可减少溶质损失,故正确;
④当液面距离刻度线1~2cm时,应该换用胶头滴管进行定容,直到溶液的凹液面恰好跟刻度相切,故错误;
⑤液面超过了容量瓶的刻度线,则实验失败,只能是重新配制,若使用胶头滴管吸出超过的一部分,会导致所配制溶液的物质的量浓度减小,故错误;
综上所述,②④⑤操作错误,故C符合;
故选C。
14.VL Fe2(SO4)3溶液中含有ag SO42-,取此溶液0.5VL,用水稀释至2VL,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量的浓度为
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. Vmol/L
【答案】A
【解析】
【分析】
根据稀释前后溶质的质量或物质的量相等进行分析;
【详解】VLFe2(SO4)3溶液中含有ag(SO4)2-,则有c(SO42-)=mol·L-1,推出c(Fe3+)=×mol·L-1=mol·L-1,取此溶液0.5V,c(Fe3+)仍为mol·L-1,加水稀释至2VL,根据稀释前后溶质的物质的量不变,得出0.5VL×mol·L-1=2VL×c(Fe3+),推出c(Fe3+)= mol/L,故A正确;
答案:A。
15.把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由Ba2++SO42-═BaSO4↓、Ag++Cl-═AgCl↓计算离子的物质的量,由混合溶液分成5等份,则确定原溶液中钡离子和氯离子的浓度,再利用溶液不显电性来计算原混合溶液中钾离子物质的量浓度。
【详解】取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则
Ba2++SO42-═BaSO4↓
1 1
amol amol
另取一份加入含bmol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则
Ag++Cl-═AgCl↓
1 1
bmol bmol
由混合溶液分成5等份,则原溶液中钡离子的浓度为=10amol/L,
氯离子的浓度为=10bmol/L,
根据溶液不显电性,设原混合溶液中钾离子物质的量浓度为x,则10amol/L×2+x×1=10bmol/L×1,解得x=10(b-2a)mol/L,
答案选D。
16.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)
B. 同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C. 若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D. 同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则其压强比为2︰1
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),即Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z);
A.根据m=nM=M,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,现原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A错误;
B.根据密度ρ=,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B正确;
C.气体的物质的量n=,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24 L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C错误;
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和1gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是4:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为4:1,故D错误;
故答案为B。
17.标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g/mL),所得溶液的密度为ρg/mL,质量分数为ω,物质浓度为c mol/L,则下列关系中不正确的是
A.
B.
C.
D. =1000Vρ/(17V+22400)
【答案】A
【解析】
【详解】A.将所给的式子的分子和分母同除以22.4可得,分子表示了溶液的质量,是合理的,但分母表达的是将溶剂的体积与气体的体积直接进行加和得到溶液的体积,这显然是错误的,A项错误;
B.假设取溶液的体积为1L,根据溶质质量分数的本义有:,分子表达了溶质质量,分母表达了溶液的质量,B项正确;
C.将所给的式子分子分母同除以22.4可得:,分子表达了溶质质量,分母表达了溶液的质量,C项正确;
D.将所给式子变形得:,分子代表了溶质的物质的量,分母代表了溶液的体积(单位为L),D项正确;
所以答案选择A项。
18.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入8molN2,右边充入CO和CO2的混合气体共64g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是
A. 右边CO和CO2分子数之比为1:3
B. 右边CO的质量为14g
C. 右边气体密度是相同条件下氧气密度的2倍
D. 若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端1/3 处,若保持温度不变,则前后两次容器内的压强之比为5:6
【答案】D
【解析】
【分析】
已知该密闭容器的中间隔板可自由滑动,则左右两侧气体温度、压强相同,根据同温、同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,据此计算右侧CO和CO2的总物质的量,再结合CO和CO2总质量,计算CO和CO2的物质的量,据此解答。
【详解】已知该密闭容器的中间隔板可自由滑动,则左右两侧气体温度、压强相同,根据同温、同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,左右两侧体积之比为4:1,可知左右两侧气体物质的量之比为4:1,所以右侧CO和CO2的总物质的量=,又CO和CO2总质量为64g,设CO的物质的量为xmol,则二氧化碳物质的量为(2−x)mol,28xg+44(2−x)g=64g,解得x=1.5mol,则CO的物质的量为1.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol,
A. 根据气体的物质的量之比等于其分子数之比,可知右边CO与CO2分子数之比为1.5mol:0.5mol=3:1,故A错误;
B. m(CO)=n(CO)M(CO)=1.5mol×28g/mol=42g,故B错误;
C. 相同条件下,气体密度之比等于其摩尔质量之比,右边气体的平均摩尔质量,与氧气摩尔质量相等,故C错误;
D. 若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端处,则左右两侧体积之比为2:1,充入CO和CO2物质的量为4mol,根据同温、同容积下,气体的压强之比等于其物质的量之比,所以其压强之比为(8+2)mol:(8+4)mol=5:6,故D正确;
故选D。
【点睛】气体的密度,而,则气体的密度还可以这样计算,则同温同压下,气体物质有以下关系。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(本大题共4题,共46分)
19.I.自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在,为了便于研究和利用,常需对混合物进行分离和提纯。下列A、B、C、D是中学常见的混合物分离或提纯的装置。
请根据混合物分离或提纯的原理,回答在下列实验中需要使用哪种装置。将A、B、C、D 填入适当的空格中。
(1)碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙__________;
(2)氯化钠溶液中分离出氯化钠___________;
(3)分离39%的乙醇溶液___________;
(4)分离溴的氯化钠溶液____________;
Ⅱ.利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空
已知某饱和氯化钠溶液体积为VmL,溶液密度为d g/cm3,质量分数为w,物质的量浓度为c mol/L,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度是_________
(2)用w、d表示溶液的物质的量浓度是_________
(3)用c、d表示溶液的质量分数是__________
【答案】 (1). B (2). D (3). A (4). C (5). mol·L-1 (6). mol·L-1 (7).
【解析】
【分析】
I. 根据混合物的性质选择相应的装置进行分离;
Ⅱ. 根据公式、、进行计算。
【详解】I. (1)碳酸钙不溶于水,可用过滤的方法从碳酸钙悬浊液中分离出碳酸钙,故答案为:B;
(2)氯化钠易溶于水,可用蒸发的方法从氯化钠溶液中分离出氯化钠,故答案为:D;
(3)乙醇和水是互溶的两种液体,可用蒸馏的方法分离乙醇和水,故答案为:A;
(4)溴易溶于四氯化碳而难溶于水,且四氯化碳与水不互溶,则可以用四氯化碳萃取氯化钠溶液中的溴单质,再分液,故答案为:C;
Ⅱ. (1)NaCl的物质的量为,则NaCl溶液的物质的量浓度是,故答案为:mol·L-1;
(2)根据公式可知,该溶液的物质的量浓度是,故答案为:mol·L-1;
(3)由可知,,则该溶液的质量分数是,故答案为:。
【点睛】该公式中,涉及溶液的密度,质量分数,物质的量浓度,密度的单位为g/cm3,是同学们的易忘点。
20.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下:(用于沉淀的试剂稍过量)
(1)第①步中,操作A是________,第⑤步中,操作B用到的玻璃仪器是________。
(2)第④步中,写出相应的化学方程式(设粗盐溶液中Ca2+的主要存在形式为CaCl2)_________。
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是_________。
(4)判断BaCl2已过量的方法是___________。
(5)下列是某学生设计操作A后混合液中Cl-、SO42-的检验步骤请根据内容填空:
①首先检验_________离子,应先加入过量的_____________。
②将所得混合物_________(填操作名称),然后滤液中加入试剂_________检验另一离子。
【答案】 (1). 溶解 (2). 漏斗、烧杯、玻璃棒 (3). CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl (4). 操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度 (5). 取第②步后的上层清液,滴入几滴BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无沉淀生成,则表明BaCl2已过量 (6). SO42- (7). Ba(NO3)2 HNO3 (8). 过滤 (9). AgNO3(HNO3)
【解析】
【分析】
由流程可知,首先应将粗盐进行溶解,则①中操作A为溶解,②中加入过量氯化钡溶液,生成硫酸钡沉淀,除去SO42-,③中加入过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,④中加入过量碳酸钠溶液,除去Ca2+以及过量的Ba2+,生成CaCO3、BaCO3沉淀,⑤中操作B为过滤,滤液中的溶质有氯化钠、过量的氢氧化钠以及过量的碳酸钠,再加盐酸后,与氢氧化钠、碳酸钠反应生成氯化钠,蒸发、结晶、烘干得到精盐,据此解答该题。
【详解】(1)由以上分析知,第①步中,操作A是溶解,第⑤步中,操作B是过滤,过滤需用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒,故答案为:溶解;漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)第④步中,加入过量碳酸钠溶液,除去Ca2+以及过量的Ba2+,则反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,故答案为:CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)操作③④中生成Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀,若先用盐酸调pH再过滤,则Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度,故答案为:操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3沉淀会与盐酸反应生成可溶物质而无法过滤除去,从而影响精盐的纯度;
(4)若BaCl2已过量,说明操作②后,溶液中没有SO42-离子,因此检验溶液中是否含有SO42-离子即可,故答案为:取第②步后的上层清液,滴入几滴BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无沉淀生成,则表明BaCl2已过量;
(5)①检验Cl-,一般用Ag+,检验SO42-,一般用Ba2+,Ag2SO4是微溶物,因此先检验SO42-,防止其他离子对实验的干扰,需要加入过量的Ba(NO3)2和HNO3溶液,如果得到沉淀,说明含有SO42-,故答案为:SO42-;Ba(NO3)2 HNO3;
②将所得混合物过滤,然后向滤液中加入AgNO3(HNO3)溶液,如果有白色沉淀产生,则说明有Cl-存在,故答案为:过滤;AgNO3(HNO3)。
21.有关物质的量的计算是中学化学的重要部分,请回答下列有关物质的量的计算问题。
(1)等质量的O2和O3所含分子个数比为________,所含原子个数比为_______。
(2)设NA为阿伏加德罗常数的数值,如果a g氧气中含有的分子数为b,则c g氧气在标准状况下的体积约是__________(用含NA的式子表示)。
(3)在同温、同压下,实验测得CO、N2和O2三种气体的混合气体的密度是H2的14.5倍,若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1,则混合气体中氧元素的质量分数为__________。
(4)标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M g/mol)完全溶于0.1 L水(密度1 g/cm3)中,所得溶液的密度为d g/mL,则此溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
(5)100mL0.3mol/LNa2SO4溶液和50mL0.2mol/LAl2(SO4)3溶液混合后(溶液体积保持不变),溶液中SO42-的物质的量浓度为____________。
【答案】 (1). 3:2 (2). 1:1 (3). (4). 48.3% (5). mol/L (6). 0.4mol/L
【解析】
【分析】
(1)根据可知,等质量的O2和O3所含分子个数之比与摩尔质量成反比;
(2)气体的组分都为氧气,所以其质量与分子数成正比,据此计算cg氧气中的分子数,再计算其物质的量,进而计算体积;
(3)首先根据同温同压下,气体物质有以下关系,计算混合气体的平均相对分子质量,其中CO、N2的相对分子质量都是28,因此可看作CO和O2的混合气体;
(4)根据公式,进行计算;
(5)混合前后SO42-的物质的量不变。
【详解】(1)根据可知,等质量的O2和O3所含分子个数之比与摩尔质量成反比,所以二者分子数之比=48g/mol:32g/mol=3:2,根据分子构成知,其原子个数之比=(3×2):(2×3)=1:1,故答案为:3:2;1:1;
(2)ag氧气含有的分子数为b,设c g氧气含有的分子数为x,气体的组分都为氧气,所以其质量与分子数成正比,则有,解得,cg氧气的物质的量为,则其体积为,故答案为:;
(3)混合气体的密度是H2的14.5倍,同温同压下,气体物质有以下关系,则混合气体的平均相对分子质量为14.5×2=29,CO、N2的相对分子质量都是28,因此可看作是CO和O2的混合气体,设CO和N2的总物质的量为xmol,O2的物质的量为ymol,则28x+32y=29(x+y),整理得,若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1,则混合气体中氧元素的质量分数为,故答案为:48.3%;
(4)该气体的物质的量为,质量为,溶液的体积为,则此溶液的物质的量浓度为,故答案为:mol/L;
(5)混合前后SO42-的物质的量不变,n(SO42-)=0.1L×0.3mol/L+0.05L×0.2mol/L×3=0.06mol,溶液的体积为150mL,则混合后溶液中SO42-的物质的量浓度为,故答案为:0.4mol/L。
22.实验室用固体烧碱配制0.5mol/L的NaOH溶液490mL,用质量分数为98%,密度为1.84 g/cm3的浓硫酸配制0.6mol/L的硫酸溶液500mL。请回答下列问题:
(1)计算需要NaOH固体质量_________ g。
(2)有以下仪器:①烧杯 ②药匙 ③250mL容量瓶 ④500mL容量瓶 ⑤玻璃棒⑥托盘天平 ⑦量筒。配制以上两种溶液必须使用的玻璃仪器_________(填序号),还缺少的仪器是_________。
(3)定容的具体操作方法是:________
(4)根据计算得知,需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为______mL,如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用__________ mL量筒最好。
(5)配制过程中,下列操作会引起结果偏高的是__________(填序号)
①未洗涤烧杯、玻璃棒
②称量NaOH的时间太长
③定容时俯视刻度
④容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
⑤NaOH溶液未冷却至室温就转移到容量瓶
⑥量取浓硫酸时,仰视量筒刻度线
【答案】 (1). 10.0 (2). ①④⑤ (3). 胶头滴管 (4). 将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线 (5). 16.3 (6). 20 (7). ③⑤⑥
【解析】
【分析】
(1)依据配制溶液的体积选择合适的容量瓶,依据m=cVM计算需要溶质的质量;
(2)根据配制一定物质的量浓度的溶液步骤选用仪器,然后判断还缺少的仪器;
(3)根据定容的操作叙述;
(4)依据计算浓硫酸的物质的量浓度,依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变计算需要用浓硫酸的体积,依据浓硫酸体积选择合适规格的量筒;
(5)分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响,依据进行误差分析。
【详解】(1)用固体烧碱配制0.5mol/L的NaOH溶液490mL,应选择500mL容量瓶,实际配制500mL溶液,需要氢氧化钠的质量:0.5mol/L×0.5L×40g/mol=10.0g,故答案为:10.0;
(2)配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤为:计算、称量(量取)、溶解(稀释)、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等,必须使用的玻璃仪器有:烧杯、500mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等,故还缺少的玻璃仪器为胶头滴管,故答案为:①④⑤;胶头滴管;
(3)定容的具体操作方法是将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,故答案为:将水沿玻璃棒注入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线;
(4)98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的物质的量浓度为,设需要浓硫酸的体积为V,则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得:18.4mol/L×V=0.6mol/L×0.5L,解得V=16.3mL,量取16.3mL溶液,应选择20mL量筒,故答案为:16.3;20;
(5)①未洗涤烧杯、玻璃棒,导致溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故不选;
②称量NaOH的时间太长,导致秤取的固体中氢氧化钠质量偏小,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故不选;
③定容时俯视刻度,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故选;
④容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故不选;
⑤NaOH溶液未冷却至室温就转移到容量瓶,冷却后,溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故选;
⑥量取浓硫酸时,仰视量筒刻度线,导致量取浓硫酸体积偏大,溶质的物质的量偏大,溶液浓度偏高,故选;
故答案为:③⑤⑥。
【点睛】容量瓶只有一条刻度线,只能配制与其规格相对应体积的溶液。容量瓶有以下规格:25mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等,因此该题中配制490 mLNaOH溶液,需要使用500mL容量瓶,在使用公式n(NaOH)=cV计算NaOH物质的量时,一定注意代入的体积为0.5L,而不是0.49L,这是学生们的易错点。容量瓶的选用原则:如果所配制溶液的体积正好与容量瓶的某一规格一致,直接选用该规格的容量瓶即可,如果不一致,那么选择的容量瓶的规格跟实际配制溶液的体积相比较要大而近,比如该题配制490ml溶液选用500ml容量瓶,再由实际配制的体积计算需要溶质的物质的量。
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