化学计量在实验中的应用题解析.docx
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化学计量在实验中的应用题解析
第一章 化学计量在实验中的应用
第1讲 物质的量、气体摩尔体积
题组一 物质的量、气体摩尔体积
1.下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是(D)
A.摩尔是一个单位,用于计量物质所含微观粒子的多少
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.1mol任何气体所含的气体分子数目都相等
D.用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路都是扩大单位
2.下列叙述正确的是(D)
①标准状况下,0.2mol任何物质的体积均为4.48L
②若1mol气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下
③标准状况下,1LHCl和1LH2O的物质的量相同
④标准状况下,1gH2和14gN2的体积相同
⑤28gCO的体积为22.4L
⑥两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大
⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④B.②③⑥⑦⑧
C.⑤⑥⑦⑧D.④⑦⑧
3.(2009·湖北八校联考)
(1)2molO2和3molO2的质量之比2∶3,分子数之比2∶3,
温同压的密度之比1∶1,含氧原子数之比2∶3,同温同压的体积之比2∶3。
(2)O3与Cl2具有相似的性质,均可用于自来水的消毒。
已知二者在消毒时均被还原为最低价态,则相同状况下10LO3与30LCl2的消毒能力相当。
(3)气体化合物A分子式可表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2,则A的化学式为O3F2,推断的依据为阿伏加德罗定律和质量守恒定律。
题组二 阿伏加德罗常数的应用
4.设阿伏加德罗常数(NA)的数值为nA,下列说法正确的是(C)
A.1molCl2与足量Fe反应,转移的电子数为3nA
B.1.5molNO2与足量H2O反应,转移的电子数为0.5nA
C.常温常压下,46g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3nA
D.0.10molFe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10nA
5.(2010·宁波质检)设NA代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( C )
①常温常压下,17g甲基(-14CH3)所含的中子数为9NA ②常温常压下,22.4LNO气体的分子数小于NA ③64g铜发生氧化还原反应,一定失去2NA个电子 ④常温常压下,100mL0.5mol/L的乙酸溶液中,乙酸的分子数目小于0.05NA ⑤标准状况时,22.4L二氯甲烷所含有的分子数为NA ⑥常温常压下,1mol氦气含有的核外电子数为4NA
A.①②B.③④C.②④D.⑤⑥
6.(2010·黄冈质检)同温同压下,xg的甲气体和yg的乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是(C)
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.x∶y等于等质量的甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下甲与乙的密度之比
D.y∶x等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比
题组三 以物质的量为中心的综合计算
7.某同学用NaHCO3和KHCO3组成的某混合物进行实验,测得如下数据(盐酸的物质的量浓度相等):
50mL盐酸
50mL盐酸
50mL盐酸
m(混合物)
9.2g
15.7g
27.6g
V(CO2)
(标准状况)
2.24L
3.36L
3.36L
则下列分析推理不正确的是(D)A.盐酸的物质的量浓度为3.0mol/L
B.根据表中数据能计算出混合物中NaHCO3的质量分数
C.加入混合物9.2g时盐酸过量
D.15.7g混合物恰好与盐酸完全反应
8.(2010·娄底联考)一定量的液态化合物XY2,在一定量O2中恰好完全反应:
XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672mL,密度为
2.56g/L,则:
(1)反应前O2的体积是672mL;
(2)化合物XY2的摩尔质量是76_g/mol;
(3)在XY2分子中,X、Y两元素质量比为3∶16,则X、Y两元素分别为碳和硫(填名称)。
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)
1.(2009·广东,6)设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的数值,下列说法正确的是( )
A.1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nA
B.乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3nA个氢原子
C.标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nA
D.将0.1mol氯化铁溶于1L水中,所得溶液含有0.1nA个Fe3+
2.(2009·江苏,4)用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是()
A.25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-的数目为0.2NA
B.标准状况下,2.24LCl2与过量稀NaOH溶液反应,转移的电子总数为0.2NA
C.室温下,21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA
D.标准状况下,22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA
3.(2008·海南,3)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是()
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量小
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
4.(2010·合肥抽样)NA代表阿伏加德罗常数,下列说法中,不正确的是()
A.标准状况下,NO和O2各11.2L相混合,所得混合气体的分子总数为0.75NA
B.25℃时,1LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.1NA
C.1molC30H62分子中含有共价键的数目为91NA
D.2.8g乙烯与丙烯的混合物中含碳原子的数目为0.2NA
5.(2010·菏泽质检)下列选项中所涉及的两个量一定相等的是()
A.等物质的量的Al分别与足量盐酸、烧碱反应转移的电子数
B.36gH2O和1.204×1024个O2在标准状况下所占的体积
C.pH相等的氨水与醋酸钠溶液中由水所电离出的OH-浓度
D.pH相等的H2SO4和CH3COOH稀释相同倍数之后溶液的pH
6.(2009·海口检测)已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积,下列物理量中尚不能全部计算出其近似值的是()
A.固体物质分子的大小和质量
B.液体物质分子的大小和质量
C.气体物质分子的大小和质量
D.气体物质分子的质量
7.(2009·南通二模)标准状况下以下3种物质①18gH2O
②11.2LH2S气体 ③0.5mol苯,下列排列顺序正确的是
()
A.密度:
①>③>②B.体积:
①>③>②
C.质量:
③>②>①D.氢原子数:
①>②>③
8.(2010·临沂模拟)在同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。
若乙气体是CO,则甲气体可能是()
A.H2SB.HClC.NH3D.Cl2
9.(2010·绍兴质检)在一定条件下,某化合物X受热分解:
2X
A↑+2B↑+4C↑
测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43,在相同条件下,X的相对分子质量是()
A.11.43B.22.85C.80.01D.160.02
10.(2010·潍坊质检)标准状况下,aL气体X2和bL气体Y2恰好完全反应生成cL气体Z,若2a=6b=3c,则Z的化学式为( )
A.XY2B.X2YC.X3YD.XY3
11.(2009·苏州模拟)现有A、B、C三种化合物,各取40g相混合,完全反应后,得18gB、49gC,还有D生成。
已知D的相对分子质量为106。
现将22gA和11gB反应,能生成D( )
A.1molB.0.5molC.0.275molD.0.25mol
12.(2010·天津二模)下列说法正确的是( )
①标准状况下,22.4L己烯含有的分子数为6.02×1023
②标准状况下,aL的氧气和氮气的混合物含有的分子数约为
×6.02×1023
③7.1g氯气与足量的氢氧化钠溶液反应转移的电子数约为0.2×6.02×1023
④1mol乙醇中含有的共价键数约为7×6.02×1023
定时检测·271~272· 第一章 化学计量在实验中的应用⑤500mL1mol/L的硫酸加NaOH溶液溶液中含有的硫酸根离子数约为1.5×6.02×1023
A.①④B.②⑤C.③④D.②④
二、非选择题(本题包括4小题,共40分)
13.(8分)(2010·沈阳调研)
(1)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,其中O2的质量分数为________。
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________。
(2)相同条件下,某Cl2与O2混合气体100mL恰好与150mLH2化合生成HCl和H2O,则混合气体中Cl2与O2的体积比为________,混合气体的平均相对分子质量为________。
14.(8分)(2010·广东深圳检测)将4molO2和3molNxHy(y>x)的混合气体在150℃和1.05×105Pa下点燃,完全反应后,恢复到原来的温度与压强时,测得反应后N2、O2、H2O(g)的混合气体比原混合气体的密度减少3/10。
(1)此反应的化学方程式是(用NxHy表示)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)推算NxHy化学式的根据是____
____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)x与y的关系式为____
____________________________________________________________________。
15.(12分)(2009·苏北五校联考)某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验。
操作如下:
用质量和容积都相等的烧瓶收集气体,称量收集满气体的烧瓶质量。
数据见表(已换算成标准状况下的数值)。
气体
A
B
C
D
E
F
烧瓶和
气体的
总质量(g)
48.4082
48.4082
48.4082
48.3822
48.4342
48.8762
已知标准状况下,烧瓶的容积为0.293L,烧瓶和空气的总质量是48.4212g。
空气的平均相对分子质量为29。
A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。
(1)上述六种气体中,能够使品红溶液褪色的是(写化学式)____________。
(2)E的相对分子质量是______________。
(3)实验室制取少量D的化学方程式是___
_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)A、B、C可能的化学式是______________。
16.(12分)(创新探究)已知气体X2和气体Y2在一定条件下能化合生成气体C,并知C的化学式只有三种可能:
分别为XY、X2Y或X3Y。
请设计实验(实验装置任选)来确定C的化学式,简述实验过程,分析说明结论。
实验过程:
____
____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论及分析:
①若实验结果是____________,则生成物C的化学式为XY。
判断的依据是____
____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若实验结果是__________,则生成物C的化学式为X2Y。
判断的依据是____
____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2讲 物质的量浓度
题组一 物质的量浓度和质量分数的计算
1.(2010·厦门质检)体积为VmL,密度为ρg/mL的含有相对分子质量为M的某物质的溶液,其中溶质为mg,其物质的量浓度为cmol/L,溶质的质量分数为w%,则下列表示正确的是( B )
A.c=
B.m=
C.w=
%D.c=
2.(2009·佛山一模)某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)( C )
A.0.4mol/LB.0.6mol/L
C.0.8mol/LD.1.0mol/L
3.某温度下Vm=23.8L/mol,则
(1)用一干燥的烧瓶收集一瓶NH3做喷泉实验,实验结束后,所得氨水的物质的量浓度是0.042(或
)mol/L。
(2)如果收集氨气时,所得气体不纯,NH3中混有空气,此时所得氨水的物质的量浓度是0.042(或
)mol/L。
(3)标况下在一烧瓶中充满NO2(不含N2O4)将烧瓶倒置于一水槽中,发现水面在烧瓶内上升,到不再上升为止,所得HNO3的物质的量浓度是
mol/L。
(4)标况下将一混有NO2、O2(体积比4∶1)的混合气做喷泉实验,实验结束后,所得硝酸溶液的物质的量浓度是
×
mol/L或
mol/L。
题组二 溶液稀释和配制
4.实验中需用2.0mol/L的Na2CO3溶液950mL,配制时应选用容量瓶的规格和称取Na2CO3固体的质量分别为( B )
A.950mL;201.4gB.1000mL;212.0g
C.100mL;21.2gD.500mL;100.7g
5.(2010·盐城模拟)常温下,将20.0g14%的NaCl溶液跟30.0g24%的NaCl溶液混合,得到密度为1.17g/cm3的混合溶液。
计算:
(1)该混合溶液中NaCl的质量分数。
(2)该混合溶液中NaCl的物质的量浓度。
(3)在1000g水中需加入________mol氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合溶液浓度相等。
(保留1位小数)
6.(2009·合肥质检)某工厂采用含硫酸和氢氟酸的溶液作为矿物中稀有元素的萃取液,生产要求该萃取液中硫酸的浓度为3mol/L,氢氟酸的浓度为8mol/L,现有一批回收酸液共400L,经测定其中氢氟酸浓度为12mol/L,硫酸的浓度为1mol/L。
现要用此回收酸液配制上述萃取液,400L回收酸液经稀释可以得600L8mol/L的氢氟酸,在400L回收酸液中加入76.1L密度为1.84g/cm3、浓度为98%的浓硫酸,然后加蒸馏水稀释至600_L,即可得到符合要求的萃取液。
【对点训练】
1.根据物质的量浓度与质量分数的换算可知c,再由体积、密度、质量的换算求m。
故A:
c=
,错误;B:
m=V·ρ·w%=
,正确;C:
w%=
×100%=
×100%,错误;D:
c=
=
,错误。
2.本题主要考查铁及其化合物的性质和物质的量浓度的有关计算。
由反应2Fe3++Fe===3Fe2+可知Fe粉过量,0.2molFe3+与过量Fe粉作用生成0.3molFe2+,故反应后Fe2+的总物质的量为0.4mol,溶液中c(Fe2+)=
=0.8mol/L。
3.设烧瓶的体积为VL,收集满NH3,喷泉实验后溶液的体积为VL,溶质的物质的量为nB=
=
mol
cB=
mol/L=0.042mol/L。
如果烧瓶中收集到的气体不纯,则喷泉实验不能使整个烧瓶中都充满水,但是充入溶液的体积必等于混合气体中NH3的体积,答案仍为0.042mol/L。
(3)、(4)两问按Vm=22.4L/mol计算。
4.实验室中没有950mL容量瓶,故只能配制1000mL2.0mol/L的Na2CO3溶液。
5.
(1)120%
(2)4.0mol/L (3)4.3
解析
(1)混合溶液的质量为:
20.0g+30.0g=50.0g
混合溶液中溶质的质量为:
20.0g×14%+30.0g×24%=10.0g
混合溶液中溶质的质量分数为:
×100%=20%
(2)n(NaCl)=
V(溶液)=
c(NaCl)=
=
×
=4.0mol/L
(3)
×100%=20%
n(NaCl)=4.3mol
6.设稀释后溶液体积为V,根据稀释定律,稀释前后HF的物质的量不变。
8mol/L×V=12mol/L×400L,可求得V=600L
又设需加浓硫酸的体积为x,根据H2SO4物质的量守恒,则有:
+400L×1mol/L=600L×3mol/L,解得x=7.61×104mL=76.1L。
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)
1.(2009·浙江理综,9)已知单位体积的稀溶液中,非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高。
则下列溶液沸点最高的是( )
A.0.01mol/L的蔗糖溶液
B.0.01mol/L的CaCl2溶液
C.0.02mol/L的NaCl溶液
D.0.02mol/L的CH3COOH溶液
2.(2008·四川理综,13)在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2,恰好使溶液中的SO
完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3,则原溶液中的Al3+物质的量浓度(mol/L)为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2010·菏泽模拟)某同学用Na2CO3配制0.10mol/L的Na2CO3溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有( )
A.1处B.2处
C.3处D.4处
4.(2009·杭州模拟)下列实验操作中,错误的是( )
A.配制5%的食盐溶液时,将称量的食盐放在烧杯中加适量的蒸馏水搅拌溶解
B.用酸式滴定管准确量取10.00mLKMnO4溶液
C.用500mL容量瓶配制1mol/L的NaOH溶液
D.用pH试纸测得新制氯水的pH为2
5.(2010·福州质检)有一未知浓度的盐酸溶液25mL,在加入0.1mol/LAgNO3溶液25mL后,改加NaOH溶液,结果用去0.1mol/LNaOH溶液25mL恰好完全中和,则此盐酸的物质的量浓度为( )
A.0.2mol/LB.0.5mol/L
C.0.1mol/LD.0.25mol/L
6.(2009·东莞模拟)取100mL0.3mol/L和300mL0.25mol/L的硫酸注入500mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,该混合溶液中H+的物质的量浓度是( )
A.0.21mol/LB.0.42mol/L
C.0.56mol/LD.0.26mol/L
7.(2010·临沂模拟)下列实验操作或记录正确的是( )
A.常温常压下测得1molN2的质量为28g
B.用量筒测得排水法收集制得的氢气体积为50.28mL
C.用两只250mL的容量瓶配制0.1mol/L500mL的NaOH溶液
D.用托盘天平称得2.50g胆矾,受热充分失水后,固体质量减轻0.90g
8.(2010·济南模拟)下列说法中错误的是( )
A.从1L1mol/L的NaCl溶液中取出10mL,其浓度仍是1mol/L
B.制成0.5L10mol/L的盐酸,需要氯化氢气体112L(标准状况)
C.0.5L2mol/LBaCl2溶液中,Ba2+和Cl-总数为3×6.02×1023
D.10g98%硫酸(密度为1.84g/cm3)与10mL18.4mol/L硫酸的浓度是不同的
9.(2010·合肥模拟)在200mL某硫酸盐Rm(SO4)n溶液中,含有1.5NA个SO
和NA个R金属离子(NA表示阿伏加德罗常数),则该盐溶液的浓度为( )
A.2.5mol/LB.5mol/LC.2mol/LD.7.5mol/L
10.(2009·台州模拟)2008年5月我国汶川发生地震灾害,假若你是卫生防疫人员,为配制0.01mol/L的KMnO4消毒液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水
B.溶解搅拌时有液体飞溅
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
11.(2010·惠州质检)50g浓度为cmol/L,密度为ρg/cm3的氨水中加入一定量的水稀释成0.5cm
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