- 物质的量的有关计算
- 共2032题
黄色固体聚合硫酸铁（SPFS）是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用．SPFS可表示成Fex（OH）y（SO4）z•nH2O．工业上常用的一种制备流程为：
在SPFS的多个质量指标中，盐基度是重要的质量指标之一，盐基度定义为：盐基度=n（OH-）/3n（Fe）×100%．式中n（OH-）、n（Fe）分别表示固体聚合硫酸铁中OH-和Fe的物质的量．试回答下列问题．
（1）写出在酸性介质中用NaClO3氧化FeSO4•7H2O的离子方程式．
（2）取7.51g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.48g，向上述滤液中加入NH3•H2O，调节溶液pH=6，经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.80g．试计算该固体聚合硫酸铁的盐基度．
（3）计算出该固体聚合硫酸铁样品的化学式．
正确答案
（1）氯酸根离子具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生的氧化还原反应为：
6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O，
答：6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O；
（2）根据生成氧化铁的量可以计算得：n（Fe）=
所以n（SO42-）=
答：该固体聚合硫酸铁的盐基度是14.29%；
（3）根据质量守恒可以得出Fex（OH）y（SO4）z•nH2O中水的量n（H2O）=（7.51g-0.035mol×56g•mol-1-0.045mol×96 g•mol-1-0.015mol×17 g•mol-1）/18 g•mol-1=0.054mol，又知道：n（Fe）=0.035mol，n（OH-）=0.015mol，n（SO42-）=0.045mol，化学式中各元素的物质的量之比等于其个数值比，即化学式：Fe35（OH）15（SO4）45•54H2O，
答：该固体聚合硫酸铁样品的化学式为Fe35（OH）15（SO4）45•54H2O．
有CO和O2的混合气体共5.04L（STP），点燃恰好可以完全反应，通过计算回答：
①混合气体中CO和O2的物质的量各是多少摩？
②将生成的二氧化碳气体通入足量的浓度为0.5mol•L-1NaOH溶液中充分反应，则消耗该NaOH溶液的体积是多少升？
正确答案
混合气体的物质的量为：n=
①设CO的物质的量为n（CO），由方程式2CO+O2
则：n（CO）+n（O2）=0.225mol，n（CO）=2n（O2），
解之得：n（CO）=0.15mol，n（O2）=0.075mol，
答：混合气体中CO和O2的物质的量各是0.15mol、0.075mol；
②n（CO2）=n（CO）=0.15mol，
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
1 2
0.15mol n（NaOH）
n（NaOH）=0.3mol，
V（NaOH）=
答：消耗该NaOH溶液的体积是0.6L．
自然界存在某天然碱（纯净物）的化学组成可表示为aNa2CO3•bNaHCO3•cH2O（a、b、c 为正整数）．现称取不同质量的天然碱样品，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30.0ml，产生CO2 的体积（标准状况）如图所示．
（1）若用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2______mL（标准状况）．
（2）另取3.32g天然碱样品于3000C加热分解至完全（3000C 时Na2CO3 不分解）产生CO2 112ml（标准状况）和水0.450g，试通过计算确定该天然碱的化学式．
（3）实验所用盐酸的物质的量浓度是多少？
（4）若在上述某次实验中，收集到336ml（标准状况）的气体，该此实验中称取天然碱样品的质量可能是多少？
正确答案
解析：题中图示表示将30mL盐酸逐滴加入样品溶液中，所加样品质量与生成CO2的体积（标准状况）的关系．
（1）m（样品）≤4.98g时，样品质量与CO2体积成正比．设2.49g样品反应生成CO2的体积为V，则
（2）3.32g样品中，n（NaHCO3）=2n（CO2）=2×
n（H2O）=
由碳元素守恒得：
n（Na2CO3）=
故该天然碱的组成为：2Na2CO3・NaHCO3・2H2O．
答：该天然碱的组成为：2Na2CO3・NaHCO3・2H2O．
（3）当4.98g≤m（样品）≤12.45g时，30mL盐酸全部参加反应．其中m（样品）=4.98g时，样品中Na2CO3、NaHCO3都恰好生成CO2；m（样品）=12.45g时，样品中Na2CO3恰好生成NaHCO3．任一情形用于计算盐酸浓度都很方便．
样品质量为4.98g时，反应式为：
2Na2CO3・NaHCO3・2H2O+5HCl=5NaCl+3CO2↑+5H2O
由以上可知，消耗n（HCl）=
答：实验所用盐酸的物质的量浓度是2.5mol/L．
（4）收集到336ml气体时，可能存在两种情况：①盐酸过量，②天然碱过量，
①盐酸过量时，设天然碱的质量为x，
则
②天然碱过量时，设需要ymol天然碱，
则含有2ymolNa2CO3，ymolNaHCO3，发生反应有：
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl=CO2↑+NaCl+H2O
则：2y+
y=0.03mol，
则m（2Na2CO3••NaHCO3•2H2O）=0.03mol×332g/mol=9.96g．
答：盐酸过量时1.66克； 天然碱过量时9.96克
（1）448mL某气体在标准状况下的质量为1.28g，该气体的摩尔质量约为______；
（2）12.4gNa2R中含Na+0.4mol，则Na2R的摩尔质量为______，R的相对原子质量为______；
（3）5molCO2的质量是______；在标准状况下所占的体积约为______；所含的分子数目约为______；所含氧原子的数目约为______．
正确答案
（1）在标准状况下，Vm=22.4L/mol，则气体的物质的量为
该气体的摩尔质量为
（2）Na2R中含Na+0.4mol，则Na2R的物质的量为0.2mol，Na2R的摩尔质量为
Na2R的相对分子质量为62，则R相对原子质量为62-23×2=16，故答案为：62g/mol；16；
（3）5molCO2的质量为5mol×44g/mol=220g，其标准状况下所占的体积为5mol×22.4L/mol=112L，
分子数为5×6.02×1023=3.01×1024，氧原子的数目为5×2×6.02×1023=6.02×1024，
故答案为：220g；112L；3.01×1024；6.02×1024．
(1)标准状况下，112 mL某气体的质量为 0.14 g，则其摩尔质量为____，相对分子质量为___。
(2)1. 56 g的某金属与足量盐酸完全反应，生成+1 价的金属离子和0. 04 g氢气，则该金属的摩尔质量为___。
正确答案
(1)28 g.mol-1 ；28
(2)39 g.mol-1
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