- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上可作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)步骤②加入过量H2O2的目的是 。
(2)步骤③中反应的离子方程式为 。
(3)步骤④中的一系列操作依次为:过滤、 、灼烧、 、称量。
(4)若实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量为 g(用含a的代数式表示,不用化简)。
(5)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。反应原理为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器为 ;
②上述实验中的KMnO4溶液需要酸化,可用于酸化的酸是 。
a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.稀盐酸 d.浓硝酸
正确答案
(1)将 Fe2+全部氧化为Fe3+
(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(3)洗涤 冷却
(4)112a/1600
(5)①250 mL容量瓶 ②b
该流程图中的实验原理是:用H2O2将一定质量FeSO4·7H2O中的Fe2+氧化为Fe3+,然后加入碱溶液,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,经过一系列操作,得到a g Fe2O3固体,据此确定补血剂中铁元素的含量。
(1)为了保证Fe2+被完全氧化为Fe3+且使Fe3+完全沉淀,实验中所加的H2O2和碱溶液都应是过量的。
(2)在步骤③中,Fe3+与加入的碱溶液反应生成Fe(OH)3沉淀。
(3)在步骤④中,经过过滤得到Fe(OH)3沉淀;为了除去沉淀中的杂质,要洗涤沉淀;然后对沉淀进行充分灼烧;冷却后,称量所得到的Fe2O3固体。
(4)10片补血剂中一共含铁g,则每片补血剂中含铁
g。
(5)精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,还需要的最主要仪器是250 mL容量瓶。高锰酸钾有强氧化性,能氧化盐酸,不能用盐酸酸化;硝酸有强氧化性,能氧化Fe2+,也不能酸化高锰酸钾溶液;选用稀硫酸酸化较合适。
38.4 mg铜跟适量浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4 mL(标准状况),求还原产物NO2和NO的物质的量之比
正确答案
9∶1
设HNO3还原产物的平均分子式为NOx,则:
n(Cu)∶n(NOx)="0.600" mmol∶1.00 mmol=3∶5
Cu与HNO3的总反应方程式为:
3Cu+11HNO3=3Cu(NO3)2+5NOx↑+?H2O
先写出反应物和生成物及Cu和NOx的化学计量数3和5,再根据Cu原子守恒和N原子守恒分别得出Cu(NO3)2和HNO3的化学计量数3和11,H2O的化学计量数因与结果无关可不算出
3Cu+11HNO3=3Cu(NO3)2+5NOx+5.5H2O
根据O原子守恒得:
33=18+5x+5.5
x=1.9
即NOx为NO1.9。用十字交叉法:
V(NO2)∶V(NO)=9∶1
标准状况下336 L的NH3溶于1 L水中,所得溶液的质量分数为________,若该溶液的密度为a g/cm3,则物质的量浓度为________。将上述氨水全部转化为NH4Cl,所需4 mol·L-1的盐酸的体积为________。
正确答案
20.32% 11.95a mol·L-1 3.75 L
氨水的质量分数
w=×100%=20.32%。
氨水的物质的量浓度
c(NH3)==11.95a mol·L-1。
NH3+HCl=NH4Cl
n(NH3)==15 mol,
n(HCl)=15 mol,
V(HCl)==
=3.75 L。
按要求书写下列方程式并填写反应类型(12分):
实验室制取氧气(任写一种) 反应类型
实验室制取二氧化碳 反应类型
氢气还原氧化铜 反应类型
铁在氧气中燃烧 反应类型
正确答案
略
略
标准状况下,1体积水吸收500体积NH3后,所得氨水密度为0.9g·cm-3,求氨水中溶质的质量分数和氨水的物质的量浓度各为多少?
正确答案
溶质的质量分数为27.5%;氨水的物质的量浓度为14.6 mol·L-1。
设标准状况下,1L水溶解500LNH3,则:
氨水中溶质的质量分数为:ω=m(NH3)/[m(NH3) + m(H2O)]×100%
=(17g·mol-1×500L/22.4L·mol-1)/(17g·mol-1×500L/22.4L·mol-1+1g·mL-1×1000mL)×100% =27.5%;
故:氨水的物质的量浓度为:c=ρg·mL-1×1000mL·L-1×ω/Mg·mol-1
="0.9" g·mL-1×1000 mL·L-1×27.5%/17g·mol-1
="14.6" mol·L-1。
实验室需用90mL 2mol·L-碳酸钠溶液。
(1)配制该溶液时,根据你的实践经验,下列仪器不可能用到的是_____(填选项)。
A. 托盘天平 B. 烧杯 C. 胶头滴管 D. 100ml容量瓶 E. 90ml容量瓶 F.玻璃棒
(2)实验操作步骤有:A.称取碳酸钠晶体;B.用少量的水将烧杯等仪器洗涤2~3次,每次洗涤液也转移到容量瓶;C.将烧杯中的溶液转移到选定的容量瓶中;D.将碳酸钠晶体置于烧杯中用适量的水溶解,并用玻璃棒搅拌均匀;E.将配好的碳酸钠溶液装入试剂瓶待用并贴好标签;F.向容量瓶加水至刻度线1-2cm处改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切;G.塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。
①上述步骤的正确操作顺序是 B (填写字母)
②本实验称取的碳酸钠晶体的质量是 g
③若定容时仰视刻度线,则所配溶液浓度 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
④用胶头滴管往容量瓶中加水时,不小心液面超过了刻度,处理方法是 (填选项)。
A. 吸出多余液体,使凹液面与刻度线相切
B. 小心加热容量瓶溶液,经蒸发后,使凹液面与刻度线相切
C. 经准确计算加入一定量的浓硫酸
D. 重新配制碳酸钠溶液
正确答案
(1)E
(2)①A D C , F G E(各1分)
②21.2
③偏小(1分)
④D(1分)
试题分析:(1)根据容量瓶的规格可判断,答案选E
(2)①根据配制溶液的一般步骤:称、溶、移、洗、定、摇、转,可得上述步骤的正确操作顺序是A D C , F G E
②100mL 2mol·L-1碳酸钠的质量为0.1L×2mol·L-1×106g·mol-1=21.1g
③定容时仰视刻度线,会使所配溶液的体积偏大,浓度偏小
④用胶头滴管往容量瓶中加水时,不小心液面超过了刻度,只能倒掉重配,答案选D。
钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算:
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32 L(标准状况下)氮气,至少需要叠氮化钠________g。
(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g钠钾合金溶于200 mL水生成0.075 mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。
_____________________________________________________________
②计算并确定该钠钾合金的化学式。
_____________________________________________________________
(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应:
2NaAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3
已知通入二氧化碳336 L(标准状况下),生成24 mol Al(OH)3和15 mol Na2CO3,若通入溶液的二氧化碳为112 L(标准状况下),计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。
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(4)常温下,称取不同氢氧化钠样品溶于水,加盐酸中和至pH=7,然后将溶液蒸干得氯化钠晶体,蒸干过程中产品无损失。
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质,且实验数据可靠。通过计算,分析和比较上表3组数据,给出结论。
正确答案
(1)78
(2)①0.75 mol/L ②NaK2
(3)4:5
(4)结论:实验①所取氢氧化钠样品是NaOH;
实验②和实验③所取氢氧化钠样品应该是NaOH·H2O。
(1)设需要叠氮化钠的质量为x。
2NaN32Na+3N2↑
2 mol×65 g/mol 3 mol×22.4 L/mol
x 40.32 L
则x=78 g。
(2)①c(OH-)=×1000=0.75 mol/L
②设上述合金中含a mol钠、b mol钾
a+b=0.075×2
23a+39b=5.05 a=0.050 mol b=0.10 mol
该钠钾合金化学式为NaK2。
(3)溶液含氢氧化钠。氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠:
15-×24=3 mol
112 L二氧化碳的物质的量:=5 mol
n[Al(OH)3]:n(Na2CO3)=[(5-3)×2]:5=4:5
(4)由氯化钠质量推算,氢氧化钠样品摩尔质量为
M1(氢氧化钠)=×2.40=40 g/mol
M2(氢氧化钠)=×2.32=58 g/mol
M3(氢氧化钠)=×3.48=58 g/mol
结论:实验①所取氢氧化钠样品是NaOH;
实验②和实验③所取氢氧化钠样品应该是NaOH·H2O。
乙烯和乙烷的混合气体共a mol,与b mol O2共存于一密闭容器中,点燃后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO和CO2的混合气体和45 g H2O,试求:
(1)当a=1时,乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4)∶n(C2H6)= 。
(2)当a=1,且反应后CO和CO2的混合气体的物质的量为反应前O2的时,b= ,得到的CO和CO2的物质的量之比n(CO)∶n(CO2)= 。
(3)a的取值范围是 。
正确答案
(1)设C2H4、C2H6的物质的量分别为x、y,则⇒
所以n(C2H4)∶n(C2H6)=1∶1。
(2)设CO、CO2的物质的量分别为m、n,则:
m+n=2 mol,则O2的物质的量b==3 mol,
⇒
所以n(CO)∶n(CO2)=1∶3。
(3)若a mol气体全为C2H4,则4a mol=×2=5 mol,a=
;若a mol气体全为C2H6,则6a mol=
×2=5 mol,a=
。所以
。
(Ⅰ)在室温下,向某一容积固定的真空容器内充入丁烷(气)和氧气,使容器内混合气的总压强达到p1,点火燃烧,氧气反应完全,冷却至室温后容器内气体的总压强为p2。
(1)若丁烷燃烧的生成物只有H2O(液)和CO2,则p2/p1= 。
(2)若=0.64,则反应前混合气中丁烷的物质的量分数= 。
(Ⅱ)设阿伏加德罗常数为NA,在常温常压下气体的摩尔体积为Vm L·mol-1,O2和N2的混合气体a g含有b个分子,则c g该混合气体在常温常压下所占的体积应是 L。
正确答案
(Ⅰ)(1) (2)16% (Ⅱ)
(Ⅰ)2C4H10+13O2点燃,8CO2+10H2O
(1)由于室温下水为液体,所以=
=
。
(2)由于=0.64>
,所以丁烷过量,产物为CO、CO2和H2O(l),根据碳元素守恒,CO和CO2的物质的量之和等于4倍的C4H10的物质的量,设C4H10、O2的物质的量分别为a、b,则
=0.64,
=
,所以丁烷的物质的量分数为
×100%=16%。
(Ⅱ)设该混合气体的摩尔质量为M,则:
·NA=b,则M=
(g·mol-1),所以c g该气体在常温常压下所占的体积应是
·Vm=
·Vm=
。
根据事实,写出下列有关化学反应的符号表达式及其所属的基本反应类型
(1)点燃镁条做信号弹 属于 反应
(2)铁丝燃烧 属于 反应
(3)向过氧化氢中加入二氧化锰 属于 反应
(4)蜂窝煤中硫燃烧 属于 反应
(5)加热氯酸钾 属于 反应
正确答案
① Mg+O2 MgO 属于( 化合 )反应
② Fe+ O2Fe3O4 属于(化合 )反应
③ H2O2 H2O+O2 属于( 分解 )反应
④ S+ O2SO2 属于(化合 )反应
⑤ KClO3 KCl+O2 属于( 分解 )反应
略
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