- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
（6分）我国研制的长征捆绑式火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲肼”和四氧化二氮作为液体燃料。
（1）已知偏二甲肼的相对分子质量为60，其中含碳40%，含氢13.33%，其余为氮。则n(C)：n(H)：n(N)＝ _____________偏二甲肼的分子式为____ __ _________；
（2）在发动机中偏二甲肼在四氧化二氮中充分燃烧，生成CO2、H2O、N2，写出该燃烧反应的化学方程式__________________________________________。
正确答案
（1）1∶4∶1；C2H8N2 （2）C2H8N2 + 2N2O4＝2CO2↑ + 4H2O↑ + 3N2↑
（1）据题意：偏二甲肼含氮1 - 40% - 13.33% = 46.67%，1mol偏二甲肼的质量为60 g
则1mol偏二甲肼中：n（C）＝60g×40%÷12 g／mol ＝2 mol
n（N）＝60g×46.67%÷14 g／mol ＝2 mol
n（H）＝60g×13.33%÷1 g／mol ＝8 mol
因此，其分子式为C2H8N2；n(C)：n(H)：n(N)＝2 mol∶8 mol∶2 mol，即1∶4∶1。
（2）可根据质量守恒定律，用设1法配平。设C2H8N2前的系数为1，根据C原子守恒，推知CO2前系数为2，根据H原子守恒，推知H2O前系数为4，再根据O原子守恒，逆推知N2O4前系数为2，最后根据N原子守恒，配平氮气前系数。
现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物，它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。
正确答案
97∶26
可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量，利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97∶26。
氢气和氧气的混合气体，在120℃和一定压强下体积为a升，点燃后发生反应.待恢复至原来温度和压强时，测得其体积为b升.原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少升?
正确答案
讨论：（1）当H2与O2恰好完全反应时，V(H2)＝2(a－b)L；V(O2)＝(a－b)L；或V(H2)＝2/3a L或V(H2)＝b L；或 V(O2)＝1/3aL或V(O2)＝1/2bL
（2）当H2过量时，O2全部参加反应， V(O2)＝(a－b)L； V(H2)＝a－(a－b)＝b(L)
（3）当O2过量时，H2全部参加反应， V(H2)＝2(a－b)L； V(O2)＝a－2(a－b)＝(2b－a)L
设参加反应的H2为x L，O2为y L.
2H2＋O2＝ 2H2O(g) ΔV
2 1 2 1
x y a－b
x＝2(a－b)L y＝(a－b)L
讨论：（1）当H2与O2恰好完全反应时，V(H2)＝2(a－b)L；V(O2)＝(a－b)L；或V(H2)＝2/3a L或V(H2)＝b L；或 V(O2)＝1/3aL或V(O2)＝1/2bL
（2）当H2过量时，O2全部参加反应， V(O2)＝(a－b)L； V(H2)＝a－(a－b)＝b(L)
（3）当O2过量时，H2全部参加反应， V(H2)＝2(a－b)L； V(O2)＝a－2(a－b)＝(2b－a)L本题是根据阿伏加德罗定律进行讨论计算型能力考查题，比较快速的解法是“差量法”。由于本题没有给出具体的数据，不能判断两种气体是恰好反应，还是哪种气体过量，解答时需要讨论。这类考查分类讨论的思想的题目是高考的热点。
实验室用约10%H2O2溶液100mL，现用市售30% H2O2（密度近似为1g·cm-3）来配制，具体配制方法是 。
正确答案
用量筒量取33mL30% H2O2溶液加入烧杯中，再加入67mL水（或加水稀释至100mL），搅拌均匀。
应取30% H2O2的体积为：
V(H2O2)=100mL×1 g·cm-3×10%÷(1g·cm-3×30%)=33.3mL
根据题意，该实验对配制的精度要求较低，故只要用量筒粗略量取即可，且不必考虑两种液体混合后，密度对液体体积的影响。
有一在空气里暴露过的NaOH固体，经分析知其含水7.65%，含Na2CO34.32%，其余是NaOH.若将1g该样品放入含有HCl3.65g的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50g2%的NaOH溶液恰好中和完全.蒸发所得溶液至干，计算所得固体质量是多少克?
正确答案
所得固体质量为5.85g
对分析问题能力较弱的同学来说，本题数据众多、反应物不纯，多步反应等干扰条件具有相当强的迷惑性，它会搅乱学生的思维，使学生身不由己地走入圈套，去一步一步从头分析，多次计算，结果花时间费工夫，还不一定能正确解答.本题若认真分析，就会发现，最后所得固体物质为NaCl，则可由氯元素质量守恒快速解题：
HCl ～ NaCl
36.5 58.5
3.65g 5.85g
在常温下，将1体积氮气和一定量的氧气混和，测得混和气体对氢气的相对密度为14.5，求氧气所占的体积。
正确答案
氧气是1/3体积
根据相对密度计算可得混和气体的平均相对分子质量为29，氮气的相对分子质量是28，而氧气的相对分子质量是32，利用十字交叉法可求得氧气是1/3体积。
在一块大理石（主要成分是CaCO3）上，先后滴加①1mol/LHCl溶液和②0.1mol/LHCl溶液反应快的是滴加了____ _________的（填序号，下同），先后滴加同浓度的③热盐酸和④冷盐酸，反应快的是滴加 的，用⑤大理石块和⑥大理石粉分别跟同浓度的盐酸起反应，反应快的是用了 的。（6分）
正确答案
① ③ ⑥
略
(6分)用NaOH与Na2CO3·nH2O的混合物共28 g配制成100 mL溶液，测得该溶液中c(Na＋)＝4 mol·L－1。另取相同质量的上述混合物，加入足量的盐酸完全反应后，放出的气体在标准状况下的体积为3.36 L，试计算：
(1)原混合物中NaOH的质量分数。(2)Na2CO3·nH2O中的n值。
正确答案
原混合物中NaOH的质量分数为14.3 %，Na2CO3·nH2O中n等于3。
解法Ⅰ：
(1)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
1 mol 22.4 L
n(Na2CO3) 3.36 L
n(Na2CO3)＝＝0.15 mol，由题意得 n(Na＋)＝2n(Na2CO3)＋n(NaOH)＝4 mol·L－1×0.1 L＝0.4 mol
所以n(NaOH)＝0.4 mol－0.3 mol＝0.1 mol，w(NaOH)＝×100%＝14.3%
(2)28 g混合物中Na2CO3·nH2O的质量为28 g－m(NaOH)＝28 g－0.1 mol×40 g·mol－1＝24 g
其中m(Na2CO3)＝0.15 mol×106 g·mol－1＝15.9 g，＝ n＝3
答：原混合物中NaOH的质量分数为14.3 %，Na2CO3·nH2O中n等于3。
解法Ⅱ：(1)n(Na2CO3)＝n(CO2)＝＝0.15 mol
n(NaOH)＝4 mol·L－1×0.1 L－2×0.15 mol＝0.1 mol，w(NaOH)＝×100 %＝14.3 %
(2)结晶水合物中结晶水的质量m(H2O)＝28 g－m(NaOH)－m(Na2CO3)＝28 g－0.1 mol×40 g·mol－1－0.15 mol×106 g·mol－1＝8.1 g，n(H2O)＝＝0.45 mol，结晶水合物Na2CO3·nH2O中 n＝＝＝3。
医院在抢救病危患者时常常要给病急患者输送氧气，为了携带方便，常常使用氧气包.若氧气包的氧气在常压下输出速率为10mL/S，现有一人在距医院有10分钟路程的地方发生车祸，问医护人员带上一个压强为3个大气压、容积为15 L的氧气包是否够用?（提示：对于一定质量的气体有P1V1＝P2V2）
正确答案
带一个氧气包够用。
氧气包是否够用，实际上就是看其是否能维持10分钟的输出时间。先将3个大气压下的氧气转化为常压下的氧气，求出其体积.根据理想气体状态方程：P1V1＝P2V2，V2＝ P1V1/ P2。
V2＝3×15L÷1＝45L＝4.5×104mL
维持输出时间为：t＝4.5×103mL÷10mL/ S＝4.5×103S＝75分钟>10分钟
所以带一个氧气包够用。
实验室需1.0 mol/LNaOH溶液480mL，若用固体NaOH进行配制，则应称NaOH多少克？
正确答案
应称NaOH 20.0 g。
480mL1.0 mol/LNaOH溶液中的NaOH为19.2g，但实验室无480mL容量瓶，应该用比480mL大的容量瓶，1000mL的大得太多，故用500mL容量瓶，以此计算所需NaOH的质量。则0.5L溶液需NaOH质量为： m(NaOH) ＝ 0.5L × 1.0mol/L × 40g/mol ＝ 20.0g。
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