- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
（10分）等质量的两种金属粉末A、B分别与同浓度的足量稀盐酸反应，都生成+2价金属氯化物，其反应情况如图所示：
(1) 两种金属的活动性顺序是_____>______
两种金属氯化物的摩尔质量是_____>______
(2) 将两种金属粉末按一定比例混合后，进行甲、乙 丙三组实验，三组实验各取500mL同浓度的盐酸 溶液加入该种混合粉末，产生气体，有关数据如下：
①乙组实验中，盐酸________(填“过量”、“适量”或“不足量”)
②上述所用的盐酸的物质的量浓度为_____mol/L，混合粉末的平均摩尔质量是________。
正确答案
略
某草酸盐晶体KxFey(C2O4)z•wH2O中铁为+3价，草酸根为-2价，且知x+y+z=7。取该晶体做了以下实验：
① 取4．910g晶体在不同温度下加热至恒重，所得固体的化学式和质量如下表：
加热到300℃以上时，还生成了一种不常见的碳的氧化物气体（用R表示）；
② 另取4．910g晶体，经过加酸溶解、加足量碱沉淀、灼烧至恒重，铁元素全部转化为Fe2O3，质量为0．800g。
（1）计算得出草酸盐晶体中结晶水的质量分数为 （保留三位小数）；
（2）R的化学式为 ；
（3）草酸盐晶体的摩尔质量为 ；
（4）试通过计算，确定草酸盐晶体的化学式。
正确答案
（1）11．0%或0．110（3分）
（2）C2O3（3分）
（3）491 （3分）
（4）K3Fe(C2O4)3•3H2O （7分）
试题分析：（1）草酸盐晶体中结晶水的质量分数为：（4．910-4．370）*100%/4．910=11%
（2）300℃ KxFeyO(C2O4)z-1 ；480℃ KxFeyO2(C2O4)z-2 R：C2O3
（3）120℃ 4．370g KxFey(C2O4)z ； 300℃ 3．650g KxFeyO(C2O4)z-1
解：设KxFey(C2O4)z•wH2O的物质的量为n
KxFey(C2O4)z•wH2O→KxFey(C2O4)z→KxFeyO(C2O4)z-1→C2O3
1 1 72
n 4．370-3．650
n=0．01
M=m/n=4．910/0．01="491" (g/mol)
（4）2 KxFey(C2O4)z•wH2O→2KxFey(C2O4)z→2wH2O---------→yFe2O3
2 2 36w y
0．01 4．910-4．370=0．54 0．8/160
y=1 w=3 由因为x+y+z=7。
2KxFey(C2O4)z•wH2O→yFe2O3→2wH2O 铁为+3价，草酸根为-2价，且知x+y+z=7。
x+3y=2z y=1 代入 x+3=2z x+1+ z=7 x=3 z=3
化学式：K3Fe(C2O4)3•3H2O
将一定量的CO2气体通入2 L的NaOH溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与HCl物质的量关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).
(1)O点溶液中所含溶质的化学式为_____________,
(2)O到a点发生反应的离子方程式：____________________________________.
(3)标准状况下通入CO2气体的体积为_____L, NaOH溶液的物质的量浓度为__________________mol·L-1.
正确答案
（1）NaOH Na2CO3 (2) OH- + H+ = H2O CO32-+ H+ = HCO3-
（3）44.8 2.5（每空2分）
（1）由于碳酸钠和盐酸反应是分步进行的，方程式为Na2CO3＋HCl=NaCl=NaHCO3、NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。根据图像可知，生成CO2消耗盐酸的物质的量小于前面消耗的，这说明溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠。
（2）根据（1）中的分析可知，O到a点发生反应的离子方程式是OH- + H+ = H2O CO32-+ H+ = HCO3-。
（3）根据图像可知，和碳酸氢钠反应消耗的盐酸是2mol，所以生成的CO2是2mol，标准状况下的体积是44.8L；最终溶液中生成氯化钠是5mol，所以根据原子守恒可知，氢氧化钠元也是5mol，则浓度是5mol÷2L＝2.5mol/L。
（8分）在m L b mol·L－1 AlCl3溶液中，加入等体积a mol·L－1的NaOH溶液。
（1）当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量是___________mol。
（2）当a、b满足_____________条件时，无沉淀生成。
（3）当a、b满足________ ___条件时，有沉淀生成且溶液中无Al3＋存在，生成Al(OH)3沉淀的物质的量是________ mol
正确答案
31.（8分）（1）ma/3 (2)a≥4b (3)3b≤a<4b ，m(4b-a)
试题分析：分析本题时，写出AlCl3和NaOH反应的方程式，3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl、4NaOH+AlCl=NaAlO2+3NaCl+2H2O，然后利用铝离子和氢氧根离子以物质的量之比为1：3，恰好沉淀，1：4，沉淀恰好溶解，找出临界值把范围分为三部分进行讨论。
（1）在化学反应中，参加反应的物质的物质的量之比=化学计量数之比。AlCl3和NaOH反应，3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl，
当AlCl3和NaOH恰好反应即物质的量之比为1：3时，生成的Al（OH）3 物质的量最大．当a≤3b时，反应中NaOH不足量，计算时应以NaOH为标准进行，设生成Al（OH）3沉淀的物质的量为x。
3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl
3 1
m×a x
3：1=m×a：x
解得 x=ma/3 mol
（2）AlCl3和NaOH反应生成Al（OH）3，Al（OH）3是两性氢氧化物，能够溶于NaOH溶液，所以生成的沉淀会减少，NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，方程式3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl和 NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O 相加，得到方程式4NaOH+AlCl=NaAlO2+3NaCl+2H2O，由方程式可得，当AlCl3和NaOH物质的量之比为1：4时，恰好没有沉淀产生．
4NaOH+AlCl=NaAlO2+3NaCl+2H2O
4 1
0.05a 0.05b
a：b=4：1
故答案为：a≥4b；
（3）有沉淀生成且溶液中无Al3＋存在，先有沉淀生成，3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl，后又可能有部分沉淀溶解，NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，所以3b≤a<4b时，会出现有沉淀生成且溶液中无Al3＋存在；当全部生成沉淀时，应以AlCl3为标准进行计算，当沉淀生成后又有部分沉淀溶解时，应以剩余的NaOH为标准进行计算。
设AlCl3全部转化为Al（OH）3时，需要的NaOH为xmol，生成的Al（OH）3为ymol，
3NaOH+AlCl3=Al（OH）3+3NaCl
3 1 1
x mb y
x=3mb y=mb
剩余NaOH的物质的量为：ma-3mb，
设生成NaAlO2时需要的Al（OH）3物质的量为zmol，
NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O
1 1
ma-3mb z
z= ma-3mb
所以剩余的Al（OH）3物质的量为mb-（ma-3mb ）=4mb-ma。
故答案为：3b≤a<4b；m(4b-a)。
点评：本题考查的是铝的重要化合物的有关计算及有关计算范围的讨论．在做讨论题时，结合有关化学方程式，找出反应的临界值进行讨论，简洁明了。如：NaOH溶液中通入CO2、向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸等都是有关计算范围的讨论。
（1）在标准状况下，气体A的密度为1.25g/L，气体B相对于氢气的密度为21, 若8.96LA和B的混合气体的质量为13.44g，则混合物中A与B的体积比为 。
（2）同温同压下的SO2与氦气，若质量相同，两种气体的体积比为 ；若体积相同时，两种气体的质量比为 。
（3）将炭粉与wg氧气置于密闭容器中，经高温充分反应后，恢复到初始温度，测得反应前后压强分别为Po、P.已知：P＝nPo，加入炭粉质量xg与n的变化关系如图。
①n的最小值为 ，此时x的取值范围为 g。②n的最大值为 ，此时x的取值范围为 g。③若实验测得n值为a，则容器内CO2和CO的体积比为 。
正确答案
（8分）（1）3:2 （2） 1:16 16:1
（3）①1 0＜x≤3w/8 ②2 x≥3w/4 ③(2-a)/2(a-1)
（1）设混合物中A与B的物质的量分别是x和y，则x＋y＝8.96L÷22.4L/mol＝0.4mol。在标准状况下，气体A的密度为1.25g/L，则A的相对分子质量是1.25×22.4＝28；气体B相对于氢气的密度为21, 则B的相对分子质量是42，所以28x＋42y＝13.44g，解得x＝0.24mol，y＝0.16mol，则混合物中A与B的体积比为3:2。
（2）在质量相等的条件下，SO2和氦气的物质的量之比是4︰64＝1︰16。根据阿伏加德罗定律可知，二者的体积之比是1︰16。在体积相等的条件下，二者的物质的量之比是1︰1，因此二者的质量之比是16︰1。
（3）①Wg氧气的物质的量是W/32mol。反应中可能发生的反应有C＋O2
②根据反应的方程式可知，n的最大值是2，此时碳的物质的量大于或等于W/32mol，因此X的取值范围是x≥3w/4。
③反应V = a时容器里有CO和CO2两种气体,设它们的体积分别是V1,V2
则0.5V1+V2 = V(O2)
V1+V2 = aV(O2)
所以a(0.5V1+V2) = V1+V2
V1 : V2 = (1-a) : (0.5a-1)。
（8分）将32.64g铜与200mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：
（1）NO的体积为 L，NO2的体积为 L（各保留二位有效数字）。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入VmL amol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水 g。
正确答案
（1）5.8 5.4 （2）
(1)硝酸的还原产物一般是NO和NO2，即混合气体是NO和NO2，其物质的量是
（2）溶液中的Cu2+恰好全部转化成沉淀后，留在溶液中的就只有硝酸钠，根据钠原子守恒可知硝酸钠是0.001Vamol，再根据氮原子守恒可知，原硝酸的物质的量是（0.001Vamol＋0.5mol），所以原硝酸溶液的浓度为
（3）若使NO和NO2气体全部转化为硝酸钠，则相当于硝酸从铜中得到的电子又被双氧水得到。因为双氧水的还原产物是水，即1molH2O2在反应中得到2mol电子，所以根据得失电子守恒可知需要双氧水的物质的量是
在10mL含有AlO2-离子的溶液中逐滴加入1mol／L的盐酸，所得Al(OH)3沉淀质量和所加盐酸的体积关系如图所示。
问：
(1)此溶液中同时含有____mol___ 离子；
(2) C(或M)点的纵坐标为0.78，则c(AlO2-)为
(3) 点B的横坐标为30，则到点N处滴入的HCl溶液体积为 mL
正确答案
（6分） (1)此溶液中同时含有_ 0.02 mol OH- 离子；
(2) c(AlO2-)为 1mol/L
(3)体积为 60 mL
试题分析：（1）由图可知，滴加盐酸开始不产生沉淀，故溶液中还含有OH-，开始加入的20mL盐酸用于中和OH-，由于H++OH-=H2O，故溶液中n（OH-）=n（H+）=0.02L×1mol/L=0.02mol，
故答案为：0.02；OH-；
（2）由图可知，MN段是氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，反应离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，
故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（3）由图可知，从20mL～40mL发生的反应为AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓，该阶段消耗的盐酸体积为40mL-20mL=20mL，由方程式可知溶液中n（AlO2-）=n（H+）=0.01L×1mol/L=0.01mol，故c（AlO2-）=0.01mol÷0.01L=1mol/L，
故答案为：1；
（4）由图可知，加盐酸到点N处，氢氧化铝恰好完全溶解，此时溶液中阴离子为Cl-，根据电荷守恒可知n（Cl-）=n（AlO2-）+n（OH-）=0.01mol+0.02mol=0.03mol，故此阶段消耗的盐酸的体积为0.03mol÷1mol/L=0.03L=30mL，故N点滴入的HCl溶液体积共为30mL+30mL=60mL，
故答案为：60。
点评：本题考查铝及其化合物的性质、有关图象的化学计算等，难度中等，清楚各阶段发生的反应是解题的关键，注意元素化合物知识的掌握。
（8分）有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多少升？（设反应中HNO3被还原成NO）
正确答案
n（H+）="0.10mol," n(NO3－)=0.02mol
3Fe + 8H+ + 2NO3— = 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
8mol 2mol
0.10mol 0.02mol
∴n（H+，过量）=0.10mol－0.08mol="0.02mol" …………1分
生成的NO为：n（NO）=0.02mol …………1分（2）过量的H+继续与Fe反应
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
2mol 1mol
0.02mol 0.01mol
又生成氢气为：n（H2）="0.01mol" …………1分
n（气）="0.02mol+0.01mol=0.03mol" …………1分
V（气）=n（气）×Vm="0.03mol×22.4L/mol=0.672L" …………（2分）
考查根据方程式进行的有关计算。
碳酸氢纳俗称“小苏打”，是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，可用作膨松剂，制酸剂，灭火剂等。工业上用纯碱溶液碳酸化制取碳酸氢钠。
（1）某碳酸氢钠样品中含有少量氯化钠。称取该样品，用0．1000mol/L盐酸滴定，耗用盐酸20．00mL。若改用0．05618mol/L硫酸滴定，需用硫酸 mL(保留两位小数)。
（2）某溶液组成如表一：
问该溶液通入二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体。取出晶体后溶液组成如表二：
计算析出的碳酸氢钠晶体的质量（保留1位小数）。
（3）将组成如表二的溶液加热，使碳酸氢钠部分分解，溶液中NaHCO3的质量由428．8kg降为400．3kg，补加适量碳酸钠，使溶液组成回到表一状态。计算补加的碳酸钠质量（保留1位小数）。
（4）某种由碳酸钠和碳酸氢钠组成的晶体452kg溶于水，然后通入二氧化碳，吸收二氧化碳44．8×103L（标准状况），获得纯的碳酸氢钠溶液，测得溶液中含碳酸氢钠504kg。通过计算确定该晶体的化学式
正确答案
（1）17.80mL。
（2）1044.6。
（3）659.1。
（4）NaHCO3·Na2CO3·2H2O
（2）根据反应可知消耗的H2SO4物质的量是HCl的一半，即0．1×20×0．5=0．05618×V，V=17．80mL。
Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3
168
m，m=1073.1kg， 则析出的碳酸氢钠晶体的质量：1073.1+400.3-428.8=1044.6 kg
（3）2NaHCO3=Na2CO3＋CO2＋H2O
168 106
28．5 x，
x=17．98 kg，则补加的碳酸钠质量814．8-137．7-17．98=659．1 kg．
（4）Na2CO3＋CO2＋H2O = 2NaHCO3
106 22．4×103 168
m 44．8×103 m1，
m="212" kg，m1="336" kg，则452kg晶体中含Na2CO3212 kg，NaHCO3168 kg，水72 kg，
因此该晶体的化学式为NaHCO3·Na2CO3·2H2O。
【考点定位】本题考查化学计算。
2010年春，发生在滇、黔、桂、渝、川等省的严重旱情牵动了全国人民的心。水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（1）水分子自身作用会生成阴、阳两种离子，其中阳离子的电子式是 。
（2）在由水电离产生的c（H+）＝1×10-14 mol·L-1的溶液中，①NH4+、Al3+、Br-、SO42- ② Na+、Mg2+、Cl-、NO3-③K+、Ba2+、Cl-、NO3- ④K+、Na+、HCO3-、SO42-四组离子中，一定可以大量共存的是 (填序号，下同)，可能大量共存的是 。
（3）在下列反应中，水仅做氧化剂的是 (填字母，下同)，水既不做氧化剂又不做还原剂的是 。
（4）“神舟七号”飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池，H2、O2和KOH的水溶液可形成氢氧燃料电池，负极的电极反应为 ，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为 。
（5）右图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。请认真阅读标签内容后计算。
①该矿泉水中镁离子的物质的量浓度的最大值是 ；
②一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过 mol。
正确答案
（1）
（2）③；①②
（3）CD；AB
（4）2H2+4OH-－4e-＝4H2O
（5）①2×10-4mol·L -1 ②1×10-4mol（每空2分）
化学高考试题常常和时事联系很紧密。
（1）水分子自身作用的方程式为2H2O
（2）“由水电离产生的c（H+）＝1×10-14 mol·L-1的溶液”即溶液的pH可能为14也可能为0；即“可以为酸性溶液，也可能为碱性溶液”。①中NH4+、Al3+在碱性溶液中不能存在，②中Mg2+在碱性溶液中不能存在，④中HCO3-在酸性溶液或者碱性溶液中均不能存在；
（3）水中氢元素化合价只有降低的反应水仅做氧化剂，水中氢元素化合价不变的反应水既不做氧化剂也不做还原剂；
（4）原电池的负极反应为氧化反应，结合总反应2H2+O2＝2H2O，可得负极反应；1.8 L水的质量为1800g，即100mol，生成100mol水转移电子200mol，即1.204×1026或者200NA；
（5）c（Mg2+）≤
n（SO42-）≤
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