- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
(1)0.5molCH4的质量是 g,在标准状况下的体积为 L;含 有约 个氢原子。
将标准状况下22.4 L的HCl溶于水配成200 mL的溶液,所得溶液的物质的量浓度为 ;配制300 mL 0.5 mol·L-1氯化钠溶液,需要1.5 mol·L-1的氯化钠溶液的体积是 mL。
正确答案
(1)8 11.2 1.204×1024 (2)5 mol·L-1 100
试题分析:(1)0.5molCH4的质量=0.5mol×(12g/mol+4g/mol)=8g;体积为22.4L/mol×0.5mol=11.2L;氢原子的个数为0.5mol×4×6.02×1023/mol=1.204×1024;(2) 标准状况下的HCl气体4.48L,其物质的量是:n=V/Vm=22.4L/22.4L/mol="1mol," 若将这些HCl气体溶于水,制成200ml溶液,其物质的量浓度是c=n/V=1moL/0.2L="5mol/L;" 配制300 mL 0.5 mol•L-1氯化钠溶液,需要1.5 mol•L-1的氯化钠溶液的体积为300 mL× 0.5 mol•L-1/1.5 mol•L-1="100" mL。
生态农业涉及农家肥料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷、CO2、氮气的混合气体2.016升(标准状况),该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生反应:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。当CH4完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8克。将该反应后产生的气体通过过量澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5克。
(1)原混合气体中CH4的物质的量为________mol;
(2)原混合气体中N2的体积分数为________。
正确答案
(1)0.075;(2)5.56% (5/90)
试题分析:(1)根据题意,硬质玻璃管质量减轻4.8 g为CuO转化为Cu时,失去O的质量,由CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu得关系式:CH4——4O,又n(O)="4.8" g÷16 g・mol-1="0.3" mol,则n(CH4)="0.075" mol;(2)根据题意,发生的反应为CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu ,CO2+Ca(OH)2(过量)=CaCO3↓+H2O,由方程式可得各物质的物质的量关系:n(CaCO3)= n反应后(CO2)=n反应前(CH4+CO2),n(CaCO3)="8.5" g÷100 g・mol-1="0.085" mol,原混合气体的物质的量为:2.016 L÷22.4 L・mol-1=0.09mol,则n(N2)="0.005" mol,所以原混合气体中N2的体积分数为(0.005 mol÷0.09 mol)×100%=5.56%。
现有0.1mol·L-1的Na2SO4和0.1mol·L-1的H2SO4混合溶液100mL,向其中逐滴加入0.2mol·L-1的Ba(OH)2溶液,并不断搅拌,使反应充分进行。(忽略溶液体积变化)
⑴当加入50mLBa(OH)2溶液时,发生反应的总离子方程式为 ,所得溶液中的溶质物质的量浓度为 mol·L—1(保留小数点后3位数字);
⑵当溶液中沉淀量达到最大时,所加Ba(OH)2溶液的体积为 mL,所得溶液溶质物质的量浓度为 mol·L-1。
正确答案
①2H++ SO42—+ Ba2+ + 2OH—=BaSO4↓+2H2O 0.067 ②100; 0.1
试题分析:n(H+)="0.1×0.1×2=0.02(" mol),n(SO42-)="0.1×0.1" +0.1×0.1 ="0.02(" mol);n(Ba2+)="0.2×0.05=0.01(" mol),n (OH-)="0.2×0.05×2=0.02(" mol),所以反应实质是H2SO4和Ba(OH)2溶液反应。离子方程式是:2H++ SO42—+ Ba2+ + 2OH—=Ba SO4 ↓+2 H2O。反应后的溶液为Na2SO4溶液其浓度为:C(Na2SO4)=n∕V=0.1×0.1mol∕0.15L=0.067mol∕L.当SO42—+完全反应时沉淀达到最大值,这时n(SO42-)=n(Ba2+)="0.02" mol,V(Ba(OH)2)=0.02mol÷0.2 mol∕L=0.1L=100ml.此时溶液为NaOH溶液,n(NaOH)=n(Na+)=0.1×0.1×2="0.02(" mol),C(NaOH)= =n∕V=0.02mol∕0.2L=0.1mol∕L
实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气。
(1)若用200mL 10mol·L-1的浓盐酸与足量的二氧化锰固体加热反应(不考虑氯化挥发),则产生氯气的物质的量为 0.50mol(填“大于”、“等于”或“小于”),原因是 。
(2)8.7g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,则被氧化的氯化氢的物质的量是多少?产生的氯气在标准状况下的体积是多少?
正确答案
(8分)(1)小于 加热过程浓盐酸中HCl挥发掉部分;随着反应进行,浓盐酸变稀,稀盐酸不与二氧化锰反应。(2)被氧化的氯化氢的物质的量为0.2 mol,产生的氯气在标准状况下的体积是2.24L
试题分析:(1)盐酸的物质的量是0.2L×10mol/L=2mol,由于过程浓盐酸中HCl挥发掉部分;随着反应进行,浓盐酸变稀,稀盐酸不与二氧化锰反应,所以根据方程式MnO2 + 4H+ + 2ClMn2+ + 2H2O + Cl2↑可知,产生氯气的物质的量为小于0.50mol。
(2)8.7g二氧化锰的物质的量是8.7g÷87g/mol=0.1mol,则根据方程式可知
MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2+ 2H2O + Cl2↑
1mol 4mol 22.4L
0.1mol 0.4mol 2.24L
所以被氧化的氯化氢的物质的量是0.4mol÷2=0.2mol
产生的氯气在标准状况下的体积是2.24L
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该的关键是明确稀盐酸不能被二氧化锰氧化,然后具体问题、具体分析即可。
将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸,充分反应后测得生成S单质2.4g,FeCl2 0.425mol,且溶液中无Fe3+,计算Fe1-xS中的x值(矿石中其他成分不与盐酸反应)。
正确答案
0.15 (4分)
试题分析:解法一:由2Fe3+~S,得2×
=0.15mol
由铁原子守恒得:Fe1-xS中0.425mol
所以0.425mol-0.15mol=0.275mol
由化合价得:(0.275
2
0.15
3)
2
0.5mol
所以
解得
解法二:Fe1-xS + HCl FeCl2 + H2S↑+ S↓
由原子守恒得,0.425mol (盐酸中氢元素反应后在H2S中,氯元素在FeCl2中)
所以Fe1-xS中硫元素0.075mol+0.425mol=0.5mol
铁元素0.425mol
所以
解得
点评:该题是中等难度的试题,主要是培养学生在化学计算中然后利用好守恒法,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,也有助于培养学生的逻辑思维能力和创新思维能力,提高学生的应试能力和学习效率。
(18分)(1)写出下图中序号①~④仪器的名称:
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有 。(填仪器序号)
(3)分离碘水中的碘应先选择装置 (填装置序号)进行操作A,再选装置进行 操作。进行操作A时,需在碘水中加一试剂,在选择试剂时,下列性质你认为哪些性质是必需的: (填序号)。
①常温下为液态 ②I2在其中溶解程度大 ③与水互溶程度小 ④密度要比水大
(4)右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的浓硫酸试剂标签上的部分内容。现用该浓硫酸配制480 mL 1 mol/L的稀硫酸。
可供选用的仪器有:
①胶头滴管;②烧瓶;③烧杯;④ 药匙;⑤量筒;⑥托盘天平。
请回答下列问题:
a.盛放浓硫酸的试剂瓶标签上应印有下列警示标记中的
b.配制稀硫酸时,还缺少的仪器有 、 (写仪器名称);
c.经计算,配制480 mL 1 mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为______ mL,量取硫酸时应选用 mL规格的量筒;
A.10 mL B.50 mL C.100 mL D.200mL
d.对所配制的稀硫酸进行测定,发现其浓度大于1 mol/L,配制过程中下列各项操作可能引起该误差的原因有 ( ) 。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线取浓硫酸
B.定容时,俯视容量瓶刻度线进行定容
C.将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作
D.转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
E.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水
F.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处
正确答案
(1)①蒸馏烧瓶 ②冷凝管 ③分液漏斗 ④容量瓶
(2) ③④ (3)Ⅱ 蒸馏 ①②③
(4)(a)D (b)玻璃棒、500mL容量瓶(各1分) (c)27.2(2分) B (d)ABC
(1)根据仪器的结构可知,四种仪器分别是①蒸馏烧瓶、②冷凝管、③分液漏斗、④容量瓶。
(2)使用时必须检查是否漏水的有容量瓶和分液漏斗,所以答案选③④。
(3)分离碘水中的碘应先萃取,然后在蒸馏。即先在装置Ⅱ中进行。选用的萃取剂的原则: ①和原溶液中的溶剂互不相溶; ②对溶质的溶解度要远大于原溶剂,所以答案选①②③。
(4)(a)浓硫酸具有很强的腐蚀性,所以答案选D。
(b)由于没有480ml的容量瓶,所以应该配制500ml,因此需要500ml容量瓶。另外稀释和转移时还需要玻璃棒。
(c)需要硫酸的物质的量是0.5L×1mol/L=0.5mol,因此需要浓硫酸的体积,因此选择50ml量筒,即答案选B。
(d)根据c=n/V可知,用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线取浓硫酸,则溶质增加,浓度偏高;定容时,俯视容量瓶刻度线进行定容,则容量瓶中溶液体积减少,浓度偏高;将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作,则冷却后,溶液体积减少,浓度偏高;转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面,则溶质减少,浓度偏小;容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水,不影响实验结果;定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处,则容量瓶中溶液体积增加,浓度偏小,实验答案选ABC。
(10分)现有m g某气体X2,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为____________L。
(4)该气体溶于1L水中(不考虑反应),其溶液中溶质的质量分数为______。
(5)该气体溶于水后形成VL溶液,其溶液的物质的量浓度为_ _ 。
正确答案
m/M ;2mNA/M ;22.4m/M; m/(m+1000) ;m/MV
考查物质的量的有关计算。
(1)根据n=m/M可知,该气体的物质的量为m/M mol。
(2)根据可知,该气体所含原子总数为m/M ×2×NA=2mNA/M。
(3)根据可知,该气体在标准状况下的体积为m/M ×22.4L。
(4)溶剂的质量是1000g,溶质的质量是mg,所以溶液中溶质的质量分数为m/(m+1000)×100%。
(5)根据c=n/V可知,溶液的浓度是m/MV。
在500mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入16.8g的铁粉,搅拌并充分反应后,经过滤、洗涤、干燥,可得到6.4g铜。要使溶液中SO42-完全沉淀,需加入2.0mol·L-1的BaCl2溶液500mL。已知Fe3+的氧化性比Cu2+强,求:
(1)原溶液中SO42-离子的物质的量浓度。
(2)原混合溶液中硫酸铜的物质的量浓度。
正确答案
(1)2mol·L-1 (2)0.8mol·L-1
考查根据方程式进行的有关计算。
(1)氯化钡的物质的量是2.0mol·L-1×0.5L=1.0mol
生成硫酸钡的方程式为
Ba2++SO42-=BaSO4↓
1mol 1mol
1.0mol 1.0mol
所以原溶液中SO42-离子的物质的量浓度=2mol·L-1
(2)有铜析出,说明溶液中没有铁离子,16.8g铁是
生成铜是0.1mol,因此和铁离子反应的单质铁是0.2mol,方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+
所以原溶液中硫酸铁是0.2mol,其中含有的SO42-离子的物质的量是0.6mol
因此硫酸铜中SO42-离子的物质的量1.0mol-0.6mol=0.4mol
即硫酸铜的物质的量是0.4mol
所以其浓度是=0.8mol·L-1
一定量的氢气在氯气中燃烧,所得混合物用100ml 3.00mol/L的NaOH溶液恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05 mol。
(1)所得溶液中Cl-的物质的量为 mol。
(2)参加反应的氢气在标准状况下的体积是 L。(写出计算过程,下同)
(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比为 。
正确答案
(1)0.25 (2)2.24 (3)3:2
试题分析:(1)
所以0.1L*3.00mol/L=0.3mol的一部分与
结合为NaClO,一部分与Cl-结合为
,因为NaClO的物质的量为0.05 mol,故0.3-0.05=0.25mol
(2)因为NaClO的物质的量为0.05 mol,根据化学方程式可得有0.05mol的,因为一共有0.25mol的
,所以有0.2mol的
是由
和
生成的。根据化学方程式,可知有0.1mol的
和
发生反应,0.1mol的
在标准状况下的体积是2.24L。
(3)因为NaClO的物质的量为0.05 mol,所以参与反应 的
为0.05mol,根据上题可知有0.1mol的
参与反应
,所以一共有0.15mol的
,0.1mol的
,所以所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比为0.15:0.1=3:2
(9分)将一块重12.9 g且表面已经氧化的铝片放入300 mL 3 mol/L的盐酸中,放出气体3.36 L(标况下),且固体恰好完全溶解。
(1)铝片中铝单质的物质的量是多少?
(2)如果向上述的溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液200 mL,生成沉淀是多少克?
(3)如果向上述溶液中加加入1 mol/L的NaOH溶液1200 mL,是否有沉淀生成?如果有,是多少克?
正确答案
(9分)(1)0.1mol (2) 5.2 g (3)没有沉淀
试题分析:(1)氢气在标准状况下的体积是3.36L,物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol。铝和盐酸反应的化学方程式是2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,所以铝片中铝单质的物质的量是0.15mol×2÷3=0.1mol。
(2)根据(1)可知单质铝的质量是0.1mol×27g/mol=2.7g,所以混合物中氧化铝的质量是12.9g-2.7g=10.2g,物质的量是10.2g÷102g/mol=0.1mol,因此溶液中氯化铝的物质的量是0.1mol+0.1mol×2=0.3mol。氢氧化钠的物质的量是0.2L×1mol/L=0.2mol,所以根据反应的方程式Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知,氢氧化钠是不足的,氯化铝过量,则生成氢氧化铝的质量是0.2mol÷3×78g/mol=5.2g。
(3)氢氧化钠的物质的量是1.2L×1mol/L=1.2mol,氯化铝是0.3mol,所以根据反应的方程式Al3++4OH-=AlO2-+2H2O↓,二者恰好反应生成偏氯酸钠,即反应中得不到氢氧化铝白色沉淀。
点评:利用化学方程式进行减少时,如果反应物的用量都是已知的,则需要首先判断过量问题,然后再以及没有过量的哪种物质进行有关计算。其次在进行氢氧化铝制备的有关计算时,还需要注意氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于酸或强碱溶液中。
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