- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
(10分) (1)5 mol H2O的质量为_____________，其中含有__________个水分子，
氢原子的物质的量为_______________。
(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中，含有分子数目最少的是_________，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是___________。
正确答案
(每空2分，共10分)
（1）90g； 3.01×1024； 10 mol； （2）SO2； H2；
试题分析：（1）根据n＝m/M可知，5 mol H2O的质量为5mol×18g/mol＝90g；其中含有6.02×1023/mol×5mol＝3.01×1024个水分子；而氢原子的物质的量是5mol×2＝10mol。
（2）气体的物质的量越多，含有的分子数越多。所以在质量相同的条件下，气体的摩尔质量越大，含有的分子数越少，因此含有分子数目最少的是SO2；根据阿伏加德罗定律可知，在相同条件下，气体的物质的量和体积成正比关系，则在质量相同的条件下，氢气的物质的量最多，体积最大。
点评：在进行物质的量的有关计算时，关键是熟练应用几个关系式
（12分）甲乙两位同学分别用不同的方法配制100mL 3.6mol/L的稀硫酸。
（1）若采用18mol/L的浓硫酸配制溶液，需要用到浓硫酸的体积为 。
（2）甲学生：量取浓硫酸，小心地倒入盛有少量水的烧杯中，搅拌均匀，待冷却至室温后转移到100 mL 容量瓶中，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中，然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。
①将溶液转移到容量瓶中的正确操作是
②洗涤操作中，将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶，其目的是__ 。
③定容的正确操作是
④下列操作会使配得的溶液浓度偏小的是（ ）
（3）乙学生：用100 mL 量筒量取浓硫酸，并向其中小心地加入少量水，搅拌均匀，待冷却至室温后，再加入水至100 mL 刻度线，再搅拌均匀。
你认为此法是否正确？若不正确，指出其中错误之处
正确答案
（12分,每空2分）（1）20mL
（2）①将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下，使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中；
②使溶质完全转移到容量瓶中
③加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切 ④ B
（3）不能用量筒配制溶液，不能将水加入到浓硫酸中
试题分析：（1）在稀释过程中，溶质是不变的，所以需要用到浓硫酸的体积为
（2）①转移需要玻璃棒，所以将溶液转移到容量瓶中的正确操作是将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下，使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中。
②由于洗涤液中含有溶质，所以洗涤的目的是使溶质完全转移到容量瓶中。
③定容时需要胶头滴管，所以定容的正确操作是加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切。
④根据c＝n/V可知。容量瓶中原有少量蒸馏水，不会影响结果；溶液从烧杯转移到容量瓶中后没有洗涤烧杯，则溶质减少，难度偏低；定容时观察液面俯视，则容量瓶中溶液的体积减少，浓度偏高；胶头滴管加水时，有少量水滴到容量瓶外，不影响结果，答案选B。
（3）由于浓硫酸溶于水放出大量的热，且量筒也不能原来稀释溶液，所以错误是不能用量筒配制溶液，不能将水加入到浓硫酸中。
点评：根据cB＝nB/V可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量ｎB和溶液的体积V引起的。误差分析时，关键要看配制过程中引起ｎ和V怎样的变化。在配制一定物质的量浓度溶液时，若nB比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若nB比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。在命题时，有关误差分析的内容既可以以选择题的形式进行考查，也可以以填空题的形式进行考查，既可以考查判断误差导致的结果，也可以考查引起误差的可能原因。
（5分）0.5mol H2SO4的质量是________g，含______________个分子，含________mol氧原子，能和________mol NaOH完全反应，该硫酸所含氢元素的质量与________g HCl中所含氢元素的质量相同。
正确答案
（5分） 49 3.01×1023 2 1 36.5.
考查物质的量的有关计算。
硫酸的摩尔质量是98g/mol，所以0.5mol H2SO4的质量是0.5mol×98g/mol＝49g；根据
CO2的摩尔质量是 ；2molCO2的质量是 ；它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
44 g/mol， 88g 44.8L 1.204×1024 2.408×1024
如果用g/mol为单位，则物质的摩尔质量在数值等于物质的相对分子质量或相对原子质量，所以CO2的摩尔质量是44g/mol；根据n＝m/M可知，2molCO2的质量是88g；根据V＝n·Vm可知，标准状况下的体积是44.8L；根据N＝n·NA可知，所含的分子数目约为1.204×1024；所含氧原子的数目约为1.204×1024×2＝2.408×1024。
社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息。下面请你根据他们的实验帮助计算回答：
取该厂的某钢样粉末28.36 g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3 g白色沉淀。
（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比。
（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50 g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2 g H2的体积为22.4 L）
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数。
（3）若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少? （用含m的代数式表示）
正确答案
（1）CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O
44 100
m 3g
解得m＝1.32g
所以碳原子的质量是1.32g×12/44＝0.36g
所以铁的质量是28.36g－0.36g＝28.00g
因此钢样粉末中铁和碳的质量之比28.00︰0.36＝700 : 9
（2）根据实验数据可知，实验I、Ⅱ中硫酸过量，但在Ⅲ中生成的氢气不是3.36L，说明硫酸不足。所以产生的氢气质量是2.80÷2.24×2g＝0.25g，则稀硫酸中溶质是0.25g×98/2＝12.25g。所以硫酸的质量分数是12.25÷50×100％＝24.5%
（3）根据以上分析可知，实验Ⅱ中剩余硫酸的质量是12.25g－9.8g＝2.45g
根据方程式Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑可知
溶解铁的质量是2.45g×56/98＝1.4g
则对应样品质量是1.4g×709/700＝1.418g
所以如果当m＞1.418 g，则硫酸不足
所以剩余固体质量为：(m＋5.672－12.25×56/98)g＝（m―1.328) g
当m≤1.418 g，硫酸过量，所以剩余固体是碳，质量为：(5.672 + m)×9/709 g
考查根据方程式进行的有关计算。
（8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）该气体溶于水后形成V L溶液，其溶液的物质的量浓度是 。
正确答案
（1）
考查以物质的量为核心的有关计算。根据
（2）由于气体是双原子分子，所以根据
（3）根据
（4）根据
将一定量的PH3和H2的混合气体，依次通过两支加热的硬质玻璃管，第一支装有足量的铜屑，第二支装有足量的CuO。第一支玻璃管中因发生反应：2PH3＋3Cu
试求：原混合气体中PH3与H2的体积比。
正确答案
4∶3
试题分析：设原混合气体中PH3、H2的物质的量分别为x，y，第一支玻璃管中生成H2的物质的量为z，则
2PH3＋3Cu
2 mol 3 mol （64×3+31×2-64×3）="62" g
x z 4.96 g
解得x＝0.16 mol，z＝0.24 mol。
CuO＋H2
1 mol （64+16 ）-64="16" g
（y＋0.24）mol 5.76 g
解得y＝0.12 mol。
对气体来说，同温同压下气体的体积比等于它们物质量的比。所以原混合气体中PH3和H2的体积比为：0.16:0.12=4:3
（6分）利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空
（1）含有6.02×1023个氧原子的H2SO4的物质的量是_________
（2）将4 g NaOH溶解在10 mL水中，再稀释成1 L，从中取出10 mL，这10 mL溶液的物质的量浓度为_______。
（3）将50 mL 0.1 mol·L－1 NaCl和50 mL 0.5 mol·L－1 CaCl2溶液混合后，若溶液的体积为二者体积之和，则混合溶液中c (Cl－)为______________。
正确答案
（每空2分，共6分）（1）0.25mol (2)0.1mol/L (3)0.55mol/L
试题分析：（1）根据
6.02×1023÷6.02×1023/mol＝1mol。所以根据硫酸的化学式H2SO4可知，硫酸的物质的量是1mol÷4＝0.25mol。
（2）根据n＝m/M可知，4g氢氧化钠的物质的量是4g÷40g/mol＝0.1mol。依据c＝n/V可知，该溶液的浓度是0.1mol÷1L＝0.1mol/L。由于溶液是均一的，所以取出的10ml溶液其浓度还是0.1mol/L。
（3）混合前氯化钠和氯化钙中氯离子的物质的量分别是0.05L×0.1mol/L＝0.005mol、0.05L×0.5mol/L×2＝0.05mol。所以混合后氯离子的物质的量是0.005mol＋0.05mol＝0.055mol。而溶液的体积是100ml，所以混合后氯离子浓度是0.055mol÷0.1L＝0.55mol/L。
点评：在进行物质的量的有关计算时，关键是熟练应用几个关系式
（10分）实验室用Na2SO4·10H2O配制0.1mol/L的Na2SO4溶液500ml。有以下仪器：
①药匙 ②100ml量筒 ③1000ml容量瓶 ④锥形瓶 ⑤玻璃棒⑥烧杯
（1）配制时，必须选用的仪器为： （填代号），还缺少的玻璃仪器为
（2）经计算，本实验需称量硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）为 g。
（3）用Na2SO4·10H2O配制标准溶液的正确顺序是 。
（4）将所配制的Na2SO4溶液进行测定，发现浓度大于0.1mol/L。请你分析配制过程中可能引起该误差的原因是（填字母代号）
①容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水 ②定容时俯视刻度线 ③定容时仰视刻度线 ④未冷却至室温就转移到容量瓶中 ⑤没有洗涤烧杯和玻璃棒
正确答案
（10分每空2分）（1）①②⑤⑥ 500ml容量瓶、胶头滴管
（2）16.1 （3）BEAGCGDF （4）②④
查一定物质的量浓度溶液的配制以及有关误差分析等。
（1）固体需要称量，所以需要药匙，溶解在烧杯中进行，因此还需要烧杯以及搅拌的玻璃棒和盛放蒸馏水的100ml量筒。配制500ml溶液，所以还缺少的玻璃仪器是500ml容量瓶，以及定容时需要的胶头滴管。
（2）硫酸钠的物质的量是0.1mol/L×0.5L＝0.05mol，则需要硫酸钠晶体的质量是0.05mol×322g/mol＝16.1g。
（3）根据配制原理以及实验要求可知，配制时，正确的操作顺序是BEAGCGDF。
（4）根据c＝n/V可知，如果容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水，则不会影响实验结果；定容时俯视刻度线，则容量瓶中溶液的体积偏少，因此浓度就偏高；反之定容时仰视刻度线，测定结果偏低；未冷却至室温就转移到容量瓶中，则根据热胀冷缩可知，容量瓶中溶液的体积偏少，因此浓度就偏高；没有洗涤烧杯和玻璃棒，则溶质减少，浓度偏低，所以正确的答案选②④。
计算题（共10分）
实验室常用的某盐酸试剂瓶的标签上的有关数据如下图，试根据标签上的
有关数据进行计算：
（1）计算该浓盐酸中HCl的
物质的量浓度。
（
稀盐酸溶液，需要取上述浓盐酸的体积。
（3）实验室用上述浓盐酸与二氧化锰
反应制取氯气，若制得0.56L
（标准状况）氯气，计算被氧化的 HCl的物质的量及转移电子的物质的量。
正确答案
（1）11.9mol/L
（2）8.4ml
（3）0.05 mol 0.05mol
略
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