- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
(1)环境专家认为可以用铝将水中的NO3﹣ 转化为N2,从而清除污染.该反应中涉及的粒子有:H2O、Al、OH﹣、Al(OH)3、NO3﹣、N2,请将各粒子分别填入以下空格(请将整个方程式配平后写在答题纸上).
NO3﹣+ + → + + ﹣ 该反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为 .
(2)若4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H=﹣a KJ/mol
Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe (s)△H="+b" KJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣c KJ/mol
写出Al与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式: .
(3)将一定质量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20mL PH=14的溶液,然后用2mol/L的盐酸滴定,可得到沉淀量与消耗的盐酸体积关系如图:则反应过程中产生氢气的总体积为 L(标准状况)
正确答案
(1)10Al、18H2O=10Al(OH)3、3N2、6OH﹣;5:3
(2)2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=﹣(a﹣b﹣c)KJ/mol
(3)2.016
试题分析:(1)反应中NO3﹣→N2,N元素化合价由+5价降低为0价,共降低10价,
Al→Al(OH)3,Al元素化合价由0价升高为+3价,共升高3价,根据电荷守恒可知OH﹣是生成物,由H元素守恒可知H2O是反应物,化合价升降最小公倍数为30,故N2系数为3,Al系数为10,根据N元素守恒可知NO3﹣系数为6,根据Al元素守恒可知Al(OH)3系数为10,电荷守恒可知OH﹣系数为6,根据H元素守恒可知H2O系数为,配平后离子方程式为6NO3﹣+10Al+18H2O=10Al(OH)3+3N2+6OH﹣.由方程式可知被氧化与被还原的元素的物质的量之比10:6=5:3.故答案为:10Al、18H2O=10Al(OH)3、3N2、6OH﹣;5:3.
(2)已知:①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H=﹣a KJ/mol
②Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe (s)△H="+b" KJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣c KJ/mol
由盖斯定律可知,②﹣③× +①×得:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)
△H=﹣(a﹣b﹣c)KJ/mol.
故答案为:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=﹣(a﹣b﹣c)KJ/mol.
(3)由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀,说明盐酸先中和氢氧化钠,故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液,溶液中n(Na+)=n(OH﹣)+n(AlO2﹣),当加入盐酸30mL时,沉淀量最大,此时溶液为氯化钠溶液,根据氯元素守恒有n(NaCl)=n(HCl)=0.03L×2mol/L=0.06mol,根据钠元素守恒有n(NaCl)=n(Na)=n(Na+)=0.06mol,PH=14的溶液中c(OH﹣)=1mol/L,n(OH﹣)=0.02L×1mol/L=0.02mol,所以n(AlO2﹣)=0.06mol﹣0.02mol=0.04mol,所以n(Al)=n(AlO2﹣)=0.04mol,根据电子转移守恒n(H2)×2=n(Na)×1+n(Al)×3,2n(H2)=0.06mol+0.04mol×3=0.18mol,故n(H2)=0.09mol,V(H2)=0.09mol×22.4L/mol=2.016L.故答案为:2.016.
(11分)
Ⅰ、质量相等的O3和O2中,分子个数之比为___________,原子个数之比为____________;
如果是在相同温度和相同压强条件下(O3为气体)O3与O2的体积比为___ ________。
Ⅱ、某100mL的CuCl2溶液中,已知溶液中的Cl-的浓度为0.2mol/L。现将一定量的铁粉投入到该溶液中(不考虑溶液的体积变化),回答下列问题:
(1)原溶液中Cu2+的物质的量浓度为 ;
(2)反应后测得Cl-的物质的量浓度为 ;
(3)若反应后测得Fe2+的溶液为0.05mol/L,则反应生成铜单质的质量为 ;
(4)剩余的Cu2+的物质的量浓度为 。
正确答案
Ⅰ、 2:3__, _1:1__; _2:3 _。(各1分)
Ⅱ、(1)0.1 mol/L;(2)0.2 mol/L;(3)0.32g;(4)0.05mol/L。(各2分)
试题分析:Ⅰ、首先计算物质的量之比为2:3,所以分子个数比也为2:3,原子个数比再乘以相应的所含的原子个数,则为1:1。体积比等于物质的量之比,即为2:3。Ⅱ、(1)原溶液的铜离子浓度是氯离子浓度的一半,所以为0.1mol/L,(2)由于氯离子没有参与反应,所以离子浓度不变。(3)根据电子得失守恒,由于铁的浓度为0.05mol/L,则亚铁离子的物质的量为0.005mol,失电子为0.01mol,则铜的物质的量为0.005mol,质量=0.005x64=0.32g。(4)剩余的铜离子根据元素守恒,剩余的铜离子的物质的量=0.01-0.005=0.005mol。浓度=0.005mol/0.1L=0.05mol/L。
点评:本题Ⅰ熟练运用各物理量之间的比例相等关系。Ⅱ为简单的物质的量的计算,属于简单题。
某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+中的两种或多种。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到448mL(标况)气体,同时产生红褐色沉淀,经过滤、洗涤、灼烧,得到1.6g固体;将上述滤液平均分成两份,一份中加足量BaCl2溶液,得到2.33g不溶于盐酸的沉淀;另一份中通入过量CO2得到1.56g白色沉淀。由此可推断原溶液一定含有的离子种类及其浓度,将结果填入下表(可不填满)。
正确答案
一定含有:SO42- NH4+、 、Fe3+ Al3+、 、Cl- ,它们的物质的量浓度分别是C(SO42)=0.2mol∕L;C(NH4+)="0.2" mol∕L ;C(、Fe3+)="0.2mol∕L" ;C(Al3+)="0.4mol∕L;" C(Cl-)≥1.6 mol∕L.
试题分析:①向混合液中加入过量NaOH溶液加热放出气体,说明含有铵根离子。其物质的量为:n(NH4+)=0.448L∕22.4L·mol-1=0.02mol,所以C(NH4+)="0.02" mol∕0.1L="0.2" mol∕L;②产生红褐色Fe(OH)3沉淀说明含有Fe3+。Fe(OH)3沉灼烧分解得到Fe2O3。根据Fe守恒可得n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=2×1.6g∕160g·mol-1="0.02" mol,C(Fe3+)="0.02mol∕0.1L=0.2" mol∕L; ③加足量BaCl2溶液,得到2.33g不溶于盐酸的沉淀说明含有SO42-。它的物质的量浓度为C(SO42)={2×2.33g∕233g·mol-1}∕0.1L=0.02mol∕0.1L=0.2mol∕L;
0.2mol∕L; ④另一份中通入过量CO2得到1.56g白色沉淀,说明含有Al3+、而无CO32-。产生的白色沉淀是氢氧化铝。C(Al3+)={2×1.56g∕78g·mol-1}∕0.1L="0.04mol∕0.1L=0.4" mol∕L;根据溶液呈电中性可知溶液中还应该含有阴离子Cl-。若只含有上述离子则根据n(Cl-)+2n(SO42-)=n((NH4+)+3n((Fe3+)+3n(Al3+)可得n(Cl-)="0.02mol+3×0.02mol+3×0.04mol-2×0.02mol=0.16mol," C(Cl-)="0.16mol∕0.1L=1.6" mol∕L;若还含有其它离子如钾离子,则氯离子的浓度就大于1.6mol∕L.所以氯离子的浓度大于等于1.6 mol∕L。-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+、的等的检验方法、离子共存、电荷守恒、物质的量等的有关计算的知识。
某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。请填空:
(1)AB段的反应的离子方程式为 ;
(2)原混合酸中NO3-物质的量浓度为 mol·L-1;
(3)原混合物中H2SO4物质的量为 mol。
正确答案
(1). Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2). 1.0 (3). 0.5
试题分析:某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中的一份混合液中加入铜粉,铜被硝酸氧化为铜离子。由于n(Cu)=9.6g/64g·mol-1="0.15" mol根据离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知n(NO3-)=(3/2)n(Cu)=0.1mol.所以C(NO3-)=n/V=0.1mol/0.1L="1.0" mol/L.向另一份中逐渐加入铁粉,各个阶段发生的反应为:O→A:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;A→B:Fe+2Fe3+=3Fe2+;B→。C:Fe+2H+=Fe2++H2↑发生第一个反应消耗氢离子的物质的量为n ( H+)=4n(NO3-)=0.4mol,发生第三个反应消耗的氢离子的物质的量为:n ( H+)="2n" (Fe)=2(14.0-8.4)g/56g.mol-1.="0.2" mol. n ( H+)总=0.4mol+0.2mol=0.6mol.因为n ( H+)总=2n(H2SO4)+n(HNO3),硝酸产生的氢离子和硝酸根离子相等,所以n(H2SO4)="n" ( H+)总-n(HNO3)={0.6mol-0.1mol}/2="0.25" mol.原来的混合溶液平均分成两份,每份含有硫酸0.25 mol,所以一共含硫酸的物质的量为0. 5 mol。
天然碱的组成可以用(a、b、c为整数)表示。现有A、B两种不同的天然碱样品,分别进行如下实验以确定其化学式。
将质量为31.0 g的天然碱A于300℃加热分解至完全(300℃时Na2CO3不分解),产生CO2 2.24 L(标准状况)和水5.4 g。
(1)天然碱A的化学式中:
已知:Na2CO3与稀盐酸的反应分下列两步进行:
Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl
NaCl+CO2↑+H2O
将质量为12.45 g的天然碱B溶于水,逐滴滴加某浓度的稀盐酸,产生气体的体积与加入盐
酸的体积(标准状况)的关系如下表所示:
(2)由表中数据可推测加入50mL盐酸时,产生气体的体积为 mL(标准状况);盐酸的浓度为 mol/L;天然碱B的化学式为: 。
(3)若取一定质量的天然碱B加入到30mL该浓度的盐酸中,请写出产生气体体积V(mL,标准状况)与天然碱B质量W(g) 之间的关系式。
正确答案
(1)a=1,b=2,c="2" (各1分,共3分)
(2)1120mL(2分) ; 2.5mol/L (2分) ;2Na2CO3·NaHCO3 ·2H2O (3分)
(3)0g
4.78g
W≥12.45g V=0mL
试题分析:(1)利用2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 这个原理。由题意可知n(CO2)=0.1 mol。
2NaHCO3Na2CO3+ CO2↑+ H2O
2 1 1 1
0.2 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
m(NaHCO3)="0.2" mol×84 g·mol-1="16.8" g,所以晶体中,m(H2O)="0.2" mol×18 g·mol-1="3.6" g,m(Na2CO3)=31 g-16.8 g-3.6 g=10.6 g,
。由此可知晶体中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)∶n(H2O)=0.1 mol∶0.2 mol∶0.2 mol=1∶2∶2。所以晶体化学式为Na2CO3·2NaHCO3·2H2O。
(2)①Na2CO3与盐酸反应分步进行。首先发生:Na2CO3+HCl="NaCl+" NaHCO3.当Na2CO3完全转化为NaHCO3后,发生NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。若固体只含有Na2CO3,则前后两步消耗的盐酸物质的量相等。由56题由40到60ml当盐酸体积增大了20ml时气体体积增加了1120ml,故加入50mL盐酸时,盐酸体积增加了10ml时,产生气体的体积就增加了560ml,即为1120ml。由表中数据当盐酸体积由60到80ml增加20ml时,气体的体积只增加了840ml,说明此时盐酸过量,12.45克B完全反应完。可以求出n(CO2)=2520/22.4=0.1125mol,再由20ml盐酸产生气体1120ml,即为0.5mol,此时发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知盐酸的物质的量为0.5mol,则浓度为0.5/0.02= 2.5mol/L。由数据盐酸体积40ml对应气体体积560ml,进行分析,盐酸不中,固体剩余。n(HCl)=0.1 mol,B中碳酸钠物质的量为x,则碳酸氢钠为0.1125-x,和碳酸钠反应掉的盐酸为xmol,和碳酸氢钠反应的盐酸为0.1-x,则有0.1-x="0.025" x=0.075mol,即碳酸钠质量为0.075*106=7.95g,碳酸氢钠为0.1125-x=0.1125-0.075=0.0375mol,质量为3.15g,水的质量为1.35g,物质的量为0.075mol。n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)∶n(H2O)=0.075mol∶0.0375 mol∶0.075mol=2∶1∶2。
(3)当盐酸与天然碱恰好完全反应生成CO2时,天然碱2Na2CO3•NaHCO3•2H2O的摩尔质量为332g•mol-1,每摩尔天然碱消耗盐酸5mol,则样品质量为:(0.03×2.5×332)/5g=4.98g;当样品过量,Na2CO3恰好转化为NaHCO3而没有生成CO2时,样品质量为:(0.03×2.5×332)/2g=12.45g。然后在0<m≤4.98、4.98<m≤12.45、1245≤m三个区间讨论计算即可。
元素周期表是学习和研究化学的重要工具。按要求回答下列问题:
A、B、C、D、E是短周期元素,其原子序数依次增大。A、C两元素的最外层只有一个电子,C离子的电子层结构与周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同;元素A可以和B形成A2B和A2B2两种分子;化合物甲和乙的每个分子中均含有5个原子,甲是由元素D与A组成,其分子的核外电子总数为18,乙是由元素D与E组成;化合物丙是由C与E组成的。
(1)元素B、D、E的元素符号依次为_______、_______、______。
(2)上述5种元素形成的分子中,除甲分子外,核外电子总数也为18的有___(填分子式)
(3)D的氧化物在高温下可以与C的碳酸盐发生反应,其化学反应方程式为________;化合物乙遇水剧烈反应有白雾生成,其反应的化学方程式为___________。
(4)用500mL容量瓶配制400mL 1mol/L的丙溶液,需要丙的质量为________;配制过程中除用到容量瓶外,还需要的玻璃仪器有___________________。电解所配制的400mL溶液,当电路中通过1mol电子时,理论上可收集到的气体在标准状况下的体积为_________L。
正确答案
(1)O,Si,Cl(每空1分)
(2)H2O2、HCl(对一个给1分) (3)SiO2+Na2CO3NaSiO3+CO2↑(缺少条件扣1分);
SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl↑(或SiCl4+4H2O=H3SiO4+4HCl↑)
(4)29.25g(或29.3g),烧杯、玻璃棒、胶头滴管(少1个扣1分,扣完为止);19.04
试题分析:A、B、C、D、E是短周期元素,其原子序数依次增大。A、C两元素的最外层只有一个电子,说明二者是第IA组元素。C离子的电子层结构与周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同。由于非金属性最强的是F,所以C是Na元素。元素A可以和B形成A2B和A2B2两种分子,且B的原子序数小于钠的,因此A和B应该是H和O元素。化合物甲和乙的每个分子中均含有5个原子,甲是由元素D与A组成,其分子的核外电子总数为18,这说明甲是SiH4,所以D是Si元素。乙是由元素D与E组成。由于E的原子序数等于Si的,所以E是氯元素,即乙是SiCl4;化合物丙是由C与E组成的,则丙是NaCl。
(1)元素B、D、E的元素符号依次为O,Si,Cl。
(2)上述5种元素形成的分子中,除甲分子外,核外电子总数也为18的还有H2O2、HCl。
(3)在高温下二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠和CO2,反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3NaSiO3+CO2↑。SiCl4遇水剧烈反应有白雾生成,这说明反应中有氯化氢生成。根据原子守恒可知同时还有硅酸生成,则其反应的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl↑(或SiCl4+4H2O=H3SiO4+4HCl↑)。
(4)用500mL容量瓶配制400mL 1mol/L的丙溶液,需要丙的质量=0.5L×1mol/L×58.5g/mol=29.25g;配制过程中除用到容量瓶外,还需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和胶头滴管。400mL 1mol/L的氯化钠溶液中溶质氯化钠的物质的量=0.4L×1mol/L=0.4mol。电解氯化钠溶液的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。根据方程式可知,每生成1mol氢气和1mol氯气转移2mol电子,消耗2mol氢氧化钠,因此0.4mol氢氧化钠转移0.4mol。由于电路中通过1mol电子,这说明氢氧化钠不足,生成氢气和氯气的物质的量都是0.2mol。电解的后阶段只电解水,转移0.6mol电子。则根据方程式2H2O
2H2↑+O2↑可知,转移0.6mol电子时生成0.3mol氢气和0.15mol氧气,所以理论上可收集到的气体在标准状况下的体积为(0.2mol+0.2mol+0.3mol+0.15mol)×22.4L/mol=19.04L。
要准确掌握化学用语及常用计量方法。按要求回答下列问题:
(1)NA表示阿伏加德罗常数。28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有____NA个碳原子;分子总数为NA个的NO2和CO2混合气体含______ NA个氧原子数;1mol37Cl中,中子数比质子数多_______ NA个;1L 1mol/LFe2(SO4)3溶液中含_____NA个SO42-离子。
(2)图中A、B分别是某微粒的结构示意图,回答下列问题:
①若A表示某元素的原子,则y= 。
②若B表示某稀有气体元素的原子,则该元素的单质的化学式为 ,若B是阴离子的结构示意图,则x的取值范围是________________。
(3)RxO42-中R的化合价为___________(用含x 的式子表示),当0.3 mol RxO42-完全反应,生成RO2时,转移0.6 mol电子,则x=__________。
(4)将7.8 g镁铝合金与100mL 稀硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液加热蒸干,得到无水硫酸盐46.2 g,则原硫酸的物质的量浓度为______________。
正确答案
(1)2,2,3,3(每空均为1分)
(2)①6(1分);②Ar(1分,写名称不得分),14≤x≤17
(3)+6/x; 1或2(答对一个得1分) (4)4mol/L(无单位扣1分)
试题分析:(1)乙烯和环丁烷(C4H8)的最简式都是CH2,所以28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中碳原子的物质的量=28g÷14g/mol=2mol。因此若NA表示阿伏加德罗常数,则28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有2NA个碳原子;分子总数为NA个的NO2和CO2混合气体的物质的量是1mol,由于NO2和CO2均是含有2个氧原子的,所以分子总数为NA个的NO2和CO2混合气体含2NA个氧原子数;在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数,左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和是质量数,所以1mol37Cl中,中子数比质子数多(37-17-17)×NA=3 NA个;1L 1mol/LFe2(SO4)3溶液中溶质硫酸铁的物质的量=1L×1mol/L=1mol,在溶液中硫酸铁的电离方程式为Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-,所以溶液中含3NA个SO42-离子。
(2)①若A表示某元素的原子,则核外电子数=质子数,即2+y=8,所以y=6。
②若B表示某稀有气体元素的原子,则该元素的质子数=2+8+8=18,因此则该元素是Ar,其的单质的化学式为Ar。若B是阴离子的结构示意图,则B是第三周期的非金属,因此x的取值范围是14≤x≤17。
(3)氧元素的化合价是-2价,则 RxO42-中R的化合价为+(8-2)÷x=+ (用含x 的式子表示)。当0.3 mol RxO42-完全反应,生成RO2时,转移0.6 mol电子。由于RO2中R元素的化合价是+4价,如果反应中R元素的化合价从+
降低到+4价,则0.3mol×(
-4)×x=0.6mol,解得x=1。如果反应中R元素的化合价从+
升高到+4价,则0.3mol×(4-
)×x=0.6mol,解得x=2。
(4) 将7.8 g镁铝合金与100mL 稀硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液加热蒸干,得到无水硫酸盐46.2 g,则根据原子守恒可知,硫酸盐中SO42-的质量=46.2g-7.8g=38.4g,物质的量=38.4g÷96g/mol=0.4mol,因此原硫酸的物质的量也是0.4mol,其浓度=0.4mol÷0.1L=4.0mol/L。
WO3可用于制备电阻元件、电子射线屏等。其工业生产流程如下:
(1)操作X的目的是为了获得纯净的仲钨酸铵晶体,该操作包括:将用盐酸中和后的溶液 、冷却结晶、 、低温烘干。
(2)实际工业生产中,粗仲钨酸铵晶体(含少量NH4Cl晶体)可不经提纯就直接灼烧,其原因是 。
(3)已知:仲钨酸铵晶体[x(NH4)2O·yWO3·zH2O]受热分解的化学方程式如下:
x(NH4)2O·yWO3·zH2O→WO3 +NH3↑+H2O↑(未配平)。
某同学为测定仲钨酸铵晶体的组成,进行如下实验:
①准确称取16.21g样品,研细灼烧;
②将产生的气体通入装有碱石灰干燥管,充分吸收称得干燥管增重1.44g;
③称量冷却后的固体质量为13.92g。
通过计算确定此仲钨酸铵晶体的化学式(写出计算过程)。
正确答案
(1)加热浓缩 过滤、洗涤
(2)杂质NH4Cl被灼烧分解后全部转化为气体
(3)m(NH3)=16.21g-13.92g-1.44g=0.85g
n(NH4+)=n(NH3)=" 0.85g" ÷17g·mol—1=0.05mol
样品中结晶水:n(H2O)="1.44" g ÷18 g·mol—1-0.05mol÷2="0.055" mol
n(WO3)=13.92g÷232 g·mol—1=0.06mol
x:y:z="0.025" mol:0.06mol:0.055 mol=5:12:11
故仲钨酸铵晶体的化学式为5(NH4)2O·12WO3·11H2O。
试题分析:(1)将溶液蒸发浓缩后才能冷却结晶,晶体与溶液分开采用过滤的方法,并要洗涤除去晶体表面杂质;(2)NH4Cl受热分解为HCl和NH3,从固体中分离;
(3)物质组成的计算
根据②步干燥管增重为水的量
样品中结晶水:n(H2O)="1.44" g ÷18 g·mol—1-0.05mol÷2="0.055" mol
根据质量守恒计算产生氨气的量,计算NH4+的量
m(NH3)=16.21g-13.92g-1.44g=0.85g
n(NH4+)=n(NH3)=" 0.85g" ÷17g·mol—1="0.05mol"
根据③步得到固体为WO3,n(WO3)=13.92g÷232 g·mol—1=0.06mol
所以有x:y:z="0.025" mol:0.06mol:0.055 mol=5:12:11
故仲钨酸铵晶体的化学式为5(NH4)2O·12WO3·11H2O。
将一定量的CO2气体通入500 mL某NaOH溶液中,充分反应后。将溶液在低温下蒸发。得到不含结晶水的白色固体A。取三份质量不同的该白色固体A分别与50 mL相同浓度的盐酸反应.得到气体的体积(标准状况)如下表所示。
组别
①
②
③
盐酸的体积mL
50
50
50
固体A的质量g
3.80
6.20
7.20
气体体积mL
896
1344
1344
小题1:上表中第 组数据表明加入的50mL盐酸有剩余,其理由是?
小题2: 通过计算讨论判断固体A是什么物质?其成分的质量分数是多少?
正确答案
小题1:第一组有剩余,盐酸的量相同但产生的气体比2 ,3组少,说明盐酸过量。
小题2:A是Na2CO3和NaHCO3的混合物
Na2CO3的质量分数:55.8%,NaHCO3的质量分数:44.2%
小题1:实验②比实验①中固体质量增加,同时生成的气体也增加,这说明在实验①盐酸是过量的。实验③在实验②的基础上继续增加固体的质量,但气体的体积不再发生变化,这说明在实验③盐酸是不足的,固体过量。
小题2:因为CO2和氢氧化钠反应可以生成两种盐碳酸钠和碳酸氢钠,所以如果固体中只有碳酸钠,则生成的二氧化碳是<896ml,这说明A是Na2CO3和NaHCO3的混合物,然后根据实验①列式进行计算即可。
解:根据第一组数据,若只有Na2CO3,则气体产生的量为
<896ml
这就说明A是Na2CO3和NaHCO3的混合物。
设原有的碳酸钠物质的量为X,碳酸氢钠物质的量为Y,依题意得
解之得x=0.02mol y=0.02mol
所以 Na2CO3的质量分数: ,则NaHCO3的质量分数为44.2%。
过碳酸钠俗称固体双氧水,是一种很好的消毒剂和供氧剂,化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。现将一定质量的过碳酸钠粉末溶于水配成稀溶液,再向其中加入适量的MnO2粉末,充分反应后生成672 mL气体(标准状况)。反应后的混合物经过滤、洗涤后,将滤液和洗涤液混合并加水配成100 mL溶液A。现向三份体积为10 mL、浓度为c的稀硫酸中分别逐滴滴入溶液A,边滴边振荡,充分反应后,测得实验数据如下表所示:
请回答下列问题:
(1)用化学方程式表示向过碳酸钠溶液中加入MnO2粉末时放出气体的原因:_______________________________________________________________。
(2)稀硫酸的物质的量浓度c=________ mol·L-1。
(3)通过计算可确定过碳酸钠的化学式为________。
(4)工业上常以所含活性氧的质量分数来衡量过碳酸钠产品的优劣,13%以上者为优等品。
现将0.2 g某厂家生产的过碳酸钠样品(所含杂质不参与后面的氧化还原反应)溶于水配成溶液,加入15.0 mL 1 mol·L-1硫酸,再加入足量KI,摇匀后置于暗处,充分反应后,加入少量淀粉试液,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定到蓝色恰好消失时,共消耗33.00 mL,请通过计算判断该样品是否为优等品(要求写出计算过程)。(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
正确答案
(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)0.5
(3)2Na2CO3·3H2O2
(4)据题意可得:H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。根据关系式H2O2~2Na2S2O3可知,n(H2O2)==
=1.65×10-3 mol
该过碳酸钠中活性氧的质量分数为
×16×100%=13.2%>13%
所以该过碳酸钠样品为优等品。
(2)第Ⅲ次实验中加入溶液A的体积是第Ⅰ次实验中加入溶液A体积的3倍,但放出气体的体积不是3倍,说明第Ⅲ次实验中溶液A过量。取第Ⅲ次实验中的数据进行计算。
(3)n(H2O2)=2n(O2)=×2=0.06 mol
由实验Ⅰ中数据可知,5 mL A溶液中:n(Na2CO3)=n(CO2)==2×10-3 mol,所以100 mL A溶液中含有Na2CO3的物质的量为20×2×10-3 mol=0.04 mol。
n(Na2CO3)∶n(H2O2)=0.04∶0.06=2∶3,所以过碳酸钠的化学式为2Na2CO3·3H2O2。
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