- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀；滤液与4.0mol·L-1NaOH溶液反应，用去35mL碱液时恰好完全中和。试求：混合液中H2SO4、HNO3的物质的量浓度各是多少？
正确答案
（1）c(H2SO4)=4.0mol·L-1 c(HNO3)=6.0mol·L-1
试题分析：加入足量BaCl2溶液，溶液中因生成的是BaSO4沉淀。n(BaSO4)=9.32g÷233g/mol=0.04mol 。所以可以利用守恒推出n(H2SO4)=n(BaSO4)=0.04mol 。再利用
又因为H++OH-=H2O ,n(OH-)=CV=4.0mol·L-1*0.035L=0.14mol,可以知道n (H+)=0.14mol,,因为n(H2SO4)=0.04mol，所以硫酸中H+的物质的量为。结合刚才求出的溶液中H+的总量为0.14mol，可以推出HNO3中H+=0.14 mol-0.08mol=0.06mol。最后C(HNO3)=0.06mol÷0.01L=6.0mol·L-1。
今欲用NaOH固体配制500mL 0.2mol/L的NaOH溶液。根据题意填空：
（1）配制该溶液应选用 mL容量瓶。
（2）称量时将NaOH放在__________中，用托盘天平称取 g。
（3）若实验时遇到下列情况，将会使所配的溶液浓度发生什么变化（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）：
A．加水定容时超过刻度线 ；
B．没有将洗涤液转入容量瓶中 ；
C．容量瓶内壁沾有水滴没有烘干就进行配制 ；
D．定容时俯视 ；
（4）选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上
A．过滤 B．渗析 C．蒸发结晶 D．蒸馏
①______分离饱和食盐水与沙子的混合物。
②______从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾。
正确答案
（9分） （1） 500 mL容量瓶 （2） 烧杯 4.0 g
（3）A．偏低 ；B．偏低 ；C．无影响 ；D．偏高 ；（4）①A ②C
试题分析：（1）用NaOH固体配制500mL 0.2mol/L的NaOH溶液，则需要500ml容量瓶。
（2）500mL 0.2mol/L的NaOH溶液中溶质的质量是0.5L×0.2mol/L×40g/mol＝4.0g。由于氢氧化钠具有吸水性和腐蚀性，称量时应该放在烧杯中。
（3）根据n＝c·V可知，如果加水定容时超过刻度线，则溶液的体积增加，浓度偏低；如果没有将洗涤液转入容量瓶中，则溶质减少，浓度偏低；如果容量瓶内壁沾有水滴没有烘干就进行配制，则溶质和溶液体积不影响，浓度不变；如果定容时俯视，则容量瓶中溶液的体积减少，浓度偏高。
（4）结晶法适用于不同溶质的溶解度受温度影响不同而分离的一种方法，蒸馏是依据混合物中个组分沸点不同而分离的一种法，适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质，过滤适用于不溶性固体和液体之间的一种分离方法，渗析一般用于胶体的提纯和分离。沙子不溶于水，过滤即可；硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度影响的变化程度不同，可以用结晶法得到硝酸钾。
点评：该题是中等难度的试题，试题在考查基础知识的同时，侧重能力的培养的解题方法指导，有助于培养学生的逻辑思维能力。该题的难点在于误差分析，该题学生需要明确配制物质的量浓度溶液时，要注意根据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。
将足量的锌投入200mL某浓度的盐酸中完全反应，生成的H2在标准状况下体积为1.12L。求：
（1）参加反应的锌的质量是多少?
（2）所用盐酸中HCl的物质的量浓度?
正确答案
（1） 3.25 g
（2）0.5 mol/L
试题分析：氢气的体积为：1.12L/22.4mol/L=0.05mol
设参加反应的锌的质量是ag,盐酸的物质的量为n，则
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
2 1
(a/65)mol n 0.05mol
求得a=3.25，n="0.1mol" ,故盐酸的浓度=0.1mol/200×10-3L=0.5mol/L。
（10分）配制500 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液，试回答下列问题：
(1)计算：需要NaOH固体的质量为________。
(2)某学生用托盘天平称量一个小烧杯的质量，称量前把游码放在标尺的零刻度处，天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置，此时左边的托盘将________(填“高于”或“低于”)右边的托盘。欲使天平平衡，所进行的操作为________________________________________________________________。
假定最终称得小烧杯的质量为__________(填“32.6 g”或“31.61 g”)，请用“↓”表示在托盘上放上砝码，“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程，并在标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。
标尺
(3)某学生实际配制NaOH溶液的浓度为0.48 mol·L－1，原因可能是________。
A．使用滤纸称量氢氧化钠固体
B．容量瓶中原来存有少量蒸馏水
C．溶解后的烧杯未经多次洗涤
D．胶头滴管加水后定容时仰视刻度
正确答案
(1)10.0 g (2)高于 将左边的平衡螺母左旋移动，或将右边的平衡螺母左旋，直至天平平衡 32.6 g
(3)ACD
（1）500 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中氢氧化钠的质量是500 mL× 0.5 mol·L－1×40g/mol＝10.0g。
（2）指针在分度盘的偏右位置，说明右盘质量大于左盘，所以左盘高于右盘；欲使天平平衡，所进行的操作为将左边的平衡螺母左旋移动，或将右边的平衡螺母左旋，直至天平平衡；托盘天平的只能读数到0.1g，所以应该是32.6 g。
（3）托盘天平放砝码的一般原则是先放最大的，然后依次减小，所以正确的操作过程是（见答案）。
（4）根据c＝n/V可进行判断。氢氧化钠固体吸水，所以A中溶质的质量减小，则浓度偏低；容量瓶中含有水不影响测定结果；溶解后的烧杯未经多次洗涤，则溶质的质量减小，则浓度偏低；定容时仰视刻度，则容量瓶中溶液的体积增加，所以浓度偏低，答案选ACD。
在标准状况下有四种气体：A、11.2 L H2；B、0.25mol H2S(g)；C、36.5g HCl(g)；D、约含2.408×1023个分子的NH3，其中体积最小的是________；质量最大的是_________；所含氢原子数最少的是________；气体密度最大的是__________。（填序号）。
正确答案
B；C；B；C
氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有重要的应用。根据题意完成下列计算：
(1)联氨用亚硝酸氧化生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，计算确定该氢化物的分子式为________。该氢化物受撞击则完全分解为氮气和氢气。4.30 g该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况下的体积为________L。
(2)联氨和四氧化二氮可用作火箭推进剂，联氨是燃料，四氧化二氮做氧化剂，反应产物是氮气和水。由联氨和四氧化二氮组成的火箭推进剂完全反应生成72.0 kg水，则推进剂中联氨的质量________。
(3)氨的水溶液可用于吸收NO与NO2混合气体，反应方程式为6NO＋ 4NH3=5N2＋6H2O 6NO2＋ 8NH3=7N2＋12H2O。NO与NO2混合气体180 mol被8.90×103g氨水(质量分数0.300)完全吸收，产生156 mol氮气。吸收后氨水密度为0.980 g/cm3。则①该混合气体中NO与NO2的体积比为________，②吸收后氨水的物质的量浓度________(答案保留1位小数)。
正确答案
：(1)n(N)＝
答案：(1)HN3 4.48 (2)64 kg (3)9∶1 2.4 mol/L
（1）37Cl—离子结构示意图 ，质量相等的两种物质SO2和SO3，所含氧原子个数之
为 ；
（2）20.6g NaR 含有Na+0.2mol，则NaR的摩尔质量为 ，则含R 8.0g 的NaR的物质的量为 ；
（3）在标准状况下，4.8g甲烷(CH4)所占的体积为_________L，它与标准状况下________L硫化氢(H2S)含有相同数目的氢原子；
（4）在100g浓度为18 mol·L－1、密度为ρ(g·cm–3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol·L－1的硫酸，则加入水的体积 100mL（填“＞”、“＜”、“＝”）
正确答案
（1）
（2）103 g/mol（单位不写不得分）； 0.1 mol
（3）6.72； 13.44
（4）＜
试题分析：（1）Cl‾为18电子，第三层电子数为8；质量相等的两种物质SO2和SO3，所含氧原子个数之为m÷64×2：m÷80×3=5:6。
（2）Na+为0.2mol，则NaR为0.2mol，M(NaR)=20.6g÷0.2mol=103g/mol；由NaR的摩尔质量可得M(R)=80g/mol，则n(NaR)=n(R)=8.0g÷80g/mol=0.1mol。
（3）根据气体摩尔体积进行计算，V(CH4)=4.8g÷16g/mol×22.4L/mol=6.72L；4.8g÷16g/mol×4=V(H2S)÷22.4L/mol×2,可得V(H2S)=13.44L。
（4）由18 mol·L-1H2SO4稀释为9mol·L-1，应使溶液体积变为原来的2倍，因为硫酸溶液的密度随着浓度的减小而减小，稀释后的硫酸溶液质量小于原溶液的2倍，所以加入水的体积小于100ml。
Na2O2曾经是潜水艇或航天器中最理想的供氧剂。下表是人体呼出气体的成分(均为体积百分含最）。
(1)已知一个人一天大约要产生16 mol CO2。若全部被Na2O2吸收，需要Na2O2________ g。
(2)若要使被吸收的CO2与产生的O2体积相等，就需
要在Na2O2中添加KO2．计算要达到该目的．Na2O2与KO2的物质的量比例是 。
已知：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
(3)计算100 L空气经过人体呼吸后，呼出气体中O2的体积(标准状况下，保留2位小数)____ L。
(4)为保持航天器中空气成分恒定，并充分利用资源，需对人体呼出的气体进行处 理，无用物质排出航天器。100 L空气经过人体呼吸后，欲使呼出的气体经过处理后恢复原空气成分且体积仍为100 L(可供使用的化学试剂只有Na2O2)．通过计算回答：若先利用CO2，还需要利用水蒸气，求需要水蒸气体积 L。
正确答案
（1）1248
（2）n（Na2O2）：n（KO2）=1:2 （3）V（O2）=16．86L
（4）4．10
试题分析：
（1）过氧化钠和二氧化碳的反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，设需要过氧化钠的质量为x，
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
156g 2mol
x 16mol
x=
（2）Na2O2和 CO2反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2， KO2和 CO2反应方程式为：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2，根据反应方程式知，要使被吸收的CO2与产生的O2体积相等，则参加反应的n（Na2O2）：n（KO2）=2：4=1：2
（3）呼吸前后，氮气不参加反应，所以氮气的量不变，呼入的气体中氮气体积=100L×78%=78L，氮气的量不变，所以呼出的气体体积=78L÷74%=105．4L，所以V（O2）=78L/74%×16%=16．86L。
（4）呼入气体中氧气的体积=100L×21%=21L，呼出的气体中氧气的体积是16．86L，所以氧气体积减少为（21-16．86）L=4．14L O2。
二氧化碳气体增加的量=78L/74%×4%-100L×0．03%=4．22L-0．03L=4．19L，将增加的CO2用Na2O2吸收，生成O2是二氧化碳的一半为2．095L，为补足减少的4．14L O2，还需要2．045L O2，则需要用Na2O2吸收 H2O体积为氧气的2倍=2．045L×2=4．09L，剩余的水=6．32L-4．09L=1．73L液化回收。还需要水蒸气参加反应，需要水蒸气的体积是4．10L
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___________mol
（2）与标准状况下VLCO2所含氧原子数目相同的水的质量是___________（用分式表示）
（3）在一定的温度和压强下，1体积X2（g）跟3体积Y2（g）化合生成2体积化合物，则该化合物的化学式是______________________
（4）三种正盐的混合溶液中含有0．2mol Na+、0．25mol Mg2+、0．4mol Cl-、SO42-，
则n（SO42-）为___________mol
正确答案
（1）0.25
（2）45V/28g
（3）XY3
（4）0.15
将5.0g碳酸钙放入一定量稀盐酸中恰好完全反应，得到40mL密度为1.32g/mL的溶液。试计算：
（1）生成标准状况下的二氧化碳气体多少升？（不考虑CO2在水中的溶解）
（2）所得溶液中氯化钙的物质的量浓度。
（3）所用稀盐酸的质量分数。
正确答案
（1）1.12L（2分） （2）1.25mol/L （2分） （3）7.3% （3分）
试题分析：(1)CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ↑+ H2O n(CaCO3)="5g÷100g/mol=0.05mol," n(CO2)= 0.05mol,V(CO2)= 0.05mol*22.4L/mol=1.12L
(2)n(CaCl2)=0.05mol,C(CaCl2)="0.05mol/0.04L=1.25mol/L" (3)n(HCl)=0.05mol*2=0.1mol,m(HCl)=0.1mol*36.5g/mol=3.65g.
m(盐酸)=40ml*1.32g/ml+0.05mol*44g/mol-5g=50g w(HCl)=3.65g/50g*100%=7.3%
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