- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
（1）0.5L 0.5mol/L FeCl3溶液中的Cl-的物质的量浓度为______．
（2）在______mL 0.2mol/L NaOH溶液中含1g溶质；配制50mL 0.2mol/L CuSO4溶液，需要CuSO4•5H2O______g．
（3）中和相同体积、相同物质的量浓度的NaOH溶液，并使其生成正盐，需要相同物质的量浓度的盐酸、硫酸、磷酸溶液的体积比为______．
（4 ）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、H+、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，现取两份100mL溶液进行如下实验：
①第一份加入足量NaHCO3溶液后，收集到气体0.03mol．
②第二份加足量Ba（NO3）2溶液充分反应后过滤干燥，得干燥沉淀4.66g．
根据上述实验回答：
（a）原溶液中一定不存在的离子是______．
（b）原溶液中可能存在的离子是______．
（c）请计算出原溶液中一定存在的阴离子的物质的量浓度______．
正确答案
（1）0.5mol/L FeCl3溶液中的Cl-的物质的量浓度为c（Cl-）=3c（FeCl3）=0.5mol/L×3=1.5mol/L，
故答案为：1.5mol/L；
（2）1gNaOH的物质的量为：n=
50mL 0.2mol/L CuSO4溶液中溶质的物质的量为：n=c•V=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，
需要CuSO4•5H2O的质量为：m=n•M=0.01mol×250g/mol=2.5g，
故答案为：125；2.5；
（3）相同体积、相同物质的量浓度的NaOH溶液溶质的物质的量相同，
已知盐酸为一元酸，硫酸为二元酸，磷酸为三元酸，设NaOH的物质的量为1mol，则
需要盐酸、硫酸、磷酸的物质的量分别为：1mol，
溶液的浓度相同，则体积比等于物质的量之比，
所以体积比为：1：
故答案为：6：3：2；
（4））（a）①第一份加入足量NaHCO3溶液后，收集到气体0.03mol，说明溶液呈酸性，则则不含CO32-离子，②第二份加足量Ba（NO3）2溶液充分反应后过滤干燥，得干燥沉淀4.66g，该沉淀为硫酸钡，则溶液中存在SO42-离子，不含Ba2+离子，故答案为：Ba2+、CO32-；
（b）反应中没有涉及到K+、Mg2+离子的性质，二者无法确定，可能存在，故答案为：K+、Mg2+；
（c）生成硫酸钡的质量为4.66g，则n（BaSO4）=
已知氯元素的近似平均相对原子质量为35.5，由1123Na、1737Cl和1735Cl构成的11.7g氯化钠晶体中含1735Cl的质量是多少？11.7g该晶体刚好能和某200mL的AgNO3溶液完全反应，则该AgNO3溶液的物质的量浓度是多少？
正确答案
（1）n（NaCl）=
则有：
所以：735Cl为0.15mol，1735Cl的质量是0.15mol×35g/mol=5.25g，
（2）NaCl～AgCl
58.5g 1mol
11.7g 0.2L×C（AgNO3）
C（AgNO3）=1mol/L，
答：11.7g氯化钠晶体中含1735Cl的质量是5.25g，该AgNO3溶液的物质的量浓度是1mol/L．
无机化合物A中含有金属Li元素，遇水强烈水解,主要用于有机合成和药物制造，是具有良好前景的储氢材料。在一定条件下，2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。
回答下列问题：
（1）A的化学式是 ， C的电子式是 。
（2）写出化合物A与盐酸反应的化学方程式： 。
（3）某同学通过查阅资料得知物质A的性质：
Ⅰ．工业上可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备A物质，纯净的A物质为白色固体，但制得的粗品往往是灰色的。
Ⅱ．物质A熔点390℃，沸点430℃，密度大于苯或甲苯,不溶于煤油，遇水反应剧烈，也要避免接触酸和酒精。在空气中化合物A缓慢分解，对其加强热则猛烈分解，但不会爆炸.在750～800℃分解为化合物E和气体C。
①物质A在750～800℃分解的方程式为： 。
②久置的物质A可能大部分变质而不能使用，需将其销毁。遇到这种情况，可用苯或甲苯将其覆盖，然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇，试解释其化学原理 。
（4）工业制备单质D的流程图如下：
①步骤①中操作名称： 。
②试用平衡原理解释步骤②中减压的目的： 。
正确答案
（1）LiNH2 
（2）LiNH2 +2HCl ="LiCl" + NH4Cl
（3）①3LiNH2
② LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们，所以可用苯或甲苯进行覆盖；乙醇可以跟LiNH2反应，方程式为：LiNH2+C2H5OH
（4）①蒸发浓缩、冷却结晶
② LiCl﹒H2O(S)
试题分析：（1）由题给的信息：“已知无机化合物A中含有Li元素，遇水强烈水解”，“在一定条件下，2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。”可推知C为NH3，并依据电解熔融的金属氯化物可以得到金属单质和氯气的知识，可推知B为LiCl。则固体A与NH4Cl固体反应可表为：A+ NH4Cl — LiCl + NH3，NH4Cl的摩尔质量为53.5g/mol，5.35gNH4Cl为0.1mol，反应生成的LiCl也应为0.1mol，那么化合物A中含Li元素也为0.1mol，再根据质量守恒和原子守恒（原子的种类和数目反应前后相同），就可推出该反应的化学方程式为应：LiNH2 + NH4Cl =" LiCl" + NH3，由此可知A是LiNH2，LiNH2的摩尔质量为23.0g/mol，2.30g LiNH2为0.1mol，符合化学反应方程式中的化学计量数， NH3分子的电子式为：
（2）根据化合物A（LiNH2）遇水强烈水解，能生成LiOH和NH3，所以其与盐酸反应的应为：LiNH2 +2HCl ="LiCl" + NH4Cl。
（3）①根据质量守恒（原子守恒），即可推出LiNH2在750～800℃分解的方程式为：3LiNH2
②由题给的LiNH2有关性质，用苯或甲苯将其覆盖，然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇销毁变质的LiNH2的化学原理是“LiNH2密度大于苯或甲苯，且不溶于它们，所以可用苯或甲苯进行覆盖；乙醇可以跟LiNH2反应：LiNH2+C2H5OH
（4）通过工业制备单质Li的流程图可知：①步骤①是要从LiCl溶液获得LiCl﹒H2O晶体，所以，其操作应为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。步骤①中的操作己经有过滤、洗涤，还应有“蒸发浓缩、冷却结晶”。
②步骤②是要将LiCl﹒H2O晶体在减压、干燥的氯化氢气氛中加热（200℃）生成无水LiCl，然后经步骤③电解熔融的LiCl制得金属Li。因此根据LiCl﹒H2O晶体脱去结晶水生成无水LiCl的反应：LiCl﹒H2O(S)
取44.2 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品，将其分成两等份，取其中一份加热到质量不再改变，冷却后称其质量为15.9 g；另一份溶于水，配成500 mL溶液。 试计算（计算结果用小数形式表示）：
(1)原样品中碳酸氢钠的物质的量为____mol。
(2)所配溶液中Na+的物质的量浓度为____mol·L-1。
正确答案
(1)0.4
(2)0.6
MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：
(1)第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的 (写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、 、 、 ，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有 (写化学式)。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g，第①步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3。
正确答案
(1)MnO、MnCO3
(2)5 Mn2＋ 2 4 H2O 5 1 8 H＋
(3)酒精灯 蒸发皿 玻璃棒 NaCl
(4)0.02
本题以MnO2的提纯为背景，考查氧化还原反应方程式的配平、物质的分离与提纯、物质的量的有关计算等知识。(1)分析生产流程图知样品中的MnO、MnCO3可与稀硫酸反应转化为MnSO4而进入滤液。(2)用化合价升降法不难写出并配平第②步反应的离子方程式：5Mn2＋＋2ClO3－＋4H2O=5MnO2↓＋Cl2↑＋8H＋。(3)Cl2通入热NaOH溶液中，生成的NaClO3显然是氧化产物，那么0价的氯元素化合价降低生成的还原产物必然是NaCl。(4)n(MnCO3)＝n(CO2)＝
（4分）在适当的温度和压强下，4体积的某气态化合物完全分解后产生1体积磷蒸气和6体积的氢气，由此可推断该气态化合物的分子式为______，该分解反应的化学方程式为____ 。
正确答案
PH3； 4PH3=P4+6H2
由阿伏加得罗定律和质量守恒定律可得答案。
向100ml 0.5mol/L AlCl3 中逐渐加入0.5mol/L的NaOH 溶液，最后得到白色沉淀2.34克．求用去的NaOH 溶液的体积．
正确答案
n（AlCl3）=cV=100×10-3L×0.5mol•L-1=0.05mol，
沉淀的物质的量n=
则AlCl3没有完全生成Al（OH）3沉淀，存在两种情况：
（1）NaOH不足，
AlCl3+3NaOH=Al（OH）3↓+3NaCl
3 1
n 0.03mol
n=0.09mol，
V（NaOH）=
（2）NaOH过量，部分生成NaAlO2，
AlCl3+3NaOH=Al（OH）3↓+3NaCl
1 3
0.05mol 0.15mol
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H20
1 1
0.02mol 0.02mol
共需n（NaOH）=0.15mol+0.02mol=0.17mol，
V（NaOH）=
答：用去的NaOH溶液的体积为180ml或340ml．
纯碱是主要的化工原料，化学家发明了其不同的工业制法，其中法国化学家尼古拉斯·勒布朗早在1791年发明的工业合成碳酸钠的方法，简称勒布朗制碱法。该方法包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反应来得到碳酸钠。各步骤反应的化学方程式如下：
2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl↑
Na2SO4＋2C
Na2S＋CaCO3
完成下列计算（计算过程保留3位有效数字）
（1）假设每一步反应物的量足够，反应完全，理论上每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是_________kg。
（2）步骤②碳单质过量时也同样可以反应获得Na2S，此时所发生的反应的化学方程式是___________________________________。若其它条件不变，步骤②按此反应进行，每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是__________kg，此时消耗碳单质的量是原步骤②反应用碳量的____倍。
（3）通过定性分析，勒布朗制碱法获得的纯碱含有杂质CaCO3和CaS，为了测定产品纯度，取10g样品与稀硝酸反应，硫元素全部转化成淡黄色固体，称量其质量为0.16g，另取10g样品与稀盐酸反应，得到气体（忽略气体在水中的溶解），折算为标况下，体积为2.162L，计算求出该产品中Na2CO3的纯度。
（4）若除氯化钠和碳单质的量外，其它反应物足量，反应充分， 如果加入amol氯化钠时，生成的Na2CO3为yg，电子转移数为zmol，讨论分析当氯化钠与碳的物质的量之比x的值不同时，用函数式表示y和z的值是多少。
正确答案
（1）0.883（2分）
（2）Na2SO4+4C 
（3）86.6% （5分）
（4）（每空1分）
试题分析：（1）根据Na元素守恒可得对应关系：2NaCl ~ Na2CO3，m(NaCl)=1kg×80%×117÷106=0.883kg。
（2）过量的C生成CO。配平可得化学方程式；Na元素守恒，需要的NaCl的质量不变，仍然是0.883kg；对比化学方程式，可知C的用量为原来的2倍。
（3）CaS的物质的量等于S，m(CaS)=0.16g÷32g/mol×72g/mol=0.36g，CaCO3、Na2CO3的质量和=10g-0.36g=9.64g，CaCO3、Na2CO3的物质的量和等于CO2的物质的量，m(CaCO3)="2.162L÷22.4L/mol" — 0.16g÷32g/mol =0.092mol，则m(Na2CO3)÷106g/mol +【9.64g—m(Na2CO3)】÷110g/mol=0.092mol，得m(Na2CO3)=8.86g，进而得Na2CO3的纯度为86.6%。
（4）x≤1，C足量，根据2NaCl ~ Na2CO3，m(Na2CO3)= a÷2×106=53a，只有反应②为氧化还原反应，S元素由+4价变为0价，所以转移电子物质的量为4a；x＞1时，C不足，应根据C的物质的量进行计算，n(C)= a/xmol，m(Na2CO3)= ax÷2×106=53a/x，转移电子物质的量为4a/x。
无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料并称为三大材料，是发展高新技术的基石，在未来科技发展中发挥着重要的作用。
（1）新型材料α-Fe粉具有超强的磁性能，用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。将5．60 g α-Fe粉与一定量水蒸气在高温下反应一定时间后冷却，其质量变为6．88 g。
①产生的氢气的体积为_________mL（标准状况下）。
②将冷却后的固体物质放入足量FeCl3溶液中充分反应（已知Fe3O4不溶于FeCl3溶液），计算最多消耗FeCl3的物质的量 mol。
（2）Nierite是一种高熔点高硬度的陶瓷材料。Nierite的摩尔质量为140 g/mol，其中硅元素的质量分数为60%。已知1 mol NH3与足量的化合物T充分反应后可得到35 g Nierite与3 mol HCl气体。
Nierite的化学式为___________。T的化学式为____________。
（3）K金是常见的贵金属材料，除黄金外，还含有银、铜中的一种或两种金属。为测定某18K金样品的组成，将2．832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO2和N2O4的混合气体224 mL（折算至标准状况，下同），将该混合气体与84 mL O2混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。
①混合气体的平均摩尔质量为______________。
②填写该18K金的成分表（精确至0．01%，若不含该金属则填0）。
正确答案
（1）①1792（2分）；②0．08 2分，
（2）Si3N4（2分）；SiCl4（2分）
（3）①69 g/mol（2分）；
②Ag：11．44%；Cu：13．56%（4分）
试题分析：（1）铁与水蒸气反应3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2,物质增加的质量为氧元素，n(H2)=n(O)=（6．88－5．60）÷16=0．08mol v(H2)=0．08×22．4×1000=1792mL（2）n(Fe)=5．6÷56=0．1mol，n(Fe3O4)=n(O)÷4=0．02mol，故固体中剩余的铁单质为0．04mol，消耗FeCl3的量为n(FeCl3)=2n(Fe)=0．08mol
（2）Nierite确定有硅元素和氮元素，化学式中硅元素原子个数为140×60%÷28=3，氮原子个数为140×40%÷14=4，故化学式为Si3N4；根据原子守恒可以得出T的化学式为SiCl4；
（3）假设气体全为NO2，则有4NO2+H2O+O2=4HNO3,m(NO2)=84×10-3÷22．4×46×4=0．69g，气体的质量不变，则混合气体的平均摩尔质量为0．69÷（224×10-3÷22．4）="69" g/mol
设K金中含有铜银两种金属，则根据质量关系列等式为64n(Cu)+108n(Ag)=2．832×25%
金不溶于硝酸，铜银溶于硝酸，根据电子守恒得出等式为2n(Cu)+n(Ag)=84×10-3÷22．4×4（氧气得到的电子），二者联立解得n(Cu)=0．006mol，n(Ag)=0．003mol，百分含量分别为Ag：11．44%；Cu：13．56%。
实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液，其中一瓶是盐酸，另一瓶是Na2CO3溶液，为确定甲、乙的成分及其物质的量浓度，现操作如下：
①取25.00 mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL，其收集到气体224mL。
②另取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL，共收集到气体112mL。
上述气体体积均已换算为标准状况，CO2在溶液中的少量溶解忽略不计。请根据实验数据填空：
（1）甲是___________，甲溶液中溶质的物质的量浓度为_________，乙溶液中溶质的物质的量浓度为 ____________。
（2）将n mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合，产生的气体体积为 V mL(标准状况)，则V的取值范围为_______________。
正确答案
（1）盐酸；0．8 mol／L；1mol／L；
（2））0≤V≤8．96n
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