- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
为验证Cl2、Br2的氧化性强弱，设计了如下实验：(可供选择的试剂有：氯水、溴水、NaCl溶液、NaBr溶液、酒精、四氯化碳)实验步骤如下图，填写图中的空白。
（1）2 mL 试剂 ；加入少量 试剂；再加入
试剂； 现象： 。
（2）可以证明Cl2的氧化性____________(填“强于”或“弱于”)Br2的氧化性；氯元素的非金属性 ____________(填“强于”或“弱于”)_溴元素的非金属性。
( 3 )此反应的离子方程式为：________________________________________。
（4）某溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量之比为4∶1∶4，要使溶液中的Cl－、Br－、I－的物质的量之比变为7∶1∶1，则通入Cl2的物质的量与原溶液中I－的物质的量之比为______。
正确答案
(1)NaBr溶液 ； 氯水 ； 四氯化碳 ； 分成两层 上层无色、下层棕红色(或橙色或橙红色) 。
（2）强于；强于（3）Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2
（4）3：8
试题分析：（1）验证Cl2、Br2的氧化性强弱，结合题干提供的试剂，可知第一支试管应该装的是2mLNaBr溶液，第二支试管中加入氯水，振荡之后再加入CCl4把置换出来的Br2从混合液中萃取出来，混合液分成两层，上层为NaCl溶液无色，下层Br2和CCl4，呈棕红色（或橙色或橙红色）。
（2）由实验证明Cl2的氧化性强于Br2的氧化性，结合元素周期律，也可得氯元素的非金属性强于溴元素的非金属性。该反应的离子方程式为：Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2 。
（4）依题意，可设原溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量为4X、X、4X,反应后溶液中的Cl－、Br－、I－的物质的量为7X、X、X,通入氯气后，发生如下反应：Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，可知I－的减少量为Cl2通入量的2倍，则
点评：探究式实验是近年来高考的热点，重在培养学生的发散性思维，逻辑思维能力，本题难度不大，解题的关键是要掌握卤素的化学性质和反应方程式的正确书写，结合反应原理，题干信息，巧妙假设，化繁为简。
硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺。
I尾气的吸收和综合利用。
以工业制硫酸的尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氯铵和KCI为原料可以合成硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：
（1）反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）反应Ⅳ的化学方程式为 。
（3）反应V在25℃、40%的乙二醇溶液中进行，该反应能顺利进行的原因为 。
Ⅱ催化剂的回收利用。
SO2的催化氧化所使用的催化剂为V2O5，实际生产中，催化剂在使用一段时间后，会含有V2O5、VOSO4和SiO2等，其中VOSO4。能溶于水。回收V2O5，的主要流程如下：
（4）若反萃取使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加____ 的用量。
（5）浸取还原过程的产物之一是VOSO4，反应的化学方程式为 。
氧化过程的化学方程式为KClO3+6VOSO4+3H2SO4= 2(VO)2(SO4)3+KCl+3H2O；若两步所用试剂Na2SO3与KC1O3的物质的量之比为12：7，则该催化剂中V2O5、VOSO4的物质的量之比为 。
正确答案
（1）1︰4
（2）NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4
（3）K2SO4在40%的乙二醇溶液中溶解度更小
（4）NH3•H2O
（5）Na2SO3+V2O5+2H2SO4= 2VOSO4 +Na2SO4+2H2O ， 2︰3。
试题分析：（1）反应III的化学方程式为：CaSO4+4C
现有两份铵盐样品A、B，其成分都是(NH4)2SO4、NH4HSO4的混合物。甲、乙两个研究性学习小组的同学想要确定A和B中各成分的含量。
甲组同学取了数分相同质量的样品A溶于水，然后分别加入不同体积的1mol/L的NaOH溶液，水浴加热至气体全部逸出。（此温度下，铵盐不分解）。该气体干燥后用足量的浓硫酸完全吸收。浓硫酸增重的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图。分析该图像，并回答下列问题：
（1）写出ab段涉及的离子方程式： 。
（2）c点对应的数值是 ；样品A中(NH4)2SO4、NH4HSO4的物质的量之比为 。乙组同学取了数份不同质量的样品B，分别加入到200mL 1mol/L的NaOH溶液中，同样用水浴加热，将逸出气体干燥后再用浓H2SO4吸收。测定结果如下表：
分析该表，并回答下列问题：
（3）①分析实验数据可知，实验编号为 的实验中，氢氧化钠足量，铵盐中的铵根离
子完全转化成气体；m的值为 。
②计算样品B中氮元素的质量分数。（用小数表示，保留两位小数）
（1）乙组同学在研究时发现，浓硫酸增重的质量与样品B的质量之间满足一定的函数关系。假设样品的质量为x(g)，浓硫酸增重的质量为y(g)。求：当x在不同范围时y与x的函数关系。
正确答案
（1）NH4＋ + OH― = NH3↑+ H2O (1分)
（2）4.25 (2分) 9：2 (3分)
（3）①Ⅰ (1分) 2.04 (2分) ②17% (3分)
（4）12.35
试题分析：
（1）0-25ml: NaOH溶液与NH4HSO4中的H+作用：2NH4HSO4+2NaOH= (NH4)2SO4+Na2 SO4+2H2O
ab段：(NH4)2SO4+2NaOH="2" NH3↑+ 2H2O+ Na2 SO4 离子方程式：NH4＋ + OH― = NH3↑+ H2O
（2）①解：设浓硫酸增重的质量为x
(NH4)2SO4+2NaOH="2" NH3↑+ 2H2O+ Na2 SO4
2 34
（275-25）/1000*1 x x="4.25" c点对应的数值是4.25
②样品A中(NH4)2SO4、NH4HSO4的物质的量之比为9/2
解：设NH4HSO4的物质的量为y
①2NH4HSO4+2NaOH= (NH4)2SO4+Na2 SO4+H2O
2 2 1
y 1*25/1000 0.025/2
y=0.025
② (NH4)2SO4+2NaOH="2" NH3↑+ 2H2O+ Na2 SO4
1 2
0.125 1*(275-25)/1000
原(NH4)2SO4：0.125-0.0125=0.1125（mol）
(NH4)2SO4、NH4HSO4的物质的量之比为0.1125/0.025=9/2
（3）I 和II可知，I铵盐最少，NaOH足量，铵盐能反应充分。浓硫酸增重的质量即氨的质量。
解：设I（第一份）NH4HSO4和(NH4)2SO4的物质的量为x和y，I中铵盐都反应了
115x+132y=9.88 放出的氨气的物质的量为x+2y
①NH4HSO4 ---------2NaOH----- NH3↑ （2）(NH4)2SO4--------2NaOH-----2 NH3↑
x x y 2y
第二份的质量是第一份的2倍，NH4HSO4的物质的量也为2倍，物质的量为2x
对于第二份：先NH4HSO4---------H+ ---------OH-
2x 2x 2x
第二份吸收氨的质量与第一份等，物质的量也等。
NH4+---------OH-
x+2y x+2y 有NaOH：2x+ x+2y=0.2*1 和115x+132y=9.88 x=0.04 y=0.04
放出的氨气的物质的量为x+2y="0.12" 放出的氨气的质量为：m=17*0.12=2.04（g）
②样品B中氮元素的质量分数：14（x+2y）*100%/9.88=17%
60、由I可知样品B中NH4HSO4和(NH4)2SO4的物质的量均为0.04 mol，是物质的量1:1混合。
假设样品的质量为x(g)，浓硫酸增重的质量为y(g)。有几个特殊点
（1）0.2 molNaOH恰好反应需NH4HSO4和(NH4)2SO4的质量x(g)，设NH4HSO4和(NH4)2SO4的物质的量均为n
NH4HSO4-----------2NaOH ----------- NH3↑ ；(NH4)2SO4-----------2NaOH----------- 2NH3↑
n 2n n n 2n 2n
对于NaOH ：4n=0.2 n="0.05" 样品的质量 x=115*0.05+132*0.05=12.35（g）
浓硫酸增重的质量为y：即氨的质量：3n*17
（2）浓硫酸增重的质量为0时，样品的质量为x(g)，此时NaOH 量不足，只与H+反应
NH4HSO4- ----------NaOH
0．2 0.2
样品B中的质量为x:0.2*115+0.2*132="49.4(g)"
当x大于等于49.4 y=0 ；x小于等于12.35 ，NH4HSO4和(NH4)2SO4物质的量1:1混合，物质的量为x/247,含氨气3 x/247，质量为y="17*3" x/247=51x/247。12.35
配制250ml 1．0 mol/L 的Na2CO3溶液，需称取Na2CO3固体多少克?取配制好的溶液25ml,往其中逐滴滴加1．0 mol/L的H2SO4溶液15ml,求生成的气体在标准状况下的体积是多少升？
正确答案
26．5g， 0．005mol，0．112L
试题分析：n(Na2CO3)=250ml*10-3L/ml*1．0mol/L=0．25mol； m(Na2CO3)=nM=0．25mol*106g/mol =26．5g；n(H+)=2n(H2SO4)=2*15ml*10-3L/ml*1．0mol/L=0．03mol
CO32- + H+ = HCO3-
1 1 1
0．025mol 0．025mol 0．025mol
HCO3- + H+ = H2O + CO2
1 1 1
0．30-0．025 n
V(CO2)=n*Vm=0．005mol*22．4L/mol =0．112L
将15.6 g Na2O2投入到足量的水中充分反应。回答：
（1）生成的气体在标准状况下的体积为 L。
（2）该反应中所消耗的水的质量为 g。
（3）将反应后的溶液配成1000mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。
正确答案
（1）2.24L (2分)（2）3.6g (2分) （3）0.4mol·L-1 (2分)
试题分析：15.6g过氧化钠的物质的量是
15.6g÷78g/mol＝0.2mol
则根据反应的化学方程式可知
2Na2O2 ＋ 2H2O＝4NaOH ＋ O2↑
2mol 36g 4mol 22.4L
0.2mol 3.6g 0.4mol 2.24L
即生成的气体在标准状况下的体积为2.24L
反应中所消耗的水的质量为3.6g
将反应后的溶液配成1000mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为
0.4mol÷1L＝0.4mol/L
点评：该题是基础性试题的考查，主要是考查学生根据化学方程式进行的有关就是的了解掌握情况，有助于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。该题难度不大，学生不难得分。
(1) 甲烷的分子个数为1．204×1023，则甲烷的物质的量为______ mol，所含的原子个数共有______个，与这些甲烷质量相等的O2的物质的量为 ______________ mol。
（2）含有相同氧原子数目的NO和NO2两种气体，其质量比 ，物质的量比为 ，在标准状态下，体积比为 。
（3）一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100 mL 3.00 mol/L的NaOH溶液(密度为1.12g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.050 0 mol。
①原NaOH溶液的质量分数为________。
②所得溶液中Cl－的物质的量为________mol。
③所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)∶n(H2)＝________。
正确答案
（9分）（1）0.2 ，NA，0.1（2）30：23，2：1，2：1
（3）、(1) 10.71% (2)0.250 mol (3)3︰2
（1）甲烷的分子个数为1．204×1023，则甲烷的物质的量为1．204×1023÷6.02×1023/mol＝0.2mol；所含的原子个数共有0.2×5×NA＝NA；甲烷的质量是16g/mol×0.2mol＝3.2g，所以氧气的物质的量是3.2g÷32g/mol＝0.1mol。
（2）含有相同氧原子数目的NO和NO2两种气体，其物质的量之比是2︰1，所以质量之比是2×30︰1×46＝30︰23；在标准状态下，体积比就是物质的量之比，因此也是2︰1。
（3）①根据
②测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.050 0 mol，则氯化钠的物质的量是0.3mol－0.0500mol＝0.25mol、
③根据反应的方程式Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O可知，生成0.0500mol次氯酸钠的同时还生成0.050mol氯化钠，所以由氯化氢生成的氯化钠是0.25mol－0.0500mol＝0.2mol。因此生成的氯化氢是0.2mol，剩余的氯气是0.05mol，所以所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)∶n(H2)＝0.15︰0.1＝3︰2。
MnCO3可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO2为原料生产MnCO3的工艺流程如下：
已知：MnCO3难溶于水和乙醇，受热易分解。
⑴ 实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、 。
⑵①检验水洗是否合格的方法是 。
②水洗结束后，用乙醇洗涤的目的是 。
⑶ MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 ；图中点D对应固体的成分为 （填化学式）。
正确答案
⑴玻璃棒(1分)
⑵①取最后一次洗涤滤出液少许于一支试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无明显现象，说明水洗合格(或其他合理答案) (2分)
②乙醇易挥发，便于低温干燥，防止MnCO3受热分解(1分)
⑶1∶2 (3分) Mn3O4和MnO(或其他合理表达) (3分)
试题分析：
⑶设MnCO3的物质的量为1 mol，即质量为115 g
①A点剩余固体质量为115 g×75.65%="87" g
减少的质量为115 g－87 g="28" g
可知MnCO3失去的组成为CO
故剩余固体的成分为MnO2
②C点剩余固体质量为115 g×61.74%="71" g
据锰元素守恒知m(Mn)="55" g，则m(O )1="71" g－55 g="16" g
则n(Mn)∶n(O)=
故剩余固体的成分为MnO
同理，B点剩余固体质量为115 g×66.38%="76.337" g
因m(Mn)="55" g，则m(O )2="76.337" g－55 g="21.337" g
则n(Mn)∶n(O)=
故剩余固体的成分为Mn3O4
因D点介于B、C之间，故D点对应固体的成分为Mn3O4与MnO的混合物。
将51.2 g铜恰好完全溶于V mL 10 mol/L硝酸中得到硝酸铜溶液，收集到氮的氧化物（含NO、NO2、N2O4）的混合物共17.92 L（标准状况），这些气体恰好能被500 mL
2.0 mol/L NaOH溶液完全吸收，得到500 mL（假设吸收气体后溶液体积不变）钠盐溶液。
发生的反应有： N2O4
NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O
通过计算回答下列问题：
（1）硝酸铜溶液中硝酸铜的物质的量为________________，V＝________。
（2）上述钠盐溶液中硝酸钠的物质的量浓度为______________________。
（3）向上述硝酸铜溶液中加入足量的稀硫酸，再加入足量铜粉，有W g铜完全溶解，将收集到的气体（只有NO生成）全部收集于一试管中，并将充满该气体的试管倒立于盛水的水槽里，再向试管里充入一定量的氧气，最终恰好使溶液充满试管。
①W＝______________。②通入的氧气在标况下的体积为______________。
正确答案
（8分）（1）0.8 mol（2分），260（2分） （2）0.4 mol/L（2分）
（3）①153.6（1分）②26.88 L（1分）
试题分析：（1）铜的物质的量是51.2g÷64g/mol＝0.8mol
则根据铜原子守恒可知，硝酸铜溶液中硝酸铜的物质的量为0.8mol
氢氧化钠的物质的量是0.5L×2mol/L＝1mol
则硝酸钠和亚硝酸钠的化学式可知
被还原的硝酸的物质的量是1mol
所以根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量是0.8mol×2＋1mol＝2.6mol
则V＝1.6mol÷10mol/L＝0.26L＝260ml
（2）设NO、NO2、N2O4的物质的量分别是a、b、c
混合气体的物质的量是17.92L÷22.4L/mol＝0.8mol
则a＋b＋c＝0.8mol
根据电子得失守恒可知3a＋b＋2c＝1.6mol
根据钠离子守恒可知a＋b＋2c＝1mol
解得a＝0.3mol、b＝0.3mol、c＝0.2mol
则混合气相当于是0.3mol的NO和0.7molNO2
根据方程式NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O可知
生成的硝酸钠是0.2mol、亚硝酸钠是0.8mol
所以上述钠盐溶液中硝酸钠的物质的量浓度为0.2mol÷0.5L＝0.4 mol/L
（3）溶液中NO3－的物质的量是1.6mol
则根据方程式8H＋＋2NO3－＋3Cu=2NO＋3Cu2＋＋4H2O可知
消耗铜的物质的量是2.4mol
质量是2.4mol×64g/mol＝153.6g
由于最终恰好使溶液充满试管，这说明生成的NO又恰好生成硝酸，则根据电子的得失守恒可知，需要氧气的物质的量是（2.4mol×2）÷4＝1.2mol
在标准状况下的体积是1.2mol×22.4L/mol＝26.88 L
点评：该题综合性强，对学生的要求高。该题的关键是在明确反应原理的基础上，灵活运用各种守恒法，即质量守恒定律、原子守恒、电荷守恒以及电子的得失守恒等，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的应试能力和学科素养。
明矾石的主要成分为K2SO4·Al2（SO4）3·2Al2O3·6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：
（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为
（2）分离溶液和废渣的操作是________，“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（3）“调节pH”后过滤、洗涤Al（OH）3沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。
（4）“母液”中可回收的物质是________。
（5）若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。
正确答案
（1）2 3 2 9 SO2
（2）过滤 Al2O3＋2OH－=2AlO3-＋H2O
（3）取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净
（4）K2SO4、Na2SO4
（5）468
（1）分析已知的反应物和生成物可知，只有硫元素化合价发生变化，故最终只可能生成SO2。（2）结合流程可知，分离溶液和废渣可用过滤操作；溶解时，Al2O3与碱反应。（3）Al（OH）3沉淀表面吸附有SO42-，故可取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净。（4）“母液”中可回收的物质是易溶的K2SO4和Na2SO4。（5）根据反应的化学方程式可知，2Al2（SO4）3～3S，n（S）＝1.5 mol，n[Al2（SO4）3]＝1 mol，n（Al2O3）＝1 mol，明矾石中n（Al2O3）＝2 mol，依据铝元素守恒可知，n（Al）＝n[Al（OH）3]＝6 mol，则氢氧化铝质量为468 g。
按要求回答下列问题。
（1）SO2是形成酸雨的罪魁祸首。 64 g SO2的物质的量为 ，在标准状况下的体积约为 ，所含原子数为 。
（2）写出除去下列物质所含杂质（括号内为杂质）所用的试剂或方法：
①Na2CO3固体(NaHCO3) ②FeCl3溶液(FeCl2)
③Mg粉（Al） ④CO2(SO2)
正确答案
（1）1 mol ， 22．4L ， 3NA或1．806×1024
（2）①加热 ②Cl2 ③NaOH溶液（或KOH溶液） ④KMnO4(H+)溶液（或饱和NaHCO3溶液）
试题分析：（1）根据物质的理和质量，体积，微粒数的关系进行计算即可。（2）①Na2CO3固体(NaHCO3)由于后者能加热分解生成碳酸钠，故用加热法。②FeCl3溶液(FeCl2)Cl2能和氯化亚铁反应生成氯化铁。③Mg粉（Al）可加入强碱溶液进行过滤即可。④CO2(SO2)由于二氧化硫具有还原性或酸性较二氧化碳强，故可以选择KMnO4(H+)溶液（或饱和NaHCO3溶液）。
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