- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
有同学研究从矿石开始到产出钢铁的工艺流程。
（1）将6.62g铁矿石样品投入足量的盐酸中完全溶解后过滤，滤渣中不含铁元素。在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应，过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3。求该铁矿石含铁的质量分数。
（2）现以该铁矿石为原料炼铁，若生产过程中铁元素损失4％，计算每生产1.00吨生铁（含铁96％），至少需要这种铁矿石多少吨?（保留两位小数）
（3）取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况）。计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。
（4）再取三份不同质量的上述钢样粉末，分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：
计算硫酸溶液的物质的量浓度
（5）若在实验Ⅱ中继续加入mg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）0.51
（2）1.97t
（3）50︰1
（4）1.25mol·L－1
（5）
试题分析：（1）将6.62g铁矿石样品投入足量的盐酸中完全溶解后过滤，滤渣中不含铁元素。在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应，过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3物质的量为0.03mol，铁的物质的量为0.06mol,故该铁矿石含铁的质量分数0.06*56/6.62= 0.51
（2）6.62g铁矿石中铁的质量为
（3）
（4）根据实验Ⅲ可得：
1mol 22.4L
（5）当钢样粉末中的铁未全部溶解时（m＞1.406g），剩余的固体质量为：(5.624g＋mg)－0.125mol×56g·mol－1＝(m－1.376)g，当钢样粉末中的铁全部溶解时（m≤1.406g），剩余的固体质量为：(5.624＋m)g×
（12分）现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL，装置II是某同学转移溶液的示意图。
①图中的错误是 。除了图中给出的的仪器和托盘天平外，
为完成实验还需要的仪器有： 。
②根据计算得知，所需NaOH的质量为 。（装置II）
③配制时，其正确的操作顺序是（字母表示，每个字母只能用一次） ______。
E．改用 加水，使溶液 。若加水超过刻度线，会造成溶液浓度 应该 。
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度 处
正确答案
（12分） (1)没有用玻璃棒引流。玻璃棒 胶头滴管。
（2） 2.0g （3) BCAFED
A． 低 B． 玻璃棒 C 500
E．胶头滴管， 凹液面的最低点与刻度线相切， 偏小， 重新配制 。
F． 1-2cm
考查一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析等。
（1）根据装置图可知，主要的错误是没有用玻璃棒引流，所以还缺少玻璃棒。定容时需要胶头滴管，所以还缺少胶头滴管。
（2）由于没有450ml的容量瓶，所以应该配制500ml容量瓶。则需要氢氧化钠的质量是0.5L×0.1mol/L×40g/mol＝2.0g。
（3）根据配制原理可知，正确的操作顺序是BCAFED。
A中如果液体损失，则溶质就减少，所以根据c＝n/V可知，浓度是减小的。
B中溶解时需要玻璃棒搅拌加速溶解。
C中所用容量瓶的规格应该是500ml的。
E中定容时需要要胶头滴管滴加，至凹液面的最低点与刻度线相切。加水超过刻度线，则溶液体积偏大，浓度偏小。此时说明实验失败，需要重新配置。
F中当液面接近刻度线1cm～2cm时用胶头滴管定容。
在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
正确答案
①1；②2；③NA；④44 g
（8分）在25℃、101KPa条件下，将15L氧气通入10L一氧化碳和氢气的混合气体中混合，使其完全燃烧，干燥后，恢复到原来的温度和压强。
（1）若剩余气体的体积是15L,则原一氧化碳和氢气的混合气体中，V（CO)=_______
V(H2)=___________L。
（2）若剩余气体的体积为aL,则原一氧化碳和氢气的混合气体中，V（CO)：V(H2)= ___________
（3）若剩余气体的体积为aL,则a的取值范围是___________。
正确答案
（1）5L；5L （2）(a－10)∶(20－a) （3）10L＜a＜20L
考查物质的量的有关计算。
（1）由方程式2CO＋O2=2CO2、2H2＋O2=2H2O可以看出氧气只需要5L（H2和CO总量的一半）剩余有15L，有10L是氧气，H2燃烧后不计体积，所以还有5L是CO2，由方程式可得CO为5L，所以H2为5L。
（2）消耗的V(O2)=1／2(VCO + VH2)= 5L
剩余的V(O2)="10L"
则V(CO)=V(CO2)=aL－10L
V(H2)=10L－V(CO)=20L－aL
所以V(CO)∶V(H2)=(a－10)∶(20－a)
（3）剩余气体为aL，其中必含O210L
所以a＞10
若10L全部是H2，则剩余气体只有O2，应为10L；
若10L全部是CO，则剩余气体为CO2 + O2，V(CO2)+V(O2)="10L+" 10L="20L"
所以a的取值范围是：10L＜a＜20L
（10分）（1）常温下，将20.0g14%的NaCl溶液与30.0g24%的NaCl溶液混合，混合后得到密度为1.17g/cm3的溶液。请计算：（无解题过程不得分）
①混合后溶液中NaCl的质量分数
②混合后溶液中NaCl的物质的量浓度
③在1000g水中加多少 mol NaCl，才能使其浓度恰好与上述混合后溶液的浓度相等。（结果保留一位小数）
（2）标准状况下，11.2LO2和CO2混合气体的质量为19.6g，求混合气体中O2和CO2的体积之比
正确答案
（1）①混合过程中溶质是不变的
所以混合后溶液中NaCl的质量分数是
②根据
③根据质量分数可知
（2）设混合气体中O2和CO2的物质的量分别是x和y
标准状况下，11.2L混合气的物质的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol
所以有x＋y＝0.5mol和32x＋44y＝19.6g
解得x＝0.2mol，y＝0.3mol
所以混合气体中O2和CO2的体积之比是2:3
考查物质的量有关的计算。
(6分)将100mL 0．40mol·L—1的BaCl2溶液与200mL 0．75mol·L—1的H2SO4溶液混合后，可得 克沉淀。滤去沉淀后(忽略溶液体积的变化,在滤液中加入足量的Na2CO3固体，可得到标准状况下的气体 升。
正确答案
略
填写关于物质的量计算的四个恒等式：n=__________=__________=__________=__________。
正确答案
n=N/NA=m/M=V/Vm=CBV
臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)。
(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L。(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。
正确答案
(1)35.6 (2)3 (3)50%
(1)设有1 mol O2
3O2
3 mol 2mol 1 mol
3 mol 0.1 mol
根据：
(2)3O2
3体积 2体积 1体积
V(L) 8－6.5＝1.5 L
V＝3 L。
(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，
故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。
设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol，
则有
解得
所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。
现有铵盐样品A，是(NH4)2SO4、NH4HSO4的混合物。为确定A中各成分的含量，某研究性学习小组的同学取了数份相同质量的样品A溶于水，然后分别加入不同体积的1 mol/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所示。分析该图象并回答下列问题：
(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________。
正确答案
(1)NH4+＋OH－
(2)4.25 9∶2
(1)(NH4)2SO4、NH4HSO4的混合溶液显酸性，加入NaOH溶液，先发生酸碱中和反应，再发生NH4+＋OH－
8.1g铝与V升2mol·L-1氢氧化钠溶液反应，铝完全溶解。回答下列问题：
①写出上述反应的离子反应方程式：
②氢氧化钠溶液的体积V最少为 升
③产生氢气在标况下的体积为 升
④反应过程中转移电子数目为
正确答案
① 2Al +2OH― +2H2O =2AlO2― +3H2 ↑ ② 0.15升
③ 10.08 升 ④ 0.9NA（或5.418×1023）
试题分析：①铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应放热离子方程式是2Al +2OH― +2H2O =2AlO2― +3H2 ↑。
②8.1g铝的物质的量是0.3mol，则根据反应的方程式可知，消耗氢氧化钠的物质的量是0.3mol，所以氢氧化钠溶液的体积至少是0.3mol÷2mol/L＝0.15L。
③根据方程式可知，生成的氢气是0.45mol，在标准状况下的体积是0.45mol×22.4L/mol＝10.08L。
④铝在反应中失去3个电子，所以共失去0.9mol电子，其数目是0.9NA。
点评：在根据方程式进行有关计算时，关键是准确判断出反应的过程，写出反应的方程式，然后依据条件得出关系式即可。
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