- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
奶粉中蛋白质含量的测定往往采用“凯氏定氮法”，其原理是食品与硫酸和催化剂一同加热，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
操作步骤：
①样品处理：准确称取一定量的固体样品奶粉，移入干燥的烧杯中，经过一系列的处理，待冷却后移入一定体积的容量瓶中。
②NH3的蒸馏和吸收：把制得的溶液(取一定量)，通过定氮装置，经过一系列的反应，使氨变成硫酸铵，再经过碱化蒸馏后，氨即成为游离态，游离氨经硼酸吸收。
③氨的滴定：用标准盐酸溶液滴定所生成的硼酸铵，由消耗的盐酸标准液计算出总氮量，再折算为粗蛋白含量。
试回答下列问题：
（1）在样品的处理过程中使用到了容量瓶，怎样检查容量瓶是否漏水？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）在配制过程中，下列哪项操作可能使配制的溶液的浓度偏大( )
（3）若称取样品的质量为1.5 g，共配制100 mL的溶液，取其中的20 mL，经过一系列处理后，使N转变为硼酸铵然后用0.1 mol·L－1盐酸滴定，其用去盐酸的体积为23.0 mL，则该样品中N的含量为________。
[已知：滴定过程中涉及到的反应方程式：(NH4)2B4O7＋2HCl＋5H2O===2NH4Cl＋4H3BO3]
正确答案
（1）往容量瓶中注入一定量的水，塞紧瓶塞，倒转过来，观察是否漏水，然后再正放，旋转瓶塞180°，再倒转过来，观察是否漏水，若都不漏水，则说明该容量瓶不漏水
（2）B （3）10.73%
（1）容量瓶的检漏方法是往容量瓶中注入一定量的水，塞紧瓶塞，倒转过来，观察是否漏水，然后再正放，旋转瓶塞180°，再倒转过来，观察是否漏水，若都不漏水，则说明该容量瓶不漏水。
（2）由c＝n/V判断：A、D选项中使n偏小，浓度偏小；B选项中俯视刻度线，使V偏小，浓度偏大；C选项中仰视刻度线，使V偏大，浓度偏小。
（3）n(N)＝5n(HCl)＝0.011 5 mol，该样品中N的含量
w＝
物质的量是高中化学中常用的物理量，请完成以下有关其内容的计算。
（1）0.2 g H2含有个______H原子。
（2）标准状况下，含有相同氧原子数的CO与CO2的体积之比为______。
（3）100 mL 某Al2（SO4）3溶液中，n（Al3+）="0.20" mol，则其中c（
（4）在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-，此氯化物的摩尔质量为______；该金属元素的相对原子质量为______。
（5）标准状况下6.72 L CO与一定量的 Fe2O3恰好完全反应（生成Fe和CO2）后，剩余固体的质量为______g。
正确答案
（1）1.204×1023
（2）2∶1
（3）3.0
（4）95 g/mol 24
（5）11.2
（1） 0.2 g H2的物质的量为0.1 mol，含有0.2 mol H原子，个数为1.204×1023。
（2）含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1，标准状况下，体积之比为2∶1。
（3）100 mL 某Al2（SO4）3溶液中，n（Al3+）="0.20" mol，则其中n（
（4）二价金属的氯化物可以表示为MCl2，在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-，则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol，该氯化物的摩尔质量为95 g/mol；该金属元素的相对原子质量为95－71=24。
（5）CO与 Fe2O3反应的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，标准状况下
6.72 L CO的物质的量为0.3 mol，完全反应后生成0.2 mol Fe，剩余固体的质量为11.2 g。
将0.1 mol的镁和铝的混合物溶于50 mL 4 mol·L-1 H2SO4溶液中，然后再滴加2 mol·L-1的NaOH溶液。请回答下列问题：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。当V1＝80 mL时，计算金属粉末中镁的物质的量及V2的体积。
（2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，计算滴入NaOH溶液的体积。
正确答案
（1） n(Mg)="0.06mol" （2分）; V2=220mL（2分）
（2）V(NaOH)=200mL（2分）
试题分析：（1）由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：
0.2mol－0.16mol× ＝0.12mol。假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，根据反应关系式 ，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2↓和NaAlO2，关系式为：
Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，∴V2＝80＋140 ＝220 mL。（2）当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，∴V(NaOH)＝ ＝200 mL。
将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液，回答下列问题：
（1）该溶液中NaCl的物质的量浓度为多少 ？
（2）配制1mol·L－1的NaCl溶液500mL，需要该溶液的体积为多少？
（3）向（2）所配制的溶液中再通入一定量的HCl气体后，溶液中Cl－的物质的量浓度为3 mol·L－ 1(假设溶液体积不变)，则溶液中H＋的物质的量浓度为多少？通入HCl气体的体积(标准状况下)为多少？
正确答案
（1）2mol·L－1；（2）250 mL．；（3）2mol·L－ ；
试题分析：（1）C=n/v=117g/58．5g/ mol/1L=2mol·L－1
（2）根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变，
1mol·L－1×0．5L=2mol·L－1×V
V=0．25L,即250 mL．
（3）1mol·L－1的NaCl溶液中，Na的物质的量浓度为1mol·L－ 1
通入一定量的HCl后，Cl－的物质的量浓度为3 mol·L－ 1，由电荷守恒知，H＋的物质的量浓度为2mol·L－ 1，由n=c×v=2mol·L－ 1×0．5L=1mol,所以通入的HCl气体的体积(标准状况下)是22．4L．
把5.1 g铝镁合金的粉末放入100 mL某盐酸中，恰好完全反应得到标准状况下氢气5.6 L。试计算：（写出计算过程）
（1）该盐酸的物质的量浓度；
（2）该合金中铝的质量分数。
正确答案
（1）5mol/L （2）52.9%
试题分析：（1）氢气的物质的量为5.6/22.4=0.25mol，根据2H+----H2 由氢气的量求出氢离子的物质的量为0.5mol,因此c(HCl)=0.5mol/0.1L=5mol/L。（2）设镁，铝的物质的量分别为x，y，根据下面两个方程式：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
x 2x
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，
y 3y
24x+27y=5.1 2x+3y=0.5，解得y=0.1，x="0.1" ,即镁，铝的质量分别为2.4g和2.7g.铝的质量分数为52.9%
如图为实验室某盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
（1）该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为 mol•L-1。
（2）取用任意体积的该盐酸溶液时，下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是 。
A．溶液中HCl的物质的量 B．溶液的浓度
C．溶液中Cl-的数目 D．溶液的密度
（3）某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制480 mL物质的量浓度为0.400 mol•L-1的稀盐酸。
①容量瓶上需标有以下五项中的 。
A．温度 B．浓度 C．容量 D．压强 E．刻度线
②将下列操作填写完整，并排列其正确的操作顺序 （字母表示，每个字母只能用一次）；
A．用30mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B．用量筒准确量取浓盐酸 mL，注入烧杯中，加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅拌，使其混合均匀
C．将已冷却的盐酸沿玻璃杯注入 中
D．将容量瓶盖紧，颠倒摇匀
E．改用 加水，使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面至刻度线下 处。
正确答案
（1）11.9 （2）BD（有错不得分）
（3）①ACE（有错或缺2个不得分） ②BCAFED（有错不得分） B．16.8
C．500 mL容量瓶（无规格不得分） E．胶头滴管 F．1~2 mL
试题分析：(1）该盐酸的物质的量浓度=1000×1.19×36.5%/36.5mol/L=11.9mol/L.（2）A．溶液中HCl的物质的量和C．溶液中Cl-的数目随着溶液体积的增多增加。B．由均一性可知溶液的浓度和 D．溶液的密度是定值。 （3）①容量瓶上需标有A．温度 C．容量 E．刻度线三项。②根据实验操作顺序，下列排列其正确的操作顺序BCAFED，各空的答案依次为B．16.8 C．500 mL容量瓶（无规格不得分） E．胶头滴管 F．1~2 mL。
将足量CO2气体通过7.8gNa2O2固体。请回答：
（1）在标准状况下，生成氧气的体积为多少L。
（2）将上述反应后的固体配制成500 mL溶液，所得溶液物质的量浓度是多少mol/L。
（3）配制上述溶液时，以下操作会导致所配制溶液浓度偏低的有__________。
①转移溶液后没有洗涤烧杯和玻璃棒；②配制溶液时容量瓶中有少量水；
③在定容时，俯视刻度线。
正确答案
（1）1.12 （2）0.2 （3）①
试题分析：（1）根据化学方程式，找出已知质量和未知量之间的关系
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
2 22.4L
7.8g/78g/mol x
求得x=1.12L,故生成氧气的体积为1.12L;
（2）溶液物质的量浓度为0.1mol/500×10-3L=0.2mol/L;
（3）配制上述溶液时转移溶液后没有洗涤烧杯和玻璃棒会导致溶质转移的不完全，溶液浓度偏低；配制溶液时容量瓶中有少量水，对实验无影响；在定容时，俯视刻度线会导致蒸馏水的体积减少，浓度偏高。
小苏打、胃舒平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。
（1）小苏打每片含0．50gNaHCO3,2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的H+是 mol
（2）胃舒平每片含0．245gAl（OH）3．中和胃酸时，6片小苏打相当于胃舒平 片
（3）达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐：
取该碱式盐3．01g,加入2．0mol/L盐酸使其溶解，当加入盐酸42．5mL时开始产生CO2，加入盐酸至45．0mL时正好完全反应，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比
正确答案
（1）0.012mol （2）3.8 (3)16：1
（1）2片小苏打片中含有碳酸氢钠是1.0g，所以根据方程式HCO3－＋H＋=H2O＋CO2↑可知，被中和的氢离子是2×0.5/(23+1+12+16×3)=0.012mol。
（2）6片小苏打能中和氢离子是0.012mol×3＝0.036mol，则根据方程式Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O可知，消耗氢氧化铝是0.012mol，质量是0.012mol×78g/mol＝0.936g，所以0.936÷0.245＝3.8。
（3）42．5mL和45．0mL盐酸的物质的量分别是0.085mol和0.09mol，则根据方程式OH－＋H＋=H2O、H＋＋CO32－=HCO3－、HCO3－＋H＋=H2O＋CO2↑可知，HCO3－的物质的量是0.005mol，则与CO32－反应的氢离子是0.005mol，所以和OH－反应的氢离子是0.08mol，碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比0.08︰0.005＝16︰1。
SO2的排放是造成酸雨的主要因素，某同学通过实验探究，得出酸雨pH随时间的增加而减小的结论。其原因是 （用化学方程式表示）。为进一步研究酸雨的成分，该同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5 mol ·L—1的Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗40.00 mL Ba(OH)2溶液。请计算：
①该V L雨水中共溶解的SO2体积是___ mL（标准状况）。
②若在上述实验中生成沉淀物的质量为4.50 g，该雨水中含有H2SO3的物质的量浓度是多
少？（要求写出计算过程）
正确答案
H2SO3+O2=H2SO4
设V L雨水中含有H2SO3的物质的量为n1，含有H2SO4的物质的量为n2
H2SO3+ Ba(OH)2 =BaSO3 ↓+2H2O H2SO4+Ba(OH)2 =BaSO4 ↓+2H2O
n1+ n2 =0.5mol·L-1×0.0400 L，
共溶解的SO2体积V（SO2）="0.02mol×22.4" L· mol—1×1000mL ·L—1=" 448" mL
217g·mol-1 n1+233g·mol-1 n2 ="4.50" g
n1="0.01" mol
c(H2SO3)="0.01/V" mol ·L—1
考查酸雨的形成及有关计算等。亚硫酸碱液还原性，能被氧化生成强酸硫酸。所以pH减小，方程式为H2SO3+O2=H2SO4。
（6分）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出（N元素被还原为NH4+）。在反应结束后的溶液中逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加的NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。
（1）图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为： 。
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为 。上述现象说明溶液中 离子结合OH-的能力最弱。
（3）B与A的差值为 mol。
（4）B对应的沉淀量为 mol，C对应的溶液体积为 mL。
正确答案
（6分，每空1分）(1)H++OH-====H2O (2) NH4+ +OH-====NH3·H2O NH4+
(3) 8.0×10-3或0.008 (4) 0.032 7
（1）图中OC段没有沉淀生成，说明硝酸过量，所以反应的方程式是H++OH-====H2O。
（2）由于溶液中的金属阳离子首先和氢氧化钠反应，当沉淀达到最大值时，氢氧化再和溶液中的NH4＋反应，所以DE段反应的方程式是NH4+ +OH-====NH3·H2O。
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠中，所以EF段是溶解氢氧化铝的，方程式是Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O，因此故图像可知，消耗氢氧化钠是2ml，物质的量是0.008mol。则氢氧化铝就是0.008mol，所以B与A的差值为0.008mol。
（4）根据图像可知，溶液中NH4＋的物质的量是0.012mol，所以反应中转移电子是0.012mol×8＝0.096mol。金属铝是0.008mol，失去电子是0.024mol，所以根据电子的都是守恒可知，铁失去的电子是0.096mol－0.024mol＝0.072mol，因此铁的物质的量是0.024mol，即生成氢氧化铁是0.024mol，所以B点沉淀的物质的量是0.024mol＋0.008mol＝0.032mol。生成0.008mol氢氧化铝和0.024mol氢氧化铁消耗的氢氧化钠是0.096mol，因此氢氧化钠溶液的体积是0.096mol÷4mol/L＝0.024L＝24ml，所以C点是31ml－24ml＝7ml。
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