- 化学计量在实验中的应用
- 共20262题
在标准状况下,将40 mL NO和NO2的混和气体,与20 mL O2混合,跟水充分反应吸收后,还剩余6 mL无色气体,则原混合气体中NO2和NO分别是多少?(请写出计算过程)
正确答案
(每组答案3分,共6分)
(1)NO2 32 mL NO 8 mL (2)NO2 11 mL NO 29 mL
考查氮的氧化物溶于水的有关计算。剩余气体为O2或NO,应分别进行讨论
设原混合气体中NO2和NO的体积分别是x和y,根据反应式可知3NO2+H2O=2HNO3+NO
生成的NO是x/3
因此总的NO就是(x/3+y)
(1)如果氧气过量
根据反应式可知4NO+3O2+2H2O=4HNO3
参加反应的氧气是14ml
所以消耗NO是56/3ml
即(x/3+y)=56/3ml
又因为x+y=40ml
解得x=32ml、y=8ml
(2)如果NO过量
根据反应式可知4NO+3O2+2H2O=4HNO3
参加反应的氧气是20ml
则(x/3+y)-80/3ml=6ml
又因为x+y=40ml
解得x=11ml、y=29ml
还原铁粉是冶金工业的重要原料,利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下:
干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3·nH2O被空气氧化为FeOOH,其化学方程式为 。
取干燥后的FeCO3样品12.49 g焙烧至600℃,质量变为8.00 g。所得产物用CO还原可得到Fe 6.16g。则600℃产物的可能组成是________________________________________。
根据以上数据可计算FeCO3样品中FeCO3与FeOOH的质量。FeCO3的质量为_________, FeOOH的质量为________________。
正确答案
4FeCO3·nH2O + O2 → 4FeOOH + 4CO2 +(4n-2)H2O (2分)
FeO与Fe2O3或FeO与Fe3O4或FeO、Fe2O3、Fe3O4(6分);11.6g;0.89g(各2分共4分))
试题分析:(1)FeCO3·nH2O被空气氧化为FeOOH,所以根据原子守恒可知,生成物还有CO2和水,则其化学方程式为4FeCO3·nH2O + O2 → 4FeOOH + 4CO2 +(4n-2)H2O。
(2)生成的铁的物质的量是6.16g÷56g/mol=0.11mol,则8.00g氧化物中氧原子的物质的量是(8.00g-6.16g)÷16g/mol=0.115mol,即该氧化物中氧原子和铁原子的个数之比是23:22,所以600℃产物的可能组成是FeO与Fe2O3或FeO与Fe3O4或FeO、Fe2O3、Fe3O4。
(3)设FeCO3样品中FeCO3与FeOOH的物质的量分别是x和y,则116x+89y=12.49、x+y=0.11,解得x=0.1,y=0.01,所以FeCO3的质量为11.6g,FeOOH的质量为0.89g。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度试题的考查,侧重对学生解题能力的培养。试题基础性强,贴近高考,旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,也有助于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。该题的关键是明确反应原理,然后结合题意灵活运用即可。
如果我们规定12C的相对原子质量为24,且0.024kg12C中所含的原子个数为阿伏加德罗常数(NA),那么下列几种物理量会有变化吗?若有,请说明变化结果。
(1)一个12C原子的质量 (2)阿伏加德罗常数(NA) (3)摩尔质量
(4)O2的相对分子质量 (5)气体摩尔体积
(6)98%(
)硫酸的物质的量浓度 (7)44gCO2所含的分子个数
正确答案
(1)不变(2)变为原来的2倍(3)变为原来的2倍(4)变为原来的2倍(5)变为原来的2倍 (6)变为原来的0.5倍(7)不变
(1)在规定12C的相对原子质量为24时,实际上是把作为相对原子质量的标准从原来用12C质量的1/12,改为1/24,但是单个碳原子的质量并没有因此而发生改变;
(2)原来是以0.012kg12C所含有的碳原子数作为阿伏加德罗常数(即6.02×1023),现在用0.024kg12C中所含的原子个数为阿伏加德罗常数(NA),很明显0.024kg12C中所含的原子个数是0.012kg12C中所含的原子个数的2倍;故阿伏加德罗常数(NA)变为原来阿伏加德罗常数的2倍(即2×6.02×1023);
(3)原来所称摩尔质量,实质上是指1摩尔物质的质量即6.02×1023个微粒集体的质量,当作出了上述规定后,1摩尔所含的粒子数已经变成了原来的2倍,故其质量也就为原来的2倍;
(4) 原来氧分子的相对分子质量=氧分子的质量/12C质量的1/12,现在氧分子的相对分子质量=氧分子的质量/12C质量的1/24,即作为相对原子质量的标准变为了原来的一半,而氧分子的质量是固定的,故氧分子的相对分子质量变为原来的2倍;
(5)气体摩尔体积是指在一定的温度和压强下, 阿伏加德罗常数个气体分子所占有的体积,由于阿伏加德罗常数已经变成了原来的2倍,气体摩尔体积当然也就是原来的2倍了;
(6) 溶质的物质的量浓度(CB)=溶质的物质的量(n)/溶液的体积(V),在单位体积的98%(
)硫酸中所含溶质——硫酸的质量是不变的
(7) 不论作为相对原子质量的标准如何变化,单个CO2分子的质量并未变化,故一定质量的CO2所含的分子个数是不会发生变化的。
等质量的CuO和MgO粉末分别溶于相同体积的硝酸中,得到Cu(NO3)2和Mg(NO3)2溶液的浓度分别为amol/L和bmol/L,则a与b的关系为 。
正确答案
b="2a " (2分)
略
氯气是一种重要的化工原料,在生产和生活中的应用十分广泛。
(1)请写出实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气的化学方程式。
(2)实验室欲制得氯气1.12 L,理论上需要消耗二氧化锰多少克?
(3)①若用3.36 L 氯气与4.0 mol/L的NaOH溶液反应制取简易消毒液,则需要多少毫升这种NaOH溶液能与氯气恰好完全反应?
②实验发现,该反应产物的质量明显小于理论值,可能的原因是
。
正确答案
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑(2分)
(2)4.35 g(3分)
(3)① 75 mL (3分)
② 通入氯气过快,未与氢氧化钠溶液充分反应(2分)(其他合理答案也给分)
试题分析:(2)制得氯气1.12 L,n=V/Vm=0.05mol
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
1 1
X 0.05mol
X=0.05mol 二氧化锰质量m=M×n=0.05mol×87g/mol="4.35" g
(3) ①: Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
由反应可知:氯气和氢氧化钠的物质的量之比为1:2. n(Cl2)=V/Vm=0.15mol
n(NaOH)=2n(Cl2)=0.3mol。V=n/C=0.3mol/(4.0 mol/L)=0.075L=75ml
②:产物的质量明显小于理论值,说明二者没有充分反应,可能是通入氯气过快
点评:本题集合氯气的性质和制取,物质的量的简单计算,题目难度不大,但要能正确书写出化学方程式,并按照解析步骤逐步解答。
现有50mL密度为1.18g/mL、质量分数为36.5%的浓盐酸:求
(1)此浓盐酸的物质的量浓度
(2)将此浓盐酸用蒸馏水稀释至200mL,则稀释后盐酸的物质的量浓度为多少?
正确答案
(1)质量分数和物质的量浓度的关系为,所以该盐酸的浓度为
。
(2)50ml稀释至200ml,说明稀释了4倍。根据稀释过程中溶质不变可知,稀释后的浓度为。
考查物质的量浓度的有关计算。质量分数和物质的量浓度都可以用来表示溶液的组成,它们之间的关系为。在稀释过程中溶质的物质的量是不变的,据此可以列式计算。
将0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的盐酸中,然后再滴加1mol/L的NaOH溶液,在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m与NaOH溶液的体积V的变化如图所示。
(1)写出BC过程的离子反应方程式
(2)当V1=140mL时,混合物中n(Mg)=_____mol,V2=_____mL
(3)滴入的NaOH溶液_____mL时,溶液中的Mg2+和Al3+刚好沉淀完全。
(4)若混合物中Mg的物质的量分数为a,当滴入的NaOH溶液为450mL时,所得沉淀中无Al(OH)3,则a的取值范围是____________________
(5)当加入V2 mlNaOH溶液后过滤,向滤液中通入过量的CO2气体,能观察到的现象为 ,写出该过程反应的离子方程式 。
正确答案
(1)Al(OH)3 + OH- ==AlO2- +2H2O (2) 0.04 460 (3) 400 (4)≤a<1
(5)白色胶状沉淀 AlO2- + CO2 + 2H2O ==Al(OH)3↓+HCO3-
试题分析:(1)由图可以知道,刚开始为酸碱中和,从V1开始,边有沉淀生成,而由于氢氧化铝为两性物质,故BC过程的离子反应方程式为:Al(OH)3 + OH- ==AlO2- +2H2O;(2)当V1=140mL时,则与镁铝反应的盐酸的量n=0.1×4-0.14×1=0.26mol,设镁为amol,铝为bmol,即a+b=0.1,2a+3b=0.26,联立解得a=0.04,b=0.06,所以混合物中n(Mg)=0.04mol,即从V1到V2所需要的氢氧化钠的物质的量n=0.04×2+0.06×4=0.32,故需要氢氧化钠的体积为0.32/1=0.32L=320mL,所以V2=140+320=460mL;溶液中的Mg2+和Al3+刚好沉淀完全,为图中的b点,故需要氢氧化钠的量n=0.04×2+0.06×3=0.26,故需要氢氧化钠的体积为0.26/1=0.26L=260mL,所以V2=140+260=400mL,故滴入的NaOH溶液为100mL时,溶液中的Mg2+和Al3+刚好沉淀完全;(4)0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的盐酸中,100mL4mol/L的盐酸中氢离子的物质的量为0.4mol,而Mg、Al转化为离子,而450mLNaOH溶液中氢氧根的物质的量为0.45mol,故只能有0.45-0.4=0.05mol的氢氧根来溶解氢氧化铝,根据
Al(OH)3 + OH- ==AlO2- +2H2O可以知道,Al(OH)3的物质的量不能超过0.05mol,所以即a要大于等于0.05/0.1=0.5,而有不能大于0.1/0.1=1,即a的取值范围为:≤a<1;(5) 当加入V2 mlNaOH溶液后过滤,向滤液中通入过量的CO2气体,则产生了氢氧化铝沉淀,故能观察到的现象为产生了白色胶状沉淀,该离子方程式为:AlO2- + CO2 + 2H2O ==Al(OH)3↓+HCO3-。
点评:本题考查了铝及其化合物的相关计算,该题要求学生具有较强的数学分析能力,该题难度较大。
工业上通过电解饱和的食盐水来制取氯气。现取100mL含NaCl为11.7g的饱和食盐水进行电解,
(1)写出电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式
(2)在标准状况下制得Cl2多少升?
(3)所得NaOH的物质的量浓度为多少?(电解前后溶液体积保持不变)
正确答案
(1) 2NaCl + 2H2O =" 2NaOH" + Cl2↑+ H2↑ 2分
(2)2.24L (3分) (3)2 mol/L (3分)
试题分析:n(NaCl)=11.7÷58.5=0.2mol
2NaCl + 2H2O =" 2NaOH" + Cl2↑+ H2↑
0.2mol 0.2mol 0.01mol
标准状况下制得Cl2体积为2.24L;所得NaOH的物质的量浓度c=" 0.2mol÷0.1L=2" mol/L
判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)1mol氮_____________。
(2)0.5mol CO2___________。
(3)摩尔是7个基本物理量之一___________。
(4)0.5mol H2含有3.01×1023个氢原子___________。
(5)3mol NH3中含有3mol N原子,9mol H原子_____________。
正确答案
(1)错误。没有指明粒子的种类。改成1mol N或1mol N2都是正确的。
(2)正确。
(3)错误。物质的量是基本物理量之一,摩尔只是它的单位。
(4)错误。0.5mol H2含有0.5mol× 2=1mol H原子,所含氢原子数为6.02×1023 mol-1×1mol= 6. 02×1023。
(5)正确。3mol NH3中含有3mol×1=3mol N原子,3mol×3=9mol H原子。
如图所示支管中,左管中放入KMnO4固体,右管中放入一小块钠,再向两管均加入适量8mol·L-1的盐酸,半分钟后,盖以橡胶塞并将此支管固定在铁架台上。用一照相机对准此支管,按快门,闪光灯闪亮。请回答:
(1)“照像”之前,左管中反应的离子方程式__________________________。
(2)“照像”时,灯光闪亮,支管随之出现的现象为______________________,
化学方程式为_______________________________________。
正确答案
(1)2MnO+16H++10Cl-==2Mn2++8H2O+5Cl2↑
(2)支管内气体发生爆炸,胶塞被冲出支管口 H2+Cl22HCl
左边浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,高锰酸钾中+7价锰被还原为Mn2+。右边浓盐酸金属钠反应生成氢气,与在光照条件下,氯气和氢气发生反应生成氯化氢并发生爆炸。
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