化学五年高考分类第1章化学计量在实验中的应用.doc

第1章　化学计量在实验中的应用
第1节　物质的量　气体摩尔体积

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1.[2018·全国卷Ⅰ]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
答案　B
解析　16.25 g FeCl3的物质的量是16.25 g÷162.5 g/mol＝0.1 mol，由于Fe(OH)3胶体是粒子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA，A错误；标准状况下22.4 L氩气的物质的量是1 mol，氩气是由单原子分子构成的单质，其中含有的质子数是18NA，B正确；1分子丙三醇含有3个羟基，92.0 g丙三醇的物质的量是1 mol，其中含有羟基数是3NA，C错误；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的氯代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D错误。
2.[2018·全国卷Ⅱ]NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA
B．100 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA
答案　C
解析　常温常压下，124 g P4的物质的量是1 mol，由于白磷是正四面体结构，1个P4分子中含有6个P—P键，因此其中所含P—P键数目为6NA，A错误；铁离子在溶液中水解，所以100 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，B错误；每个甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5 mol，其中含氢原子数目为2NA，C正确；反应2SO2＋O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA，D错误。
3．[2018·全国卷Ⅲ]下列叙述正确的是(　　)
A．24 g 镁与27 g铝中，含有相同的质子数
B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C．1 mol重水与1 mol水中，中子数之比为2∶1
D．1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同
答案　B
解析　1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24 g镁和27 g铝物质的量都是1 mol，所以24 g镁含有的质子数为12NA,27 g铝含有的质子数为13NA，A错误。设氧气和臭氧的质量都是x g，则氧气(O2)的物质的量为 mol，臭氧(O3)的物质的量为 mol，所以两者含有的氧原子分别为×2＝ mol和×3＝ mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，B正确。重水为H 8O，其中H含有1个中子，O含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1 mol重水含有10 mol中子。水为H 8O，其中H没有中子，O含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1 mol水含有8 mol中子。两者的中子数之比为10∶8＝5∶4，C错误。乙烷(C2H6)分子中有6个C—H键和1个C—C键，所以1 mol乙烷有7 mol共价键。乙烯(C2H4)分子中有4个C—H键和1个C===C，所以1 mol乙烯有6 mol共价键，D错误。
4.[2017·全国卷Ⅱ]阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)
A．1 L 0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，NH的数量为0.1NA
B．2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA
C．标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D．0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA
答案　D
解析　A错：NH4Cl溶液中，NH易水解生成NH3·H2O,1 L 0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，NH的数量小于0.1NA。B错：2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol，与H2SO4完全反应转移的电子数为0.2NA。C错：标准状况下，气体的摩尔体积为22.4 L·mol－1，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA。D对：H2＋I22HI，反应前后气体的物质的量不变，故0.1 mol H2和0.1 mol I2反应后，其分子总数为0.2NA。
5．[2017·全国卷Ⅲ]NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．0.1 mol的 11B中，含有0.6NA个中子
B．pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋
C．2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子
D．密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g)，增加2NA个P—Cl键
答案　A
解析　A对：11B中含有6个中子，0.1 mol 11B中含有0.6NA个中子。B错：溶液体积未知，无法计算氢离子个数。C错：标准状况下苯是液体，不能用气体摩尔体积计算2.24 L苯完全燃烧产生的CO2分子数。D错：PCl3与Cl2生成PCl5(g)的反应是可逆反应，所以1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g)，增加的P—Cl键的数目小于2NA。
6．[2016·全国卷Ⅰ]设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是(　　)
A．14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
D．标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
答案　A
解析　乙烯和丙烯的最简式均为CH2，故14 g乙烯和丙烯混合气体中含氢原子数为2NA，A正确；N2和H2的反应为可逆反应，转化率不可能达到100%，生成的NH3分子数小于2NA，B错误；1 mol Fe和过量HNO3反应生成1 mol Fe3＋，电子转移数为3NA，C错误；标准状况下，CCl4呈液态，D错误。
7．[2016·四川高考]NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．2.4 g Mg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA
B．标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
C．氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA
D．0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA
答案　B
解析　2.4 g Mg即0.1 mol Mg，在足量O2中燃烧，转移电子数为0.2NA，A错误；氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.5NA，C错误；CH3COOH是弱电解质，不能完全电离，0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H＋数小于0.05NA，D错误。
8．[2015·全国卷Ⅰ]NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
B．2 L 0.5 mol·L－1亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA
答案　C
解析　18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同，所以含有的质子数也不相同，A错误；亚硫酸为弱酸，不能完全电离，氢离子数目少于2NA，B错误；过氧化钠与水发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，生成0.1 mol氧气，转移电子0.2NA，C正确；2NO＋O2===2NO2，生成的NO2又发生反应2NO2N2O4，产物的分子数少于2NA，D错误。
9．[2015·全国卷Ⅰ]乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构简式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为(　　)
A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶1
答案　C
解析　根据题给有机物的结构简式可知，1 mol乌洛托品中含有6 mol碳原子和4 mol氮原子，所以甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。
10．[2015·全国卷Ⅱ]NA代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
A．60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B．1 L 0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA
C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D．235 g核素U发生裂变反应：U＋nSr＋Xe＋10n，净产生的中子(n)数为10NA
答案　C
解析　由丙醇的结构推知，60 g丙醇中共含有11 mol共价键，共价键总数11NA，A错误；存在HCO＋H2OH2CO3＋OH－，所以NaHCO3溶液中，HCO、CO、H2CO3三者粒子数之和为0.1NA，B错误；Na与O2反应的各种产物中Na只有＋1价，所以1 mol Na反应失去1 mol e－，C正确；235 g核素U为1 mol，由核反应知，净产生的中子为9 mol，D错误。
11．[2015·四川高考]设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．2.0 g HO与D2O的混合物中所含中子数为NA
B．常温常压下，4.4 g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C．标准状况下，5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D．50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
答案　A
解析　HO和D2O的摩尔质量均为20 g/mol，即2.0 g HO和D2O的混合物为0.1 mol，HO和D2O所含的中子数均为10，A正确；乙醛结构式：,4.4 g乙醛为0.1 mol，而1个乙醛分子含有4个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个碳氧σ键，共6个σ键，即4.4 g乙醛所含σ键数目为0.6NA，B错误；1 mol CO2与1 mol Na2O2反应生成0.5 mol O2，转移1 mol电子，则0.25 mol CO2反应，生成0.125 mol O2，转移0.25NA电子，C错误；浓盐酸与二氧化锰反应时，随着反应进行，浓盐酸浓度降低，反应逐渐停止，故无法通过给出的盐酸的量计算出转移的电子数，D错误。
12．[2014·江苏高考]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为 0.1NA
B．0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA
D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA
答案　A
解析　O2和O3都由O元素组成，1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含氧原子数目为0.1NA，A正确；丙烯酸中含“”和“”，故0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.2NA，B错误；标准状况下，苯为液态，C错误；过氧化钠中的氧元素化合价为－1价，生成0.1 mol O2时，转移电子数目为0.2NA，D错误。
13．[2014·广东高考]设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是(　　)
A．1 mol 甲苯含有6nA个C—H键
B．18 g H2O含有10nA个质子
C．标准状况下，22.4 L氨水含有nA个NH3分子
D．56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子
答案　B
解析　1 mol甲苯中含8nA个C—H键，A错误；n(质子)＝×10×nA＝10nA，B正确；标准状况下，氨水呈液态，C错误；铁片投入浓H2SO4中会发生钝化，D错误。
14．[2014·四川高考]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3NA
B．室温下，1 L pH＝13的NaOH溶液中，由水电离的OH－离子数目为0.1NA
C．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NA
D．5NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75NA
答案　D
解析　高温下Fe与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，0.2 mol Fe反应生成约为0.27 mol H2，A错误；室温时pH＝13的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－13 mol·L－1，由于在任何水溶液中水电离的H＋和OH－相等，所以水电离的OH－为10－13 mol·L－1×1 L×NA mol－1＝10－13NA，B错误；氢氧燃料电池正极反应的气体是O2，1 mol O2反应转移4 mol电子，C错误；在所给反应中－3价的氮元素化合价升高到0价，共失去5×3 mol电子，生成4 mol N2，当生成28 g N2时，转移电子为 mol，即3.75NA，D正确。
15．[2013·新课标卷Ⅱ]N0为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．1.0 L 1.0 mol·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0
B．12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5 N0
C．25℃时pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1 N0
D．1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9 N0
答案　B
解析　A项忽略了水中含有的氧原子，A项错误；B项在石墨烯中，一个碳原子为3个六元环所共有，一个六元环实际占有2个碳原子，12 g石墨烯含有N0个碳原子，含有六元环的个数为0.5N0，B项正确；C项没有告诉溶液的体积，无法求得溶液中OH－的数目；D项，1 mol羟基含有9 mol电子，1 mol氢氧根离子含有10 mol电子，D项错误。
16．[2013·广东高考]设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下，8 g O2含有4nA个电子
B．1 L 0.1 mol·L－1的氨水中有nA个NH
C．标准状况下，22.4 L盐酸含有nA个HCl分子
D．1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2nA个电子
答案　A
解析　8 g O2的物质的量是＝0.25 mol, 1 mol O2含有16 mol电子，8 g O2含有的电子的物质的量是0.25 mol×16 ＝4 mol，A项正确；氨水中存在：NH3·H2ONH＋OH－，NH的数目小于0.1nA，B项错误；标况下，22.4 L气体的物质的量为1 mol而盐酸是HCl的水溶液，是强酸，电离方程式为HCl===H＋＋Cl－，无HCl分子存在，C项错误；2Na＋O2，反应中2 mol Na失去2 mol电子形成Na＋，D项错误。
17．[2013·江苏高考]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．1 L 1 mol·L－1的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NA
B．78 g苯含有C===C双键的数目为3NA
C．常温常压下，14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
D．标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1 NA
答案　C
解析　A项，ClO－水解，其数目会小于NA，A项错误；B项，苯分子中不含有C===C双键，B项错误；C项，N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，故n(N2，CO)＝＝0.5 mol, N2和CO均为双原子分子，故混合气体含有的原子数目为NA，C项正确；D项，n(NO2)＝0.3 mol,0.3 mol NO20.2 mol HNO3＋0.1 mol NO，共转移0.2 mol e－，数目为0.2NA，D项错误。
18．[2015·重庆高考]我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。
答案　(2)10∶1
解析　(2)119 g Sn的物质的量＝＝1 mol,20.7 g Pb的物质的量＝＝0.1 mol，则该青铜器中Sn、Pb原子数目之比为10∶1。

第2节　物质的量浓度

1．[2018·江苏高考节选]碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为
(2－x)Al2(SO4)3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]＋3xCaSO4↓＋3xCO2↑
生成物(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300 g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25 mL，加入0.1000 mol·L－1 EDTA标准溶液25.00 mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·L－1 CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3＋、Cu2＋与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。
计算(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。
答案　(3)25 mL溶液中：n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.0100 mol，
2.5 mL溶液中：n(Al3＋)＝n(EDTA)－n(Cu2＋)＝0.1000 mol·L－1×25.00 mL×10－3L·mL－1－0.08000 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝9.000×10－4 mol，
25 mL溶液中：n(Al3＋)＝9.000×10－3 mol,1 mol (1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3＋)＝(2－x)mol，n(SO)＝3(1－x)mol，＝＝，x≈0.41。
2.[2017·江苏高考]碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。
(2)碱式氯化铜有多种组成，可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成，进行下列实验：①称取样品1.1160 g，用少量稀HNO3溶解后配成 100.00 mL 溶液A；②取25.00 mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，得AgCl 0.1722 g；③另取25.00 mL溶液A，调节pH 4～5，用浓度为0.08000 mol·L－1的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2＋(离子方程式为Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋)，滴定至终点，消耗标准溶液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
答案　(2)n(Cl－)＝n(AgCl)×＝
×＝4.800×10－3 mol
n(Cu2＋)＝n(EDTA)×＝0.08000 mol·L－1×30.00 mL×10－3 L·mL－1×＝9.600×10－3 mol
n(OH－)＝2n(Cu2＋)－n(Cl－)＝2×9.600×10－3 mol－4.800×10－3mol＝1.440×10－2 mol
m(Cl－)＝4.800×10－3mol×35.5 g·mol－1＝0.1704 g
m(Cu2＋)＝9.600×10－3mol×64 g·mol－1＝0.6144 g
m(OH－)＝1.440×10－2mol×17 g·mol－1＝0.2448 g
n(H2O)＝＝4.800×10－3mol
a∶b∶c∶x＝n(Cu2＋)∶n(OH－)∶n(Cl－)∶n(H2O)＝2∶3∶1∶1
化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O
解析　(2)注意有效数字规则的应用；注意“取25.00 mL溶液A”和“另取25.00 mL溶液A”的应用。
3．[2013·江苏高考]硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：①准确称取2.3350 g样品，配制成100.00 mL溶液A；②准确量取25.00 mL溶液A，用0.04000 mol·L－1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2＋(离子方程式为Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋)，消耗EDTA标准溶液31.25 mL；③另取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH3 56.00 mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗，测得的Ni2＋含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)氨气常用________检验，现象是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
答案　(1)偏高　(2)湿润的红色石蕊试纸　试纸颜色由红变蓝
(3)n(Ni2＋)＝0.04000 mol·L－1×31.25 mL×10－3L·mL－1＝1.250×10－3 mol
n(NH)＝＝2.500×10－3 mol
n(SO)＝
＝
＝2.500×10－3mol
m(Ni2＋)＝59 g·mol－1×1.250×10－3mol＝0.07375 g
m(NH)＝18 g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.04500 g
m(SO)＝96 g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.2400 g
n(H2O)
＝
＝1.250×10－2 mol
x∶y∶m∶n＝n(NH)∶n(Ni2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
解析　(1)滴定过程中的反应方程式为：
Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋
c(Ni2＋)＝
若未用EDTA标准液润洗会造成EDTA浓度偏低，消耗EDTA标准液体积增加，故结