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专题突破练(二) 化学常用计量及溶解度曲线的应用 1.(2017•山东济宁一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( ) A.1.8 g H2O与CH2D2的混合物中所含质子数为NA B.1 mol 甲烷或白磷(P4)分子中所含共价键数均为4NA C.1 mol CH3COOC2H5在稀硫酸中水解可得到的乙醇分子数为NA D.25 ℃时,1 L pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数为0.2NA 解析: H2O与CH2D2的摩尔质量相同,均为18 g•mol-1,质子数也相同,均为10,故1.8 g H2O与CH2D2的混合物的物质的量是0.1 mol,所含质子数为NA,A项正确;1 mol白磷(P4)分子中所含共价键数为6NA,B项错误;CH3COOC2H5的水解是可逆反应,1 mol CH3COOC2H5在稀硫酸中水解得到的乙醇分子数小于NA,C项错误;25 ℃时,1 L pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数为0.1NA,D项错误。 答案: A 2.(2017•江西九江十校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.0.5 mol Cu与足量的S反应转移电子数为NA B.在粗铜精炼的实验中,阳极质量减小6.4 g,则电解过程中转移电子数为0.2NA C.2 g D2O和H182O的混合物中含有的中子数为NA D.46 g有机物C2H6O中含有极性共价键的数目一定为7NA 解析: Cu与S反应生成Cu2S,0.5 mol Cu与足量的S反应转移电子数为0.5NA,A项错误;精炼铜时,阳极减少的不都是Cu,还有Zn、Fe、Ni等杂质金属,所以阳极质量减小6.4 g时转移的电子数不是0.2NA,B项错误;D2O和H182O的摩尔质量相同,均为20 g•mol-1,中子数也相同,均为10,故2 g D2O和H182O的混合物的物质的量是0.1 mol,所含中子数为NA,C项正确;C2H6O可以是乙醇,也可以是二甲醚(CH3―O―CH3),若是二甲醚,则46 g C2H6O中含有的极性共价键的数目是8NA,D项错误。 答案: C 3.(2017•河南信阳、三门峡二市联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( ) A.25 ℃时,1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA B.取50 mL 14.0 mol•L-1浓硝酸与足量的铜片反应,生成气体分子的数目为0.35NA C.标准状况下,2.24 L二氧化硫中含有的电子总数为3.2NA D.40 g金刚砂(SiC)中含有C―Si键的个数为2NA 解析: A项,1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol•L-1,N(OH-)=0.1NA;B项,浓硝酸与足量的铜片反应时,开始生成NO2气体,4HNO3~2NO2,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,产生的气体变为NO,8HNO3~2NO,所以生成气体分子的总数目小于0.35NA;D项,SiC晶体中,1个Si原子与4个C原子形成共价键,1个C原子与4个Si原子形成共价键,所以1 mol SiC中含有C―Si键的个数为4NA。 答案: C 4.(2017•广东湛江调研)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA B.含4.9 g H2SO4与4.9 g H3PO4的混合溶液中氧原子数为0.4NA C.常温下,0.1 mol C2H4分子中含共用电子对数目为0.6NA D.25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,则BaSO4饱和溶液中Ba2+数目为1×10-5NA 解析: A项,FeI2中的Fe2+、I-均能被氯气氧化,所以1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数应为3NA;B项,水中还含有氧原子,氧原子总数大于0.4NA;D项,未给出溶液体积,Ba2+数目无法计算。 答案: C 5.(2017•山西名校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.10.6 g碳酸钠溶于水,其中CO2-3和HCO-3的微粒数之和为0.1NA B.甲醇燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为6NA C.常温常压下,22.4 L SO2中含有的分子数小于6.02×1023 D.6.4 g CaC2中所含的共价键数为0.2NA 解析: A项,根据物料守恒,N(CO2-3)+N(HCO-3)+N(H2CO3)=0.1NA;B项,正极消耗的气体是O2,电路中通过的电子数目应为4NA;C项,常温常压下气体的摩尔体积大于22.4 L•mol-1,所以22.4 L SO2中含有的分子数小于6.02×1023;D项,CaC2的电子式为Ca2+[•×C ⋮⋮C•×]2-,6.4 g CaC2中所含的共价键数应为0.3NA。 答案: C 6.实验室里需要配制480 mL 0.10 mol•L-1的硫酸铜溶液,下列实验用品及实验操作正确的是( )
选项 容量瓶容积 溶质质量 实验操作 A 480 mL 硫酸铜:7.68 g 加入500 mL水 B 480 mL 胆矾:12.0 g 配成500 mL溶液 C 500 mL 硫酸铜:8.0 g 加入500 mL水 D 500 mL 胆矾12.5 g 配成500 mL溶液 解析: 实验室里需要配制480 mL 0.10 mol•L-1的硫酸铜溶液,由于没有480 mL规格的容量瓶,所以要选择规格是500 mL的容量瓶,溶质若是硫酸铜则需要8.0 g,若是胆矾则需要12.5 g,且配成500 mL溶液,而不是加入500 mL水。 答案: D 7.用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( ) 解析: 称量时应“左物右码”,A项错误;溶解时使用玻璃棒搅拌,B项正确;转移溶液要用玻璃棒引流,C项错误;定容时胶头滴管不能插入到容量瓶口以下,D项错误。 答案: B 8.在200 mL某硫酸盐溶液中含有1.5NA个硫酸根离子(NA为阿伏加德罗常数),同时含有NA个金属阳离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为( ) A.1 mol•L-1 B.2.5 mol•L-1 C.5 mol•L-1 D.2 mol•L-1 解析: 硫酸根离子和金属阳离子的个数之比是3∶2,根据溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电荷数相等,设1个金属阳离子带x个正电荷,设为Mx+,所以3×2=2x,x=3,则该盐的化学式为M2(SO4)3,所以该盐的物质的量浓度是0.5 mol/0.2 L=2.5 mol/L,故选B。 答案: B 9.把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( ) A.0.1(b-2a) mol•L-1 B.10(2a-b) mol•L-1 C.10(b-a) mol•L-1 D.10(b-2a) mol•L-1 解析: 根据题意,500 mL溶液分成5等份,每份为100 mL。每份中n(Ba2+)=a mol,n(Cl-)=b mol,根据电荷守恒关系得n(K+)=(b-2a) mol,则c(K+)=(b-2a) mol0.1 L=10(b-2a) mol•L-1。 答案: D 10.浓度不等的两种硫酸溶液等质量混合后,溶液中溶质的质量分数为a%,而等体积混合后,溶质的质量分数为b%;浓度不等的两种氨水等质量混合时,其溶质的质量分数为a%,而等体积混合后,溶质的质量分数为c%,那么a、b、c数值的关系是( ) A.a>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.c>a>b 解析: 由混合后溶质质量分数的判定规律知,硫酸溶液密度大于1 g•cm-3,故b>a;氨水密度小于1 g•cm-3,且浓度越大,密度越小,则c<a。故答案为B。 答案: B 11.某同学购买了一瓶“84”消毒液,包装说明如下: 主要成分:25%NaClO、1 000 mL、密度1.19 g•cm-3 使用方法:稀释100倍(体积比)后使用 注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2变质 请根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是( ) A.该“84”消毒液的物质的量浓度为4.0 mol•L-1 B.一瓶该“84”消毒液能吸收空气中44.8 L的CO2(标准状况)而变质 C.取100 mL该“84”消毒液稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04 mol•L-1 D.参阅该“84”消毒液的配方,欲用NaClO固体配制含25%NaClO的消毒液480 mL,需要称量的NaClO固体质量为143 g 解析: 选项A,根据c=1 000ρwM×1 L得,c(NaClO)= 1 000 mL×1.19 g•cm-3×25%74.5 g•mol-1×1 L=4.0 mol•L-1;选项B,一瓶该“84”消毒液含有n(NaClO)=1 L×4.0 mol•L-1=4.0 mol,根据反应:CO2+2NaClO+H2O===Na2CO3+2HClO,可知吸收CO2的物质的量n(CO2)=n(NaClO)÷2=2.0 mol,即标准状况下V(CO2)=2.0 mol×22.4 L•mol-1=44.8 L;选项C,根据稀释前后溶质的物质的量不变有100 mL×4.0 mol•L-1=100 mL×100×c(NaClO),解得稀释后c(NaClO)=0.04 mol•L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04 mol•L-1;选项D,应选取500 mL规格的容量瓶进行配制,然后取出480 mL,所以需要NaClO的质量为:0.5 L×4.0 mol•L-1×74.5 g•mol-1=149 g。 答案: D 12.(2017•湖南、湖北八市十二校联考)8.34 g FeSO4•7H2O(相对分子质量:278)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示,下列说法正确的是( ) A.温度为78 ℃时固体物质M的化学式为FeSO4•5H2O B.取适量380 ℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650 ℃得到一种固体物质Q,同时有两种无色气体生成,Q的化学式为Fe3O4 C.在隔绝空气条件下,N得到P的化学方程式为 FeSO4•H2O=====高温FeSO4+H2O D.温度为159 ℃时固体N的化学式为FeSO4•2H2O 解析: 8.34 g FeSO4•7H2O样品的物质的量为8.34 g÷278 g/mol=0.03 mol,其中m(H2O)=0.03 mol×7×18 g/mol=3.78 g,如晶体失去全部结晶水,固体的质量应为8.34 g-3.78 g=4.56 g,可知在加热到373 ℃之前,晶体失去部分结晶水。温度为78 ℃时,固体质量为6.72 g,其中m(FeSO4)=0.03 mol×152 g/mol=4.56 g,m(H2O)=6.72 g-4.56 g=2.16 g,n(H2O)=2.16 g÷18 g/mol=0.12 mol,n(H2O)∶n(FeSO4)=0.12 mol∶0.03 mol=4∶1,则M的化学式为FeSO4•4H2O,A项错误;加热至650 ℃时,固体的质量为2.40 g,其中n(Fe)=n(FeSO4•7H2O)=0.03 mol,m(Fe)=0.03 mol×56 g/mol=1.68 g,则固体中m(O)=2.40 g-1.68 g=0.72 g,n(O)=0.72 g÷16 g/mol=0.045 mol,n(Fe)∶n(O)=0.03 mol∶0.045 mol=2∶3,所以固体物质Q的化学式为Fe2O3,B项错误;固体N的质量为5.10 g,其中m(FeSO4)=0.03 mol×152 g/mol=4.56 g,m(H2O)=5.10 g-4.56 g=0.54 g,n(H2O)=0.54 g÷18 g/mol=0.03 mol,n(H2O)∶n(FeSO4)=0.03 mol∶0.03 mol=1∶1,所以N的化学式为FeSO4•H2O,而P的化学式为FeSO4,则由N得到P的化学方程式为FeSO4•H2O=====高温FeSO4+H2O,C项正确;温度为159 ℃时,由C项可知N的化学式为FeSO4•H2O,D项错误。 答案: C 13.现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g•mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则: (1)该气体的物质的量为________mol。 (2)该气体所含原子总数为________个。 (3)该气体在标准状况下的体积为________L。 (4)该气体溶于1 L水中(不考虑反应),其溶液中溶质的质量分数为________。 (5)该气体溶于水后形成V L溶液,其溶液的物质的量浓度为________mol•L-1。 解析: (1)根据题意知n=mMmol,直接根据定义求即可。 (2)N=mM•NA,因气体是双原子分子,所含原子总数为 2×mMNA。 (3)V=n•Vm=mMmol×22.4 L/mol=22.4mML。 (4)溶液中溶质质量分数为 w=m gm g+1 000 mL×1 g/mL×100%=100mm+1 000% (5)c=nV=mMmolV L=mMVmol/L 答案: (1)mM (2)2mNAM (3)22.4mM (4)100mm+1 000% (5)mMV 14.氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2•6H2O的流程如下图所示: 已知:①卤块的主要成分为MgCl2•6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。 ②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示。 (1)过滤所需要的主要玻璃仪器有 ________________________________________________________________________。 (2)加入BaCl2的目的是__________,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为__________。 (3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 再进一步制取Mg(ClO3)2•6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶;② __________;③__________;④过滤、洗涤。 (4)产品中Mg(ClO3)2•6H2O含量的测定: 步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。 步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00 mL 1.000 mol•L-1的FeSO4溶液,微热。 步骤3:冷却至室温,用0.100 mol•L-1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离子方程式为Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。 步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。 ①写出步骤2中发生反应的离子方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②产品中Mg(ClO3)2•6H2O的质量分数为 ________________________________________________________________________。 解析: 因为卤块中含有MgSO4和FeCl2,所以应把SO2-4和Fe2+除去,由框图可知,除去SO2-4用的是BaCl2,形成BaSO4沉淀,除去Fe2+时先用高锰酸钾溶液,将其氧化成Fe3+,再调节pH,使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,然后过滤,过滤用到的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。由溶解度曲线可知,加入饱和NaClO3溶液发生的反应为MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl↓,为减少Mg(ClO3)2的损失,要趁热过滤,然后冷却结晶。步骤2是用FeSO4还原ClO-3,发生反应的离子方程式为ClO-3+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O,根据K2Cr2O7的物质的量,求出与之反应的Fe2+的物质的量,利用总的Fe2+的物质的量减去与K2Cr2O7反应的Fe2+的物质的量,即得与ClO-3反应的Fe2+的物质的量,从而求出ClO-3的物质的量,得到Mg(ClO3)2•6H2O的物质的量,最后求得产品中Mg(ClO3)2•6H2O的质量分数为78.3%。 答案: (1)漏斗、玻璃棒、烧杯 (2)除去SO2-4 BaSO4和Fe(OH)3 (3)MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl↓ 趁热过滤 冷却结晶 (4)①ClO-3+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O ②78.3% 15.白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示)。 (1)取8.10 g白玉粉末灼烧至恒重,固体减少了0.18 g,则白玉的摩尔质量为________。 (2)另取4.05 g白玉粉末加入100 mL 1 mol/L的盐酸中充分溶解,最终得不溶氧化物2.40 g,过滤,将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑,得到气体336 mL(标准状况下)。则 ①p=________; ②白玉的化学式(用氧化物的形式)表示为________。 解析: (1)由白玉的化学式CaxMgySipO22(OH)2可以看出1 mol白玉在灼烧时发生反应,只能生成1 mol水。n(H2O)=0.18 g18 g/mol=0.01 mol,所以白玉的物质的量也是0.01 mol,则白玉的摩尔质量为8.10 g÷0.01 mol=810 g/mol。(2)n(白玉)=4.05 g÷810 g/mol=0.005 mol,其中含有Si的物质的量为2.40 g÷60 g/mol=0.04 mol,因此每摩尔白玉中含有Si的物质的量为0.04÷0.005 mol=8 mol,由化学方程式Fe+2HCl===FeCl2+H2↑可知:n(H2)=0.336 L÷22.4 L/mol=0.015 mol,因此与白玉反应后过量的HCl的物质的量为0.03 mol,白玉消耗的HCl的物质的量为1 mol/L×0.1 L-0.03 mol=0.07 mol,那么每摩尔白玉反应需要消耗的HCl的物质的量为0.07÷0.005 mol=14 mol。由于Ca、Mg都是+2价的金属,所以与盐酸反应时每个金属阳离子都要结合2个Cl-,所以n(Ca2+)+n(Mg2+)=14 mol/2=7 mol即x+y=7,再结合相对分子质量40x+24y+28×8+16×22+17×2=810可得x=2,y=5。所以该化合物的分子式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2,用氧化物的形式表示为 2CaO•5MgO•8SiO2•H2O。 答案: (1)810 g/mol (2)①8 ②2CaO•5MgO•8SiO2•H2O
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