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第一章 化学计量在实验中的应用测试卷
满分100分,考试时间90分钟
试卷说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。请将第Ⅰ卷的答案填涂在答题卡上,第Ⅱ卷可在各题后直接作答。
本卷可能用到的相对原子质量:Mg—24 Al—27 Si—28 S—32 Ba—137 Ag—108 Fe—56 Cu—64 Cl—35.5 Br—80 Cr—52 K—39 F—19 Se—79
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2015·河南郑州高三第三次月考)2013年10月14日,“Health Day News”报道:双酚基丙烷(BPA,分子式为C15H16O2)可能降低男性及女性的生育能力。下列有关判断不正确的是( )
A.BPA的摩尔质量是228 g·mol-1
B.1 mol BPA中含有6.02×1023个分子
C.BPA属于有机化合物
D.1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L
解析:BPA在标准状况下不是气体。
答案:D
2.(2015·山东实验中学高三第三次月考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,则1 L 0.5 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中,下列物理量不等于NA的是( )
A.NO的数目 B.Ba2+的电荷数
C.氧原子总数 D.氮原子总数
解析:1 L 0.5 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中,Ba(NO3)2的物质的量为0.5 mol,NO和氮原子总数均为1 mol;Ba2+为0.5 mol,电荷数为1 mol。
答案:C
3.(2015·百校联盟高三滚动训练)用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,下列图示对应的有关操作规范的是( )
解析:称量时砝码应放右盘;转移溶液至容量瓶中要用玻璃棒引流;定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中。
答案:B
4.(2015·山东泰安中学高三第三次月考)已知某物质溶于水得一澄清透明溶液,有关物理量如下表所示:
则下列表示的上述物理量之间的关系中正确的是( )
A.c= B.m=
C.w= D.c=
解析:A项c=;B项m=ρVw;C项w=。
答案:D
5.(2015·成都高三一珍)若NA为阿伏加德罗常数的值,参阅表中数据,下列判断在标准状况下正确的是( )
℃
NO2
HF
熔点
-11.2
-83.6
沸点
21.0
19.52
A.20.0 gHF中含共价键数目为1.0NA
B.将22.4LNH3溶于1L水中,溶液含有OH-数目为0.1NA
C.6.72 LNO2与水反应后,转移的电子数为0.2NA
D.H2S和SO2各0.l mol反应后,体系中的S原子数目小于0.2NA
解析:B项,NH3溶于水生成弱碱NH3·H2O;NH3·H2O只能部分电离;C项,由表中数据知,标准状况下NO2为液态;D项,根据质量守恒硫原子数为0.2NA。
答案:A
6.(2015·江苏盐城中学高三12月)设NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4LCH2Cl2中含C-Cl键数目为0.2NA
B.常温常压下,10g92%酒精水溶液含氧原子总数为0.2NA
C.常温常压下,0.1molNa2O2与水完全反应转移电子数为0.2NA
D.常温常压下,3.0g尿素与乙酸的混合物,含氢原子总数为0.2NA
解析:A项,标准状况下,CH2Cl2为液态;B项除溶质酒精中含有氧原子,溶剂水中也含氧原子;C项,0.1 mol Na2O2与水完全反应转移电子数为0.1NA;D项,尿素和乙酸分子量均为60,且分子内均含4个氢原子;所以3.0 g混合物含氢原子数为×4=0.2NA,D正确。
答案:D
7.(2015·四川乐山市高三调研一)用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
A.在0.1 mol NaHSO4晶体中阳离子与阴离子总数为0.3 NA
B.22.4L NH3中含有的原子总数为4NA
C.1mol单质钠在常温下或点燃条件下与O2完全反应转移的电子数都为NA
D.常温条件下,等物质的量浓度的HCl溶液和NaOH溶液混合,溶液pH=7
解析:A项,NaHSO4晶体中阳离子为Na+,阴离子为HSO;B项,没注明是否为标准状况;D项,只有在等体积条件下,pH=7。
答案:C
8.(2015·广东省六校高三第三次联考)设nA表示阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L CHCl3含有0.5 nA个CHCl3分子
B.常温常压下,16 g O3含有8nA个电子
C.1 L 0.1 mol/L醋酸溶液中含有0.1nA个氢离子
D.27 g铝片投入足量浓HNO3中生成nA个NO分子
解析:A项,标准状况下,CHCl3为液态;C项,醋酸为弱电解质,D项,铝片与浓HNO3发生钝化反应。
答案:B
9.(2015·福建省漳州八校高三上学期联考)设NA 为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子
B.标准状况下,5.6 L一氧化氮和5.6 L氧气混合后的分子总数为0.5NA
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
解析:B项,2NO+O2===2NO2反应后,分子数小于0.5NA;C项,氨气溶于水后,大部分氨分子和水反应生成NH3·H2O,只存在少量氨分子;D项,铁和浓H2SO4发生钝化。
答案:A
10.(2015·四川省新津中学高三一珍) 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.1 mol OD-离子含有的质子、中子数均为9NA
B.3.6 g石墨和C60的混合物中,含有的碳原子数为0.3NA
C.含有4.6 g钠元素的过氧化钠和氧化钠的混合物中,所含离子总数为0.3NA
D.标准状况下,4.48 L戊烷含有的分子数为0.2NA
解析:D项,标准状况下戊烷为非气态。
答案:D
11.(2015·吉林省油田高级中学高三第三次调研考试)设NA是阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.1 mol·L-1 NaCl溶液含有NA个Na+
B.1 mol Cl2与足量的铁反应,转移的电子数为3NA
C.1 mol Na与足量O2在一定条件下反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子
D.在酸性条件下,1molFe2+与足量的H2O2溶液反应,转移2NA个电子
解析:A项,没注明溶液体积;B项,1 mol Cl2完全反应生成FeCl3,转移电子数为2NA;D项,1 mol Fe2+完全被氧化,转移电子数为1NA。
答案:C
12.(2015·安徽省宣城市八校高三上学期联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.32 g SO2含有2NA个S=O键
B.0.3 mol NO2与足量水充分反应转移的电子数目为0.2NA
C.1 mol碳的同位素中含有6NA个中子
D.25 mL 16.0 mol·L-l浓盐酸与足量MnO2,加热反应,生成Cl2分子数目为0.1NA
解析:D项,当浓盐酸变为稀盐酸后,该反应就不再反应了,故生成的Cl2分子数目小于0.1NA。
答案:B
13.(2015·保安中学,潮阳一中,普宁一中等七校高三第二次联考)设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.2 mol·L-1的AlCl3溶液中含Cl-数为6nA
B.常温常压下,14 g氮气含有的核外电子数为7nA
C.铝跟氢氧化钠溶液反应生成1 mol氢气时,转移的电子数为nA
D.高温高压下,28 g N2与6 g H2反应,生成的NH3分子数为2nA
解析:A项,没注明溶液体积无法计算;C项,生成1 mol H2时,应转移2NA电子;D项,N2+3H22NH3为可逆反应,N2和H2不能完全反应。
答案:B
14.(2015·河北省保定市高三月考)取一定质量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物,将其分成两等份并进行下列转化:
则转化过程中所加稀HNO3的物质的量浓度为( )
A.4.4 mol·L-1 B.3.6 mol·L-1
C.4.0 mol·L-1 D.3.2 mol·L-1
解析:设其中一份中n(Cu)=x mol,n(Cu2O)=y mol,n(CuO)=z mol,依得失电子守恒和氧元素守恒,有x+y=0.3(电子守恒);y+z=0.4(氧原子守恒),得:x+2y+z=0.7 mol,亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0.7 mol,则500 mL稀硝酸中,n(HNO3)=0.7 mol×2+0.2 mol=1.6 mol,于是c(HNO3)=3.2 mol·L-1,故选项D正确。
答案:D
15.(2015·上海虹口区第一学期高三期终教学质量监控) “酸化”是实验中经常采用的方法,下列酸化正确的是( )
A.抑制Fe2+的水解,用稀硝酸酸化
B.提高高锰酸钾的氧化能力,用盐酸酸化
C.确认溶液中含有SO时,用盐酸酸化,再检验
D.检验氯代烃中含氯 ,加碱溶液加热后,用硫酸酸化,再检验
解析:A项,稀HNO3氧化Fe2+;B项,高锰酸钾氧化盐酸生成Cl2;D项,应用稀HNO3酸化,用硫酸酸化,生成Ag2SO4沉淀,会对后续检验产生影响。
答案:C
16.(2015·山东省腾州市第十一中学高三12月测试)阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1,下列叙述中正确的是( )
A.常温常压下,18.0 g重水(D2O)所含的电子数约为10×6.02×1023
B.室温下,42.0 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为3×6.02×1023
C.标准状况下,22.4 L甲苯所含的分子数约为6.02×1023
D.标准状况下,a L乙烷气体中的所含化学键数约为(a/22.4)×6.02×1023
解析:A项,18.0 g D2O中所含的电子数约为×6.02×1023;C项,标准状况下甲苯是非气态;D项,a L乙烷中的所含化学键数约为×7×6.02×1023。
答案:B
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(2015·河北省邯郸市高三11月考试)(12分)黄钾铵铁矾的化学式可表示为KNH4Fex(SO4)y(OH)z,它不溶于水,某化学小组同学通过下列实验测定黄钾铵铁矾的化学式:
①称取m g样品,加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移到100 mL容量瓶中定容得溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体224 mL,同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80 g。
试回答下列问题:
(1)步骤①的操作中需使用的玻璃仪器除了容量瓶外,还有____________________________________。
(2)根据步骤②可计算m g黄钾铵铁钒中__________(填离子符号)的物质的量为__________。
(3)步骤③收集的气体是__________,步骤④中最终所得固体是__________。
(4)黄钾铵铁矾的化学式为__________。
解析:(1)配制一定物质的量浓度的溶液玻璃仪器除容量瓶外还需烧杯、玻璃棒、胶头滴管。(2)步骤②生成的白色固体为BaSO4,其n(BaSO4)==0.04 mol=n(SO)可计算黄钾铵铁矾中SO的物质的量:0.04×4=0.16 mol。(3)步骤③得到的气体为NH3,其物质的量为=0.01 mol=n(NH)。(4)步骤④,最终得到的固体为Fe2O3,其物质的量为n(Fe2O3)==0.03 mol,其中Fe3+的物质的量为0.03×2=0.06 mol。黄钾铵铁矾中n(NH)∶n(Fe3+)∶n(SO)=0.01∶0.06∶0.04=1∶6∶4,所以x=6,y=4,根据化合物中各元素化合价代数和为零(+1)×1+(+1)×1+(+3)×6+(-2)×4+(-1)×2=0,z=12,所以黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6(SO4)4(OH)12。
答案:(1)烧杯、玻璃棒、胶头滴管
(2)SO;0.16 mol
(3)NH3;Fe2O3
(4)KNH4Fe6(SO4)4(OH)12(每空2分)
18.(2015·辽宁省重点中学高三10月考试)(14分)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下实验装置:
―→―→―→―→
A B C D E
甲小组测得反应前后装置C的质量分别为m1 g、m2 g,生成的氮气在标准状况下的体积为V1 L;乙小组测得反应前后装置D的质量分别为m3 g、m4 g,生成的氮气在标准状况下的体积为V2 L。
请回答下列问题:
(1)实验室采用生石灰与浓氨水混合制取氨气,写出有关反应的化学方程式:________________________________________________________________________,
装置A应选择________________ (填序号)。
(2)装置C 中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(3)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为____________。
(4)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是____________________________________________,要是测定结果尽可能准确,对上述实验装置进行的改进是________________________________________。
解析:(1)生石灰和浓氨水混合制氨气,反应不需加热,Ⅰ错,生石灰非块状固体,不能选Ⅲ,选Ⅱ。(2)氨气有还原性,和氧化铜发生氧化还原反应,NH3被氧化为N2,氧化铜被还原为铜反应的方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O。(3)根据甲小组测得反应前后C的质量,可求得生成水中氧元素的质量m1-m2,进而求得n(O)=,则水中n(H)=×2=;根据生成标况下N2的体积,可求n(N2)=mol,所以n(N)=×2(mol),根据化学反应前后原子守恒,所以NH3中氮、氢原子的个数比为∶=5V1∶7(m1-m2)。(4)乙小组同学所测数据求出的比值明显小于理论值的原因是浓H2SO4除了吸收生成的水外还会吸收未反应的NH3,所以D装置反应前后的质量差并不是生成的水的质量。改进装置变为只吸收水,而不吸收NH3的即可,如装有碱石灰的干燥管或U型管。
答案:(1)CaO+NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3↑;Ⅱ(各2分)
(2)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(3分)
(3)5V1∶7(m1-m2)(3分)
(4)浓硫酸吸收了未反应的氨气;将装置D更换为装有碱石灰的干燥管(或其他合理答案)(各2分)
19.(2015·河南省部分重点中学高三12月考试)(14分)利用废旧铁皮制备磁性氧化铁的工艺流程如下:
(1)步骤Ⅰ用Na2CO3溶液处理废旧铁皮的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅳ中须持续通入N2,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)用重铬酸钾标准溶液滴定可测定产物磁性氧化铁中的二价铁含量。
①首先需配制250 mL 0.1000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。应准确称取K2Cr2O7的质量是__________(保留4位有效数字)g;配制该溶液时,要使用下列仪器中的__________(填字母)。
a.电子天平 b.温度计
c.量筒 d.玻璃棒
e.容量瓶 f.胶头滴管
g.滴定管
②称量2.4500 g磁性氧化铁放入锥形瓶中,加入足量稀硫酸得澄清溶液,用上述标准溶液滴定,到达终点时消耗17.5 mL标准液,则磁性氧化铁中二价铁的质量分数为____________。
解析:(1)废旧铁皮表面往往有油污,Na2CO3溶液显碱性可使油污发生水解而除去。(2)废旧铁皮被H2SO4溶液溶解后,溶液中有大量的Fe2+和少量Fe3+,为增加Fe3+的量,用H2O2将部分Fe2+氧化。反应的离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O。(3)磁性氧化铁中Fe2+和Fe3+有一固定比例,为防止其中的Fe2+过多被氧化,须持续通入N2。(4)①m(K2Cr2O7)=n(K2Cr2O7)×M(K2Cr2O7)=0.1×0.25×294=7.350 g。配制溶液的过程中不需要温度计、量筒、滴定管。②滴定过程中发生的反应是Fe2+被氧化,Cr2O被还原为Cr3+,根据氧化还原反应中电子守恒,设Fe3+的物质的量为x mol,则0.1×17.5×10-3×2(6-3)=x×(3-2),x=1.05×10-2(mol),磁性氧化铁中二价铁的质量分数为:×100%=24%。
答案:(1)去除油污(1分)
(2)2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O(2分)
(3)防止Fe2+被氧化(2分)
(4)①7.350;adef ②24%(各3分)
20.(2015·百校高三单元综合练习)(12分)钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊。若产生20.16 L(标准状况下)氮气,需要叠氮化钠的质量为__________g。
(2)钠—钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g钠—钾合金溶于水形成1500 mL溶液且生成1.68 L标准状况下的氢气。常温下所得溶液的pH=__________,该钠-钾合金的化学式为__________。
(3)硫代硫酸钠是一种常用的分析试剂,用硫代硫酸钠测定SeO2粗品中SeO2的含量的有关反应原理如下:
①SeO2+KI+HNO3―→Se+I2+KNO3+H2O(未配平)
②I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI
某次实验中,称量SeO2粗品的质量为0.1500 g,消耗了25.00 mL 0.2000 mol·L-1 Na2S2O3溶液,则样品中SeO2的质量分数为__________。
(4)常温下,称取不同氢氧化钠样品溶于水,加盐酸中和至pH=7,然后将溶液蒸干得氯化钠晶体,蒸干过程中产品无损失。
氢氧化钠质量(g)
氯化钠质量(g)
①
2.40
3.51
②
2.32
2.34
③
3.48
3.51
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质,且实验数据可靠。通过计算、分析和比较上表3组数据,给出结论。
解析:(1)n(N2)==0.9 mol,所以n(N)=0.9×2=1.8 mol,按N原子守恒n(NaN3)==0.6 mol,m(NaN3)=0.6×65=39克。(2)K、Na均能和水反应生成H2,且生成H2的物质的量均为金属物质的量的,也是生成碱的物质的量的.n(H2)==0.075 mol,反应后生成碱n(碱)=0.075×2=0.15 mol=n(OH-),c(OH-)==0.1 mol·L-1,c(H+)===10-13,pH=13。
设合金中K为x mol,Na为y mol
解得:x=0.1 y=0.05
所以K、Na合金的化学式为NaK2。
(3)依据电子守恒可得如下关系:SeO2~2I2再由信息②,则有以下关系:SeO2~4Na2S2O3,SeO2的物质的量:n(SeO2)=n(Na2S2O3)=×0.2×25×10-3,SeO2的质量分数=×100%=92.5%。
答案:(1)39(2分)
(2)13;NaK2(各2分)
(3)92.5%(2分)
(4)由氯化钠质量推算,氢氧化钠样品的摩尔质量分别为:M1=×2.40=40 g·mol-1;M2=×2.40=58 g·mol-1;M3=×3.48=58 g·mol-1。
结论:实验①所取氢氧化钠样品是NaOH;
实验②和③所取氢氧化钠样品可能是NaOH·H2O(4分)
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