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专题突破1 化学计算中的常用方法
课时训练
1.将4.79 g Na2CO3·xH2O与NaHCO3的混合物溶于水配成100 mL溶液,测得c(Na+)为0.5 mol/L。再取同质量的混合物,加入足量的盐酸,充分加热蒸干至质量不变时,所得固体的质量为( A )
A.2.925 g B.3.89 g
C.3.36 g D.5.85 g
解析:把4.79 g Na2CO3·xH2O和NaHCO3的混合物溶于水配成100 mL溶液,测得c(Na+)为0.5 mol/L,即n(Na+)=0.100 L×0.5 mol/L=
0.05 mol;再取同质量的混合物加足量盐酸发生反应,根据钠元素守恒可知,溶液充分加热蒸干后所得产物应只有0.05 mol NaCl,故质量应为58.5 g/mol×0.05 mol=2.925 g。
2.将一定量的镁和铜组成的混合物加入过量的稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。下列叙述错误的是( D )
A.当金属全部溶解时,转移电子的物质的量为0.3 mol
B.参加反应的金属的总质量在3.6~9.6 g之间
C.当金属全部溶解时,产生的NO气体的体积在标准状况下为2.24 L
D.当生成的沉淀量达到最大时,消耗NaOH溶液的体积为100 mL
解析:将一定量的镁和铜组成的混合物加入过量稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO),发生反应3Mg+8HNO3(稀)3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;向反应后的溶液中加3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全,发生反应Mg(NO3)2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaNO3、Cu(NO3)2+2NaOHCu(OH)2↓+
2NaNO3,沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜,生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g,则m(OH-)=5.1 g,n(OH-)==0.3 mol,根据电子转移守恒,则镁和铜的总的物质的量为0.15 mol。
3.已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且产物的成分与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是( C )
A.参加反应的氯气的物质的量为0.5a mol
B.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a mol
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量n的范围是 a mol<n<a mol
D.某温度下,反应后c(Cl-)∶c(ClO-)=6,则溶液中c(ClO-)∶c(Cl)=1
解析:由钾原子守恒可知,KCl、KClO、KClO3的总物质的量为a mol,由氯原子守恒可知,参加反应的氯气的物质的量为0.5a mol,若氧化产物只有KClO,由得失电子守恒和原子守恒可知,n(KCl)=n(KClO)=
0.5a mol,同理,若氧化产物只有KClO3,n(KCl)=a mol,n(KClO3)=
a mol。
4.Na2S2O3·5H2O(俗称海波)是常用的一种定影剂。工业使用的海波中常混有少量Na2SO3和Na2SO4杂质,为测定一种海波晶体样品的成分,某同学称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的稀硫酸20 mL,充分反应后测得有关实验数据如下表(标准状况)。
项目
第一份
第二份
第三份
样品的质量/g
12.60
18.90
28.00
二氧化硫的体积/L
1.12
1.68
2.24
硫的质量/g
1.28
1.92
2.56
下列说法错误的是( D )
A.第一份、第二份样品均完全反应,第三份样品过量
B.样品中n(Na2S2O3·5H2O)∶n(Na2SO3)=4∶1
C.样品中除了含有Na2S2O3·5H2O、Na2SO3,还含有Na2SO4
D.所加硫酸溶液的物质的量浓度为0.5 mol/L
解析:样品中硫代硫酸钠与酸反应生成硫、二氧化硫和水,离子方程式为S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,亚硫酸钠与酸反应生成二氧化硫和水,离子方程式为S+2H+SO2↑+H2O,硫酸的体积一定,由表中数据可知,样品质量增大,硫与二氧化硫的产量增大,故第一份、第二份样品均完全反应,酸有剩余。第三份的28 g样品完全反应可以生成硫的质量为×1.28 g=2.84 g>2.56 g,故第三份样品过量,故A正确;以第一份计算判断,1.28 g硫的物质的量为0.04 mol,该反应生成的二氧化硫为0.04 mol,反应得到二氧化硫总的物质的量为=
0.05 mol>0.04 mol,故含有Na2SO3,Na2SO3反应生成二氧化硫为
0.05 mo