内容正文:
第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用
目录
01 课标达标练
题型01 根据化学方程式的计算
题型02 差量法的应用
题型03 关系式法的应用
题型04 守恒法的应用
题型05 热重分析法的应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 根据化学方程式的计算
1.(2025·辽宁省大连市育明高中·一模)室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
2.(2025·吉林省辽源市第五中学·期末)将一定质量的Zn放入的浓中,充分反应后,Zn完全溶解,共收集到标况下的气体4.48L,且该气体的平均摩尔质量为。在反应后的溶液中,加入适量的NaOH溶液,得到沉淀的最大质量为
A.9.9g B.19.8g C.29.7g D.36.9g
3.(2025·内蒙古呼和浩特市第二中学·一模)某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体的体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1:4
02 差量法的应用
4.(2025·辽宁省盘锦市高级中学·一模)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g。该样品的纯度(质量分数)是________。
5.(2025·内蒙古包头市第一中学·二模)16 mL NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应:6NO+4NH35N2+6H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL。原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况:①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7,其中正确的是__________(填序号)。
6.(2025·吉林省舒兰市第一中学·一模)白色固体PCl5受热即挥发并发生分解:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中,在277 ℃达到平衡,容器内压强为1.01×105 Pa,经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol。平衡时PCl5的分解率为________。
03 关系式法的应用
7.(2025·黑龙江大庆铁人中学·期末)向Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀硫酸,各物质恰好完全反应,取反应后的样品溶液滴入KSCN试剂,溶液未变血红色,且Fe2+与H2物质的量之比为4:1,那么在反应中Fe、Fe2O3、H2SO4的物质的量之比为
A.2:1:4 B.2:1:3 C.2:3:5 D.1:1:1
8.(2025·吉林省德惠市实验中学·一模)向一定量的、、的混合物中,加入的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出(标准状况)的气体。向所得溶液中加入溶液,无明显现象,那么若用足量的在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁
A. B. C. D.无法确定
9.(2025·黑龙江牡丹江市第二中学·一模)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成CO2,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的CO2最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂质)。请回答:
(1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%,杂质不参与反应),需要投料______kg焦炭。
(2)每生产106 kg纯碱,同时可获得______kg CaO(列式计算)。
04 守恒法的应用
10.(2025·东北育才学校·一模)为了测定某含有杂质的样品的纯度,现将0.1144g样品溶于足量的稀硫酸,收集到24.64mL(已经折换成标准状况),则0.1144g该样品中的物质的量为
A.0.0001mol B.0.0002mol C.0.001mol D.0.002mol
11.(2025·辽宁沈阳一中·一模)把1.0mol/LCuCl2溶液和1.0mol/LFeCl3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量铁粉,经过足够长的时间后Fe2+的物质的量浓度是
A.1.25mol/L B.1.5mol/L C.2.5mol/L D.3mol/L
12.(2025·辽宁沈阳一中·一模)含氯化镁和氯化铝的200 mL混合溶液中,c(Mg2+)为0.2 mol·L-1,c(Cl-)为1.3 mol·L-1.要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为
A.40 mL B.72 mL C.80 mL D.128 mL
05 热重分析法的应用
13.(2025·内蒙古包头市第四中学·期末)采用热重分析法测定FeS2/C复合材料中各组分的含量。FeS2/C样品在空气中的热重曲线如图所示。[注:残留率(%)=剩余固体质量÷样品质量×100%]。下列说法中不正确的是( )
A.300~400 ℃之间发生的主要反应为C+O2CO2
B.800 ℃时残留的固体是Fe3O4
C.复合材料中FeS2的质量分数为90.9%
D.复合材料中FeS2与C的物质的量之比约为1∶1
14.(2025·辽宁省鞍山市一中·一模)样品在气氛中受热分解过程的热重曲线如图所示,下列说法正确的是
A.P→Q过程产生的气体为纯净物 B.,
C.加热到633℃剩余的固体呈黑色 D.检验固体Q的成分可用铁氰化钾试剂
15.(2025·东北师范大学附属实验学校·一模)如图为CaC2O4∙xH2O在N2和O2气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线,205℃时,晶体完全失水)。下列有关说法正确的是
A.x的值为5
B.物质A为CaC2O4,且CaC2O4在隔绝空气条件下,420℃以下热稳定,不会分解
C.无论是O2气氛还是N2气氛,CaC2O4∙xH2O在不同温度时的分解产物完全相同
D.无论是O2气氛还是N2气氛,当1个CaC2O4∙xH2O最终转变为C时,转移电子的个数相同
16.(2025·内蒙古乌海市第一中学·期末)将一份由Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后往其中滴加一定浓度的盐酸,反应中得到的图像如下(其中1mmol=1.0×10-3mol),下列说法正确的是
A.由图可求得,原混合物的质量为14.8g
B.加入的盐酸为150mL时,放出气体CO2 0.224L(标准状况)
C.原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1
D.由图可求得,盐酸的浓度为0.5mol/L
17.(2025·辽宁省长海县高级中学·一模)将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下),反应结束后向溶液中加入80mL 1mol∙L−1 NaOH溶液,恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中,通入一定体积的氧气,恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A.Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B.NO和NO2的体积之比为3∶1
C.原硝酸的浓度为6 mol∙L−1 D.通入的O2体积(标准状况下)V=336mL
18.(2025·辽宁省营口市高级中学·一模)现有铁粉和氧化铜的混合物共9.92g,向其中加入适量的0.1mol/L的稀硫酸,恰好使其全部溶解,产生无色气体和2.56g红色固体,得到的溶液中只有一种金属离子,下列说法正确的是
A.消耗稀硫酸的体积为140mL
B.得到的溶液中Fe2+的物质的量为0.12mol
C.该无色气体的体积为1.792L
D.若用产生的无色气体,还原混合物中的氧化铜,则该无色气体还剩余0.05mol
19.(2025·吉林省公主岭市第一中学·期中)某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应,得到(标准状况)与的混合气体,这些气体与一定体积的混合后通入水中,恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加溶液,恰好沉淀完全。下列说法正确的是
A.参加反应的是
B.消耗氧气的体积为(标准状况下)
C.混合气体中含(标准状况下)
D.此反应过程中转移了的电子
20.(2025·黑龙江嫩江县高级中学·二模)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各,分别通入一定量的后,向其中逐滴滴入的盐酸,在标准状况下产生的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图,下列说法正确的是
A.A中溶质是
B.中的溶质是和
C.B中所含溶质物质的量之比是
D.氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
21.(2025·黑龙江双鸭山市田家炳中学·一模)对固体NaHCO3充分加热,产生的气体通过足量Na2O2,Na2O2增重0.3 g,则固体NaHCO3的质量为
A.0.42 g B.1.68 g C.0.84 g D.3.36 g
22.(2025·吉林省四平市第一中学·一模)聚合硫酸铁的化学式可表示为,称取9.07g聚合硫酸铁样品进行热解实验,固体残留率与温度的关系曲线如图所示:
聚合硫酸铁的化学式为
A. B. C. D.
23.(2025·辽宁省北票市高级中学·一模)将由与组成的固体混合物,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,经检测只残留一种固体物质,则原混合物中的物质的量至少为
A. B. C. D.
24.(2025·内蒙包头北重三中·期末)将铜镁合金完全溶解于质量分数为的浓硝酸、密度为中(忽略反应前后溶液体积变化),得到和的混合气体。向反应后的溶液中逐滴加入1的溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到沉淀。下列说法正确的是
A.和的混合气体的体积比为
B.反应过程中转移的电子的物质的量为
C.该合金中
D.合金完全溶解时,溶液中
25.(2025·吉林省白城市第一中学·二模)草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空气中加热分解时,随温度变化如下图所示。已知:M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462 g·mol-1。
250 ℃时固体的主要成分是________(填化学式);550~850 ℃时反应的化学方程式为__________________________________________________________________________。
1.(2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
2.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
3.(2025·山东卷)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时,a极为负极
C.充电时,隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
D.理论上,Fe3+每减少1mol,Fe2+总量相应增加2mol
【答案】BC
【解析】全铁流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+,a极发生Fe-2e-=Fe2+,为负载铁的石墨电极做负极,b极发生Fe3++e-=Fe2+,发生还原反应,b为石墨电极,做正极,依次解题。
A.两极通过阴离子平衡电荷,隔膜允许阴离子通过,为阴离子交换膜,A错误;B.根据分析,放电时,a极为负极,b极为正极,B正确; C.充电时,a接电源负极,为阴极,电极反应式为Fe2++2e-=Fe,b接电源正极,为阳极,发生的电极反应式为:Fe2+-e-=Fe3+,两极的Fe2+均减少,C正确;D.根据总反应方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知,Fe3+减少1mol,Fe2+增加1.5mol,D错误。
4.(2025·河北卷)设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 晶体内氢键的数目为
B. 的NaF溶液中阳离子总数为
C. 28g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为
D. 铅酸蓄电池负极增重96g,理论上转移电子数为
【答案】B
【解析】A.每个水分子在冰中形成4个氢键,但每个氢键被两个分子共享,故每个分子贡献2个氢键。,氢键数目为,A正确;
B.溶液中阳离子包括。,根据电荷守恒:,钠离子不会水解,并且水电离出少量氢离子,则有,所以阳离子总数大于,B错误;
C.环己烷和戊烯的最简式均为,混合物含单元,对应碳原子,碳原子数目为,C正确;
D.铅酸蓄电池负极反应为。增重对应生成,转移电子,数目为:,D正确。
5.(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物和苯甲酸钠制备配合物,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知在碱性溶液中易形成沉淀。在空气中易吸潮,加强热时分解生成。
取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92℃范围内产品质量减轻的原因为_______。结晶水个数_______。[,结果保留两位有效数字]。
【答案】吸潮的水 1.7
【解析】在空气中易吸潮,0~92℃范围内产品质量减轻的是吸潮的水,92℃~195℃失去的是结晶水的质量;最后得到的是Eu2O3,1mol失去结晶水质量减少18xg,重量减少5.2%,根据,1mol生成0.5mol的Eu2O3,质量减少3×(121-8)g=339g,重量减少56.8%,有关系式18x:5.2%=339:56.8%,x=1.7。
6.(2025·安徽卷)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7g和10.3g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验
操作
现象
a
将CO2匀速通入置于烧杯中的20mL饱和Na2CO3溶液,持续20min,消耗600mLCO2
无明显现象
b
将20mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500mL矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶1~2min,静置
矿泉水瓶变瘪,3min后开始有白色晶体析出
析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H20。称取0.42晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液,NaOH溶液增重0.088g,则白色晶体中的NaHCO3质量分数为_______。
【答案】80%
【解析】析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H20。称取0.42g晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液。NaHCO3受热分解生成的气体中有H2O和CO2,而Na2CO3·10H20分解产生的气体中只有H2O,无水CaCl2可以吸收分解产生的H2O,NaOH溶液可以吸收分解产生的CO2;NaOH溶液增重0,088g,则分解产生的CO2的质量为0.088g,其物质的量为,由分解反应可知,NaHCO3的物质的量为0.004mol,则白色晶体中NaHCO3的质量为,故其质量分数为。
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第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用
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01 课标达标练
题型01 根据化学方程式的计算
题型02 差量法的应用
题型03 关系式法的应用
题型04 守恒法的应用
题型05 热重分析法的应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 根据化学方程式的计算
1.(2025·辽宁省大连市育明高中·一模)室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据反应方程式,I2与的物质的量比为1:2,消耗硫代硫酸钠的物质的量为0.625mol/L×0.04L=0.025mol,对应I2的物质的量为=0.0125mol,原溶液体积为0.1L,浓度为=0.125mol/L,故选A。
2.(2025·吉林省辽源市第五中学·期末)将一定质量的Zn放入的浓中,充分反应后,Zn完全溶解,共收集到标况下的气体4.48L,且该气体的平均摩尔质量为。在反应后的溶液中,加入适量的NaOH溶液,得到沉淀的最大质量为
A.9.9g B.19.8g C.29.7g D.36.9g
【答案】B
【解析】根据方程式(浓)和,生成的气体的物质的量和消耗Zn的物质的量相等,标况下,4.48L气体为0.2mol,所以消耗Zn为0.2mol,得到沉淀的最大质量为。故选B。
3.(2025·内蒙古呼和浩特市第二中学·一模)某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体的体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1:4
【答案】C
【分析】向NaOH和的混合溶液中滴加稀硫酸时,先发生氢氧化钠与稀硫酸的中和反应,再发生碳酸钠与稀硫酸的反应生成碳酸氢钠,最后碳酸氢钠与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,据此解题。
【解析】由分析可知,先发生氢氧化钠与稀硫酸的中和反应,再发生碳酸钠与稀硫酸的反应生成碳酸氢钠,则在0~a范围内,发生反应:和,A错误;由分析可知,ab段碳酸氢钠与稀硫酸反应生成、和水,反应的离子方程式为:,B错误;由于,根据碳元素守恒,混合物中,完全转化为消耗0.01mol,消耗稀硫酸的体积为20mL,则与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为60mL-20mL=40mL,C正确;与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL,则原混合溶液中,,所以原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为4∶1,D错误;故选C。
02 差量法的应用
4.(2025·辽宁省盘锦市高级中学·一模)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g。该样品的纯度(质量分数)是________。
【解析】由题意知,(w1-w2)g为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,设样品中NaHCO3质量为x g,由此可得如下关系:
=,解得x=,故样品纯度为×100%=×100%=×100%。
【答案】×100%
5.(2025·内蒙古包头市第一中学·二模)16 mL NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应:6NO+4NH35N2+6H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL。原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况:①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7,其中正确的是__________(填序号)。
【解析】根据反应前后气体体积的变化,可用差量法直接求解。
6NO+4NH35N2+6H2O(g) ΔV(气体的体积差)
6 mL 4 mL 5 mL 6 mL 1 mL(理论差量)
9 mL 6 mL 1.5 mL(实际差量)
由此可知,共消耗15 mL NO与NH3的混合气体,还剩余1 mL气体。假设剩余的气体全部是NO,则V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6 mL=5∶3;假设剩余的气体全部是NH3,则V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=9∶7,但因该反应是可逆反应,剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体,故V(NO)∶V(NH3)介于9∶7与5∶3 之间,对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。
【答案】②③
6.(2025·吉林省舒兰市第一中学·一模)白色固体PCl5受热即挥发并发生分解:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中,在277 ℃达到平衡,容器内压强为1.01×105 Pa,经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol。平衡时PCl5的分解率为________。
【解析】5.84 g PCl5的物质的量为≈0.028 mol,设参加反应的PCl5的物质的量为x mol,则有:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) Δn
1 mol 1 mol
x mol 0.022 mol
=,解得x=0.022,平衡时PCl5的分解率为×100%≈78.6%。
【答案】78.6%
03 关系式法的应用
7.(2025·黑龙江大庆铁人中学·期末)向Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀硫酸,各物质恰好完全反应,取反应后的样品溶液滴入KSCN试剂,溶液未变血红色,且Fe2+与H2物质的量之比为4:1,那么在反应中Fe、Fe2O3、H2SO4的物质的量之比为
A.2:1:4 B.2:1:3 C.2:3:5 D.1:1:1
【答案】A
【分析】向Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀硫酸,发生反应:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
【解析】取反应后的样品溶液滴入KSCN试剂,溶液未变血红色,且Fe2+与H2物质的量之比为4:1,则存在如下关系:Fe2O3~Fe(还原Fe3+)~3Fe2+~3H2SO4、Fe(还原H+)~H2~Fe2+~H2SO4,而4Fe2+~H2,所以存在关系Fe2O3~2Fe~4H2SO4,那么在反应中Fe、Fe2O3、H2SO4的物质的量之比为2:1:4,故选A。
8.(2025·吉林省德惠市实验中学·一模)向一定量的、、的混合物中,加入的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出(标准状况)的气体。向所得溶液中加入溶液,无明显现象,那么若用足量的在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【解析】的盐酸中HCl的物质的量,向所得溶液中加入溶液,无明显现象,溶液中没有铁离子,说明所得溶液为氯化亚铁溶液;根据氯原子、铁原子守恒列关系式,可知铁的物质的量是,铁的质量;故选A。
9.(2025·黑龙江牡丹江市第二中学·一模)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成CO2,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的CO2最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂质)。请回答:
(1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%,杂质不参与反应),需要投料______kg焦炭。
(2)每生产106 kg纯碱,同时可获得______kg CaO(列式计算)。
【答案】(1)10.8 (2)70
【解析】(1)完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%,杂质不参与反应),需要吸收的热量是×180 kJ·mol-1=162 000 kJ,已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂质),其热量有效利用率为50%,所以需要投料焦炭的质量是 g×2=10 800 g=10.8 kg。(2)根据(1)中计算可知消耗焦炭的物质的量是=900 mol,参加反应的碳酸钙的物质的量是900 mol,这说明参加反应的碳酸钙和焦炭的物质的量之比为1∶1,生产纯碱的反应过程中存在关系式:
=
x=70 kg。
04 守恒法的应用
10.(2025·东北育才学校·一模)为了测定某含有杂质的样品的纯度,现将0.1144g样品溶于足量的稀硫酸,收集到24.64mL(已经折换成标准状况),则0.1144g该样品中的物质的量为
A.0.0001mol B.0.0002mol C.0.001mol D.0.002mol
【答案】C
【解析】设样品中的物质的量为xmol,的物质的量为ymol,生成物质的量为,根据碳原子守恒,x+y=0.0011,样品质量0.1144g可得:106x+84y=0.1144,解得x=0.001,y=0.0001,故选C。
11.(2025·辽宁沈阳一中·一模)把1.0mol/LCuCl2溶液和1.0mol/LFeCl3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量铁粉,经过足够长的时间后Fe2+的物质的量浓度是
A.1.25mol/L B.1.5mol/L C.2.5mol/L D.3mol/L
【答案】A
【解析】向该混合溶液中加入足量铁粉,反应后最终生成FeCl2溶液和Cu,根据Cl元素守恒,两溶液等体积混合后Cl-的浓度为:,Fe2+的浓度为Cl-浓度的一半,故浓度为1.25mol/L,故选A。
12.(2025·辽宁沈阳一中·一模)含氯化镁和氯化铝的200 mL混合溶液中,c(Mg2+)为0.2 mol·L-1,c(Cl-)为1.3 mol·L-1.要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为
A.40 mL B.72 mL C.80 mL D.128 mL
【答案】C
【解析】根据电荷守恒定律可知,溶液中铝离子的浓度是,则根据方程式可知,需要氢氧化钠的物质的量是,所以至少需要氢氧化钠溶液的体积是80ml,故选C。
05 热重分析法的应用
13.(2025·内蒙古包头市第四中学·期末)采用热重分析法测定FeS2/C复合材料中各组分的含量。FeS2/C样品在空气中的热重曲线如图所示。[注:残留率(%)=剩余固体质量÷样品质量×100%]。下列说法中不正确的是( )
A.300~400 ℃之间发生的主要反应为C+O2CO2
B.800 ℃时残留的固体是Fe3O4
C.复合材料中FeS2的质量分数为90.9%
D.复合材料中FeS2与C的物质的量之比约为1∶1
【答案】B
【解析】300~400 ℃之间发生的主要反应为C受热生成CO2,A正确;由图中数据可知,复合材料中碳完全反应失重9.1%,可知碳的质量分数为9.1%,FeS2的质量分数为90.9%,C正确;FeS2与C的物质的量之比为∶≈1∶1,D正确;设FeS2、C各为1 mol,则样品总质量为132 g,800 ℃后残留质量为132×(1-9.1%-30.3%)≈80 g,则n(O)==1.5 mol,n(Fe)∶n(O)=1∶1.5,则800 ℃时残留固体为Fe2O3,B错误。
14.(2025·辽宁省鞍山市一中·一模)样品在气氛中受热分解过程的热重曲线如图所示,下列说法正确的是
A.P→Q过程产生的气体为纯净物 B.,
C.加热到633℃剩余的固体呈黑色 D.检验固体Q的成分可用铁氰化钾试剂
【答案】B
【分析】七水合硫酸亚铁的物质的量为,若晶体完全失去结晶水所得固体的质量为,则373℃前为晶体脱水的过程。
【解析】633℃后受热分解,由铁原子守恒可知,Q中和O物质的量之比为,则Q为,分解反应为:,因此,P→Q过程中产生的气体物为混合气体,A错误;在FeSO4⋅7H2O→M的过程中,脱去水分子的个数为,则M为四水合硫酸亚铁;M→N过程中,脱去水分子的个数为,则N为一水合硫酸亚铁,所以,,B正确;加热到633℃剩余的固体为最终产物为,呈红棕色,C错误;检验中应用溶液,D错误;故选B。
15.(2025·东北师范大学附属实验学校·一模)如图为CaC2O4∙xH2O在N2和O2气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线,205℃时,晶体完全失水)。下列有关说法正确的是
A.x的值为5
B.物质A为CaC2O4,且CaC2O4在隔绝空气条件下,420℃以下热稳定,不会分解
C.无论是O2气氛还是N2气氛,CaC2O4∙xH2O在不同温度时的分解产物完全相同
D.无论是O2气氛还是N2气氛,当1个CaC2O4∙xH2O最终转变为C时,转移电子的个数相同
【答案】B
【分析】由题意可知,100mg固体为CaC2O4∙xH2O,87.7mg固体为CaC2O4。68.8mg固体中,固体的摩尔质量为≈100g/mol,则其为CaCO3;38.4mg固体中,固体的摩尔质量为≈56g/mol,则其为CaO。
【解析】从图中可以看出,第1步CaC2O4∙xH2O转化为CaC2O4,质量由100mg减少到87.7mg,根据质量守恒规律有,x=1,A不正确;图中信息显示,在N2气氛中,温度从205℃升高到420℃时,固体的质量都保持不变,则物质A为CaC2O4,且CaC2O4在隔绝空气条件下,420℃以下热稳定,不会分解,B正确;在O2气氛中,CaC2O4、O2反应生成CaCO3、CO2,在N2气氛中,CaC2O4分解生成CaCO3、CO,二者的产物不同,C不正确;C为CaO,O2气氛中1个CaC2O4·H2O最终转变为1个H2O、1个CaO和2个CO2,电子转移2个,在N2气氛中,1个CaC2O4·H2O最终转变为1个H2O、1个CaO、1个CO2和1个CO,电子转移1个,转移电子的个数不同,D不正确;故选B。
16.(2025·内蒙古乌海市第一中学·期末)将一份由Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后往其中滴加一定浓度的盐酸,反应中得到的图像如下(其中1mmol=1.0×10-3mol),下列说法正确的是
A.由图可求得,原混合物的质量为14.8g
B.加入的盐酸为150mL时,放出气体CO2 0.224L(标准状况)
C.原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1
D.由图可求得,盐酸的浓度为0.5mol/L
【答案】C
【解析】根据题图可知,50mL溶液中含有Na2CO3、NaHCO3各2.5mmol,根据m=n·M,可得原混合物中m(Na2CO3)=2.5×10-3×106×g =5.3g,m(NaHCO3)= 2.5 ×10-3×84×g =4.2g,故m总= m(Na2CO3)+ m(NaHCO3)= 5.3g+4.2g=9.5g,A错误。加入盐酸0~50mL时Na2CO3先和盐酸反应生成NaHCO3,50~150mL时生成的NaHCO3和原有的NaHCO3与盐酸反应生成CO2,150mL时恰好完全反应;n(NaHCO3)=n(Na2CO3)= 2.5×10-3 mol,n总=2×2.5×10-3mol =5×10-3mol,完全反应放出5×10-3mol CO2,体积为5×10-3mol×22.4L·mol-1=112×10-3L=112mL,B错误。根据题图可知,Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1:1,溶液具有均一、稳定性,故原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1,C正确。加入盐酸0~50mL时发生反应的化学方程式为Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl,n(HCl)= n(Na2CO3)=2.5×10-3mol,故盐酸的浓度为c(HCl)==0.05mol·L-1,D错误。故选C。
17.(2025·辽宁省长海县高级中学·一模)将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下),反应结束后向溶液中加入80mL 1mol∙L−1 NaOH溶液,恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中,通入一定体积的氧气,恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A.Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B.NO和NO2的体积之比为3∶1
C.原硝酸的浓度为6 mol∙L−1 D.通入的O2体积(标准状况下)V=336mL
【答案】B
【分析】由题意可知,锌铜合金与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸锌、氮的氧化物和水,向完全溶解得到的溶液中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化铜和氢氧化锌沉淀,设锌铜合金中铜、锌的物质的量分别为amol、bmol,由合金的质量可得:64a+65b=1.93,由沉淀的质量可得:98a+99b=2.95,解联立方程可得a=0.02、b=0.01;设反应生成一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol,由混合气体的体积可得:x+y=0.04,由得失电子数目守恒可得:3x+y=0.06,解得x=0.01、y=0.03;由加入氢氧化钠溶液恰好使溶液呈中性可知,反应得到的溶液为硝酸钠溶液,由电荷守恒可知,溶液中硝酸根离子的物质的量为1mol/L×0.08L=0.08mol,则由原子个数守恒可知,原硝酸的浓度为=6mol/L;将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中,通入一定体积的氧气,恰好可将该混合气体完全转化说明一氧化氮、二氧化氮与氧气和水反应恰好生成硝酸,由得失电子数目守恒可知,标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol×103mL/L=336mL。
【解析】由分析可知,合金中铜、锌的物质的量之比为0.02mol∶0.01mol=2∶1,故A正确;由分析可知,混合气体中一氧化氮和二氧化氮的体积比等于物质的量比为0.01mol∶0.03mol=1∶3,故B错误;由分析可知,原硝酸的浓度为6mol/L,故C正确;由分析可知,通入标准状况下氧气的体积为336mL,故D正确;故选B。
18.(2025·辽宁省营口市高级中学·一模)现有铁粉和氧化铜的混合物共9.92g,向其中加入适量的0.1mol/L的稀硫酸,恰好使其全部溶解,产生无色气体和2.56g红色固体,得到的溶液中只有一种金属离子,下列说法正确的是
A.消耗稀硫酸的体积为140mL
B.得到的溶液中Fe2+的物质的量为0.12mol
C.该无色气体的体积为1.792L
D.若用产生的无色气体,还原混合物中的氧化铜,则该无色气体还剩余0.05mol
【答案】B
【分析】向铁粉和氧化铜的混合物中加入适量的稀硫酸,使其全部溶解,产生无色气体生H2、红色固体是Cu,而得到的溶液中只有一种金属离子,说明生成FeSO4,反应生成的Cu是2.56g,根据Cu原子守恒有:n(CuO)=n(Cu)==0.04mol,则混合物中铁粉的质量为9.92g-0.04mol×80g/mol=6.72g,n(Fe)==0.12mol,据此分析解题。
【解析】由分析可知,反应后溶液中溶质为FeSO4,故消耗稀硫酸的体积为=1.2L=1200mL,A错误;由分析可知,得到的溶液中Fe2+的物质的量为0.12mol,B正确;根据电子转移守恒有:n(Fe)=n(H2)+n(Cu),则0.12mol=n(H2)+0.04mol,解得n(H2)=0.08mol,但题干未告知气体所处的状态,即无法计算该无色气体的体积,C错误;由C项分析可知,生成的H2是0.08mol,CuO是0.04mol,发生反应:H2+CuOCu+H2O,0.04molCuO完全反应消耗0.04molH2,氢气有剩余,剩余氢气为0.08mol-0.04mol=0.04mol,D错误;故选B。
19.(2025·吉林省公主岭市第一中学·期中)某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应,得到(标准状况)与的混合气体,这些气体与一定体积的混合后通入水中,恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加溶液,恰好沉淀完全。下列说法正确的是
A.参加反应的是
B.消耗氧气的体积为(标准状况下)
C.混合气体中含(标准状况下)
D.此反应过程中转移了的电子
【答案】D
【分析】由题意可知,铜与一定量的浓硝酸充分反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水,反应得到的硝酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应得到氢氧化铜沉淀,由铜离子恰好完全沉淀消耗100mL6mol/L氢氧化钠溶液可知,反应消耗铜的物质的量为6mol/L×0.1L×=0.3mol,设混合气体中一氧化氮、二氧化氮的物质的量为amol、bmol,由混合气体的体积可得:a+b=0.3,由得失电子数目守恒可得:3a+b=0.3×2,解联立方程可得a=b=0.15,由氮原子个数守恒可知,参加反应的硝酸的物质的量为0.3mol×2+0.15mol×2=0.9mol;由得失电子数目守恒可知,氮的氧化物消耗氧气的物质的量为=0.15mol。
【解析】由分析可知,参加反应的硝酸的物质的量为0.9mol,故A错误;由分析可知,氮的氧化物消耗氧气的物质的量为0.15mol,则标准状况下消耗氧气的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L,故B错误;由分析可知,混合气体中二氧化氮的物质的量为0.15mol,则标准状况下二氧化氮的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L,故C错误;由分析可知,反应消耗铜的物质的量为0.3mol,则反应转移电子的物质的量为0.3mol×2=0.6mol,故D正确;故选D。
20.(2025·黑龙江嫩江县高级中学·二模)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各,分别通入一定量的后,向其中逐滴滴入的盐酸,在标准状况下产生的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图,下列说法正确的是
A.A中溶质是
B.中的溶质是和
C.B中所含溶质物质的量之比是
D.氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
【答案】D
【分析】当将稀盐酸逐滴滴到碳酸钠溶液中时,Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的,①Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,并且可以看出,当反应完全进行时,两个过程消耗HCl的量相等,若溶液中还有氢氧化钠,则首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,根据反应的化学方程式结合消耗盐酸的体积进行计算,设没有产生气体时消耗盐酸的体积为V1,产生气体时消耗盐酸的体积为V2。
【解析】A中V1> V2,先发生:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,后发生:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,溶质的成分为:NaOH和Na2CO3,物质的量之比为1:1,A错误;B中V1< V2,先发生:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,后发生:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,溶质的成分为:NaHCO3和Na2CO3,物质的量之比为1:1,B错误;根据B分析,B中所含溶质物质的量之比是,C错误;根据B图,完全反应后溶液溶质为NaCl,根据元素守恒:n(NaOH)=n(HCl)=0.15L×0.2mol/L=0.03mol,c(NaOH)==0.3mol/L,D正确;故选D。
21.(2025·黑龙江双鸭山市田家炳中学·一模)对固体NaHCO3充分加热,产生的气体通过足量Na2O2,Na2O2增重0.3 g,则固体NaHCO3的质量为
A.0.42 g B.1.68 g C.0.84 g D.3.36 g
【答案】B
【解析】NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,反应方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,分解产生CO2、H2O能够与Na2O2发生反应:2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,根据反应方程式可知:2 mol NaHCO3分解产生了1 mol CO2、1 mol H2O,它们与足量Na2O2发生反应时分别使固体质量增加28 g、2 g,固体共增加28 g+2 g=30 g。现在Na2O2增重0.3 g,则分解的NaHCO3的物质的量为n(NaHCO3)=×2 mol=0.02 mol,其质量为m(NaHCO3)=0.02 mol×84 g/mol=1.68 g,故选B。
22.(2025·吉林省四平市第一中学·一模)聚合硫酸铁的化学式可表示为,称取9.07g聚合硫酸铁样品进行热解实验,固体残留率与温度的关系曲线如图所示:
聚合硫酸铁的化学式为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】9.07g聚合硫酸铁样品进行热解实验,失去的水为2.98%,得水的物质的量为9.07g×2.98%÷18g/mol,氢原子的物质的量为9.07g×2.98%÷18g/mol×2=0.03mol,750℃是Fe2O3质量为9.07g×44.10%,物质的量为9.07g×44.10%÷160g/mol,铁原子物质的量为9.07g×44.10%÷160g/mol×2=0.05mol,铁原子:氢原子=5:3,故B正确。
23.(2025·辽宁省北票市高级中学·一模)将由与组成的固体混合物,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,经检测只残留一种固体物质,则原混合物中的物质的量至少为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】发生的反应有:受热分解:,每2mol生成1mol 、1mol CO2和1mol H2O;CO2和H2O与Na2O2反应:、;生成的NaOH与CO2进一步反应:;故最终剩余的固体一定只有;
根据钠守恒:原混合物中Na的总物质的量等于最终中Na的物质的量,即;根据碳守恒:原中的碳全部进入,即;设物质的量为,为,则钠守恒:;质量守恒:;解得:、;
综上所述:当的物质的量为0.4mol时,完全反应,最终固体仅为;若的量更少,则会有剩余,导致固体不唯一;因此,原混合物中的物质的量至少为0.4mol,对应选项D。
24.(2025·内蒙包头北重三中·期末)将铜镁合金完全溶解于质量分数为的浓硝酸、密度为中(忽略反应前后溶液体积变化),得到和的混合气体。向反应后的溶液中逐滴加入1的溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到沉淀。下列说法正确的是
A.和的混合气体的体积比为
B.反应过程中转移的电子的物质的量为
C.该合金中
D.合金完全溶解时,溶液中
【答案】B
【解析】金属离子全部沉淀时,得到沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为,氢氧根的物质的量为,根据电荷守恒:;根据得失电子守恒:,设NO2的物质的量为amol,则N2O4的物质的量为,根据电子转移守恒可知,,解得,故合金中与的物质的量之比是,A错误;反应过程中转移的电子数为,B正确;令铜、镁合金中的物质的量分别为,则2x+2y=0.5,64x+24y=10,解得,故合金中铜与镁的物质的量之比是,C错误;硝酸的浓度为,反应方程式的电荷守恒可知: ,则剩余,,D错误;故选B。
25.(2025·吉林省白城市第一中学·二模)草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空气中加热分解时,随温度变化如下图所示。已知:M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462 g·mol-1。
250 ℃时固体的主要成分是________(填化学式);550~850 ℃时反应的化学方程式为__________________________________________________________________________。
【解析】设有1 mol草酸钪晶体(462 g)在空气中受热分解,250 ℃时,剩余固体质量为462 g×80.5%=371.91 g,失水质量为462 g-371.91 g=90.09 g≈90 g,即250 ℃时,1 mol晶体失去5 mol水,此时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3·H2O;550 ℃时,剩余固体质量为462 g×76.6%=353.892 g,250~550 ℃ 过程中失水质量为 371.91 g-353.892 g=18.018 g≈18 g,故250~550 ℃时1 mol Sc2(C2O4)3·H2O失去1 mol水变为1 mol Sc2(C2O4)3;850 ℃时,剩余固体质量为462 g×29.8%=137.676 g≈138 g,由于 M(Sc2O3)=138 g·mol-1,故可知550~850 ℃时,1 mol Sc2(C2O4)3分解产生1 mol Sc2O3,反应的化学方程式为 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。
【答案】Sc2(C2O4)3·H2O 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
1.(2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】反应①电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2LCl2为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即NA,A正确;2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为NA,C错误;ClO⁻在水中会水解,故ClO⁻数目小于0.1NA,D错误;故选A。
2.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;
反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故选D
3.(2025·山东卷)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时,a极为负极
C.充电时,隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
D.理论上,Fe3+每减少1mol,Fe2+总量相应增加2mol
【答案】BC
【解析】全铁流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+,a极发生Fe-2e-=Fe2+,为负载铁的石墨电极做负极,b极发生Fe3++e-=Fe2+,发生还原反应,b为石墨电极,做正极,依次解题。
A.两极通过阴离子平衡电荷,隔膜允许阴离子通过,为阴离子交换膜,A错误;B.根据分析,放电时,a极为负极,b极为正极,B正确; C.充电时,a接电源负极,为阴极,电极反应式为Fe2++2e-=Fe,b接电源正极,为阳极,发生的电极反应式为:Fe2+-e-=Fe3+,两极的Fe2+均减少,C正确;D.根据总反应方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知,Fe3+减少1mol,Fe2+增加1.5mol,D错误。
4.(2025·河北卷)设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 晶体内氢键的数目为
B. 的NaF溶液中阳离子总数为
C. 28g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为
D. 铅酸蓄电池负极增重96g,理论上转移电子数为
【答案】B
【解析】A.每个水分子在冰中形成4个氢键,但每个氢键被两个分子共享,故每个分子贡献2个氢键。,氢键数目为,A正确;
B.溶液中阳离子包括。,根据电荷守恒:,钠离子不会水解,并且水电离出少量氢离子,则有,所以阳离子总数大于,B错误;
C.环己烷和戊烯的最简式均为,混合物含单元,对应碳原子,碳原子数目为,C正确;
D.铅酸蓄电池负极反应为。增重对应生成,转移电子,数目为:,D正确。
5.(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物和苯甲酸钠制备配合物,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知在碱性溶液中易形成沉淀。在空气中易吸潮,加强热时分解生成。
取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92℃范围内产品质量减轻的原因为_______。结晶水个数_______。[,结果保留两位有效数字]。
【答案】吸潮的水 1.7
【解析】在空气中易吸潮,0~92℃范围内产品质量减轻的是吸潮的水,92℃~195℃失去的是结晶水的质量;最后得到的是Eu2O3,1mol失去结晶水质量减少18xg,重量减少5.2%,根据,1mol生成0.5mol的Eu2O3,质量减少3×(121-8)g=339g,重量减少56.8%,有关系式18x:5.2%=339:56.8%,x=1.7。
6.(2025·安徽卷)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7g和10.3g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验
操作
现象
a
将CO2匀速通入置于烧杯中的20mL饱和Na2CO3溶液,持续20min,消耗600mLCO2
无明显现象
b
将20mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500mL矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶1~2min,静置
矿泉水瓶变瘪,3min后开始有白色晶体析出
析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H20。称取0.42晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液,NaOH溶液增重0.088g,则白色晶体中的NaHCO3质量分数为_______。
【答案】80%
【解析】析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H20。称取0.42g晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液。NaHCO3受热分解生成的气体中有H2O和CO2,而Na2CO3·10H20分解产生的气体中只有H2O,无水CaCl2可以吸收分解产生的H2O,NaOH溶液可以吸收分解产生的CO2;NaOH溶液增重0,088g,则分解产生的CO2的质量为0.088g,其物质的量为,由分解反应可知,NaHCO3的物质的量为0.004mol,则白色晶体中NaHCO3的质量为,故其质量分数为。
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