内容正文:
章末测试卷(1) 化学中常用的物理量——物质的量
一、选择题:本题共5小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.学习物质的量的相关知识,有利于深入理解宏观物质和微观粒子之间的关系。下列说法正确的是( )
A.1 mol O2的质量等于其相对分子质量
B.影响气体摩尔体积的因素为气体分子数目和气体分子的间距
C.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位
D.1 mol任何微粒的微粒数叫做阿伏加德罗常数
D 解析:如果用g作单位,1 mol物质的质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量,A错误;影响气体摩尔体积的因素为气体分子数目和气体分子的间距、压强和温度,B错误;摩尔是物质的量的单位,C错误;将阿伏加德罗常数个微粒看作一个整体,即1 mol,故1 mol任何微粒的微粒数称为阿伏加德罗常数,D正确。
2.下列说法正确的是( )
A.22.4 L O2中一定含有6.02×1023个氧原子
B.10 mL 2 mol/L H2SO4溶液中取出5 mL溶液,其浓度为1 mol/L
C.1 mol水的质量,水的摩尔质量和水的相对分子质量都是18
D.在标准状况下,20 mL NH3与60 mL O2所含的分子个数比为1∶3
D 解析:不知是否为标准状况,无法求算其物质的量,A错误;溶液具有均一性,故取出5 mL溶液,其浓度为2 mol/L,B错误;1 mol水的质量、水的摩尔质量和水的相对分子质量数值都是18,但单位不同,C错误;同温同压条件下气体的物质的量比等于其体积比,故20 mL NH3与60 mL O2所含的分子个数比为1∶3,D正确。
3.(2024·湖北省宜荆荆随恩联考)常温下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满M、N两种气体(同温同压),打开K,使两烧瓶内的气体充分接触(如图所示),最后容器内压强由大到小的顺序为( )
编号
①
②
③
④
气体M
SO2
NO
NH3
Cl2
气体N
H2S
O2
HCl
NH3
A.④②①③ B.②④①③
C.②④③① D.④①②③
A 解析:同温同体积下,气体的压强比等于物质的量之比,设两烧瓶中气体的物质的量均为1 mol:
①SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应后为0.5 mol的SO2;
②2NO+O2===2NO2,反应后为1 mol的NO2,0.5 mol的O2,共1.5 mol;
③NH3+HCl===NH4Cl,反应后无气体;
④3NH3+3Cl2===N2+5HCl+NH4Cl,反应后为 mol的N2和 mol的HCl,共2 mol,则最后容器内压强由大到小的顺序为④②①③,A正确。
4.我国科学家利用高效固体催化剂LDH,实现了在常温常压、可见光下的人工固氮,其原理如图所示。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.常温常压下,消耗1 mol水的同时生成11.2 L O2
B.该人工固氮反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1
C.使用LDH,可同时提高反应速率和N2的转化率
D.反应生成1.7 g NH3时转移电子物质的量为0.3 mol
D 解析:根据O原子守恒可知,反应消耗1 mol 水必定生成0.5 mol O2,但常温常压下O2的体积不是11.2 L,A错误;氧化剂是N2,还原剂是H2O,根据得失电子守恒可知,其物质的量之比为1∶3,B错误;LDH是催化剂,只能提高反应速率,不能提高N2的转化率,C错误;N2→NH3,生成1 mol NH3转移3 mol电子,故生成1.7 g NH3(0.1 mol)时转移电子物质的量为0.3 mol,D正确。
5.20 ℃时,饱和NaCl溶液密度为ρ g/cm3,物质的量浓度为c mol/L,则下列说法不正确的是( )
A.温度低于20 ℃时,饱和NaCl溶液的浓度小于c mol/L
B.此溶液中NaCl的质量分数为×100%
C.20 ℃时,密度小于ρ g/cm3的NaCl溶液是不饱和溶液
D.20 ℃时,饱和NaCl溶液的溶解度S= g
D 解析:温度低于20 ℃时,NaCl的溶解度减小,NaCl的质量分数减小,则饱和NaCl溶液的浓度小于c mol/L,A正确;1 L该溶液的质量m(溶液)=1 000ρ g,m(NaCl)=1 L×c mol/L×58.5 g/mol=58.5c g,故NaCl的质量分数w=×100%,B正确;20 ℃时,饱和NaCl溶液中NaCl的浓度和密度最大,故密度小于ρ g/cm3的NaCl溶液是不饱和溶液,C正确;20 ℃时,1 L 饱和NaCl溶液中NaCl的质量为58.5c g,又知溶液的质量为1 000ρ g,则溶剂水的质量为(1 000ρ-58.5c)g,根据溶解度的定义可得:=,则有S= g,D错误。
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.侯氏制碱法涉及的主要反应为NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,5.6 L NH3的分子数为0.25NA
B.1个NaCl晶胞的质量为 g
C.1 L 0.1 mol/L NH4Cl溶液中NH数目小于0.1NA
D.反应消耗0.1 mol CO2析出NaHCO3分子数目为0.1NA
D 解析:标准状况下,5.6 L NH3的物质的量为0.25 mol,则含有分子数为0.25NA,A正确;1个NaCl晶胞含有4个“NaCl”,1个“NaCl”的质量为 g,则1个NaCl晶胞的质量为 g,B正确;1 L 1 mol/L NH4Cl溶液含1 mol NH4Cl,由于NH发生水解反应,故NH数目小于0.1NA,C正确;由反应可知,消耗0.1 mol CO2析出0.1 mol NaHCO3,NaHCO3是离子化合物,不存在NaHCO3分子,D错误。
7.某营养液中含有KCl、K2SO4、NaCl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL该营养液加水稀释,测得Na+的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙曲线所示。下列判断错误的是( )
A.图甲中X离子是SO
B.图乙中c1=8.0
C.营养液中NaCl与K2SO4的物质的量之比为2∶1
D.营养液中KCl的浓度为2.0 mol/L
D 解析:取200 mL该营养液加水稀释,由图乙可得:c1 mol/L×0.2 L=1.6 mol/L×1 L,则有c1=8.0,即该营养液中c(Na+)=8.0 mol/L,B正确;图甲中X的浓度为4.0 mol/L,则X离子是SO,A正确;营养液中,n(NaCl)=8.0 mol/L×V L=8.0V mol(V为营养液的体积),n(K2SO4)=4.0 mol/L×V L=4.0V mol,则其物质的量之比为2∶1,C正确;营养液中c(K2SO4)=c(SO)=4.0 mol/L,则由K2SO4提供的c(K+)=8.0 mol/L,图甲中c(K+)=9.0 mol/L,推知c(KCl)=9.0 mol/L-8.0 mol/L=1.0 mol/L,D错误。
8.(2024·山东跨地市多校联考)m g仅由NaCl和Na2O2组成的固体混合物。将其全部加入n g质量分数为w%的稀硫酸中,恰好完全反应,将所得溶液(含有的溶质电离时均无H+产生)蒸干后,得到c g固体(不考虑操作过程中引起的质量损失),则该混合物中Na2O2的物质的量为( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
AC 解析:由题可知,m g仅由NaCl和Na2O2组成的固体混合物,将其全部加入n g质量分数为w%的稀硫酸中,恰好完全反应,反应的化学方程式为2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+2H2O+O2↑,固体为氯化钠和硫酸钠的混合物,设原混合物中Na2O2的物质的量为x,得关系式:,则x= mol= mol;A、C正确。
9.(2024·安徽芜湖模拟)阅读下列材料完成下面小题。
我国将力争2060年前实现碳中和,CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一,一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图所示。
(1)已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.44 g C18O2中含中子数为26NA
B.1 mol/L NaOH溶液中含有Na+数为NA
C.整个过程中可以循环利用的物质只有CaO
D.同温同压下,等体积的CO与CO2的碳原子个数比为1∶1
(2)实验室模拟捕捉回收CO2,需要490 mL 1.000 mol/L NaOH溶液,现进行溶液配制。下列说法正确的是( )
A.用托盘天平称量19.6 g NaOH固体
B.在转移溶液后,可以不用洗涤玻璃棒
C.如果定容时俯视刻度线,所配溶液浓度会偏高
D.容量瓶洗涤后没有干燥,会使得所配溶液浓度偏低
(1)D 解析:44 g C18O2中含中子数为×[12-6+2×(18-8)]NA mol-1<26NA,A错误;题干未告知溶液的体积,无法计算1 mol/L NaOH溶液中含有Na+数,B错误;已知CaO+H2O===Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,故整个过程中可以循环利用的物质有CaO和NaOH,C错误;根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,等体积的CO与CO2的分子数相同,故二者含有的碳原子个数比为1∶1,D正确。
(2)C 解析:用托盘天平称量NaOH固体的质量为0.5 L×1.0 mol/L×40 g/mol=20.0 g,A错误;在转移溶液后,需用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移至容量瓶中,B错误;如果定容时俯视刻度线,将导致溶液体积偏小,所配溶液浓度会偏高,C正确;由于定容步骤中需向容量瓶中加入蒸馏水,故容量瓶洗涤后没有干燥,不会影响所配溶液浓度,D错误。
三、非选择题:本题共2小题。
10.某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应),操作步骤如下:
第一步,配制0.10 mol/L稀盐酸和0.10 mol/L NaOH溶液;
第二步,向一粒研碎后的药片(0.1 g)中加入20.00 mL蒸馏水;
第三步,加入25.00 mL 0.10 mol/L稀盐酸;
第四步,用0.10 mol/L NaOH溶液中和过量稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积。
请回答下列问题:
(1)将物质的量浓度为__________mol/L的盐酸20 mL加水稀释,可得到实验所需0.10 mol/L盐酸100 mL。(不考虑溶液混合体积的变化)
(2)测定过程中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)若配制480 mL 0.10 mol/L的NaOH溶液,则需用托盘天平称NaOH固体________ g,配制溶液时所用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要__________________、__________________。
(4)在配制过程中,下列实验操作使所配制的稀盐酸的物质的量浓度偏小的是________(填标号)。
①用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面
②定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水
③定容摇匀后,发现液面低于刻度线,未做任何处理
④定容时,俯视刻度线
(5)某同学4次测定所消耗的NaOH溶液的体积如表所示:
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
V[NaOH(aq)]/mL
13.00
12.90
13.10
13.40
根据这个同学的实验数据,计算这种药片中碳酸钙的质量分数为________。
答案:(1)0.50 (2)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ H++OH-===H2O
(3)2.0 胶头滴管 500 mL容量瓶 (4)①② (5)60%
解析:(1)由于溶液在稀释过程中溶质的物质的量不变,要配制0.10 mol/L盐酸100 mL,需要某浓度盐酸20 mL,则该盐酸的物质的量浓度c==0.50 mol/L。
(3)实验室没有规格是480 mL的容量瓶,配制溶液选择仪器标准是大而近,则应该配制500 mL 0.10 mol/L的NaOH溶液,需要NaOH的质量是m(NaOH)=0.10 mol/L×0.5 L×40 g/mol=2.0 g;配制溶液时所用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要胶头滴管及500 mL容量瓶。
(4)用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面,会导致溶质的物质的量偏小,由于溶液体积不变,最终会使配制的溶液浓度偏小,①正确;定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,若再加适量的蒸馏水,会使溶液体积偏大,由于溶质的物质的量不变,最终会使配制的溶液浓度偏小,②正确;定容摇匀后,发现液面低于刻度线,未做任何处理,对配制溶液的浓度无任何影响,③错误;定容时,俯视刻度线,则溶液的体积偏小,最终使配制的溶液浓度偏大,④错误。
(5)根据实验结果可知第4次消耗NaOH溶液体积偏大,应该舍去,则平均消耗NaOH溶液的体积V(NaOH)==13.00 mL,其消耗HCl的物质的量为n(HCl)=n(NaOH)=0.10 mol/L×0.013 L=0.001 3 mol,与CaCO3反应的HCl的物质的量为n(HCl)=0.10 mol/L×0.025 L-0.001 3 mol=0.001 2 mol,根据反应的离子方程式CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑可知,n(CaCO3)=n(HCl)=0.000 6 mol,m(CaCO3)=0.000 6 mol×100 g/mol=0.06 g,故这种药片中碳酸钙的质量分数为×100%=60%。
11.(2025·山东青岛第五十八中学期初测试,节选)摩尔盐是一种重要的化学试剂,是化学分析中常用的基准物。用废铁屑(含少量杂质FeS)为原料制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]。实验装置如下(加热装置已略):
已知:Ksp(FeS)=6×10-18,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=7×10-15。反应在通风橱中置于50~60 ℃热水浴中进行。充分反应后,制得浅绿色悬浊液。
(1)三颈烧瓶中液体试剂添加顺序为________(填标号)。
a.先滴加氨水,然后滴加稀硫酸,再水浴加热,反应一段时间后冷却
b.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,再滴加氨水,反应一段时间后冷却
c.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,反应一段时间后冷却,再滴加氨水
(2)实验室利用K2Cr2O7溶液测定制得的(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O中的n值。请补充完整实验方案:称取a g样品,加入足量稀硫酸溶解后配成250.00 mL溶液。使用移液管移取25.00 mL于锥形瓶中,滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)盛装c mol/L的K2Cr2O7标准溶液进行滴定,当
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
时结束。平行滴定三次,记录平均消耗的体积为V mL,求得n=________(用含a、c、V的形式表示)。
(已知:二苯胺磺酸钠指示液在还原性氛围下为无色,氧化性氛围下为紫红色)
(3)将测定的n值与实际值进行对比,测定值偏大。下列说法正确的是________(填标号)。
a.测定值偏大可能由于晶体干燥时失去了部分结晶水
b.测定值偏大可能由于晶体中含有部分(NH4)2SO4杂质
c.测定值偏大可能由于滴入指示剂过量
答案:(1)c
(2)酸式 最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30 s内不变色
(3)b
解析:(1)为了使摩尔盐中结晶水和铵盐不被破坏和流失,所以使用水浴;先向其中加入过量稀硫酸,置于50~60 ℃水浴加热,充分反应,溶解废铁屑,由于氨易挥发且与酸反应,要后加,同时需待冷却至室温后再向其中滴加氨水,故选c。
(2)滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用酸式滴定管盛装标准溶液,进行滴定,至终点(最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30 s内不变色),平行测定三次,记录平均消耗标准溶液体积为V mL;
测定的n值:
n=
(3)根据上面的表达式分析:晶体干燥时失去了部分结晶水使测定值偏小,a错误;晶体中含有部分杂质,测定值偏大,b正确;滴入指示剂过量会多消耗,测定值偏小,c错误。
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