内容正文:
章末综合测试(二) 物质的量
一、选择题:本题共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.下列说法正确的是 ( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
B.同温同压下,等体积的N2和CO所含分子数相同
C.pH=1的盐酸中,c(H+)为1 mol/L
D.丁烷所含碳原子数是相同质量乙烷的2倍
答案:B
2.下列说法正确的是 ( )
A.1 mol CO中含有6.02×1024个电子
B.22.4 L CO2被还原生成1 mol CO
C.1 L 0.05 mol/L的NH4HSO4溶液中NH的粒子数小于0.05NA
D.1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3
答案:C
3.在高温高压的水溶液中,AuS-与Fe2+发生反应2AuS-+3Fe2++4H2O===Fe3O4+2Au+2H2S↑+4H+,下列说法正确的是 ( )
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
B.每生成4.48 L H2S,转移电子数为0.2 mol
C.反应中若有19.7 g 金元素被还原,则生成0.05 mol Fe3O4
D.若将此反应设计成原电池,则Fe2+在正极发生反应
答案:C
4.将23.0 g Na溶于一定量水中,反应后溶液的体积为1.00 L,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是 ( )
A.反应后溶液中c(OH-)为1.00 mol/L
B.反应后溶液中Na+数目为NA
C.反应生成标准状况下气体22.4 L
D.反应转移的电子数为NA
答案:C
5.乙炔水化法、乙烯氧化法是工业上制备乙醛的两个重要方法,反应原理分别为HC≡CH+H2OCH3CHO、2H2C===CH2+O22CH3CHO。下列叙述不正确的是 ( )
A.乙烯氧化法中,生成0.1 mol乙醛时,转移的电子数约为1.204×1024
B.C2H4的电子式为
C.根据价层电子互斥模型,18 g水的中心原子含有2 mol孤电子对
D.标准状况下,11.2 L C2H2中含有π键的数目约为6.02×1023
答案:A
6.(2024·浙江Z20名校联盟联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.向1 L 1 mol/L NH4Cl溶液中加氨水至中性,此时溶液含NH数目为NA
B.1 mol AlCl3完全水解生成的Al(OH)3胶体粒子数目为NA
C.4.2 g C3H6中含有σ键的数目为0.8NA
D.标准状况下5.6 L CH4与5.6 L Cl2混合后光照,充分反应后生成CH3Cl的数目为0.25NA
答案:A
7.电极材料LiFePO4制备的反应为6FePO4+3Li2CO3+C6H12O69CO↑+6H2O+6LiFePO4,下列说法正确的是 ( )
A.生成0.1 mol LiFePO4,转移的电子数为0.1NA
B.还原产物为LiFePO4和CO
C.标准状况下,生成20.16 L CO时,被还原的C6H12O6为0.1 mol
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶6
答案:B
8.次磷酸钠(NaH2PO2)可用作药物和镀镍时的还原剂,反应原理为CuSO4+2NaH2PO2+2NaOH===Cu↓+2NaH2PO3+Na2SO4+H2↑。下列说法错误的是 ( )
A.参加反应的NaH2PO2有被CuSO4氧化
B.若1 mol H3PO3最多消耗2 mol NaOH, 则Na2HPO3是正盐
C.反应中每转移6.02 ×1023个电子,则生成标准状况下5.6 L H2
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
答案:D
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.2.24 L Cl2与足量H2O反应转移的电子数为0.1NA
B.9.2 g甲苯与丙三醇的混合液中所含的氢原子数目为0.8NA
C.29 g C3H6O分子中含σ键数目为0.45NA
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH数目小于0.1NA
答案:B
10.将40.8 g Fe、FeO混合物置于纯氧中加热,迅速被氧化生成46.4 g Fe3O4,则Fe、FeO的物质的量之比为 ( )
A.1∶3 B.1∶2
C.1∶1 D.2∶1
答案:A
11.在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol/L盐酸,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.反应转移电子为0.1 mol
B.盐酸中Cl-数为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36 L
A 解析:Fe与HCl发生反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,n(Fe)==0.05 mol,n(HCl)=0.1 L×3 mol/L=0.3 mol,而0.05 mol Fe完全反应需要0.1 mol HCl,故Fe不足量,按Fe进行计算。Fe→FeCl2,1 mol Fe反应时转移2 mol电子,则0.05 mol Fe反应转移电子为0.1 mol,A正确;HCl完全电离,则盐酸中Cl-数目为0.3NA,B错误;1个56Fe含有30个中子,2.8 g 56Fe为0.05 mol,则含有中子数为1.5NA,C错误;0.05 mol Fe完全反应生成0.05 mol H2,在标准状况下的体积为0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L,D错误。
12.氨对水体的污染情况越来越受人们的重视。用次氯酸钠可以脱除水中的NH3,其化学方程式为2NH3+3NaClO===N2+3NaCl+3H2O。设NA为阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是 ( )
A.33.6 L NH3中所含的σ键数目为4.5NA
B.2 L 0.5 mol/L NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
C.若该反应生成27 g H2O时,转移的电子数为3NA
D.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C 解析:题目未指明33.6 L NH3是否处于标准状况下,不能计算其物质的量及所含σ键数目,A错误;2 L 0.5 mol/L NaClO溶液中含1 mol NaClO,由于ClO-发生水解反应,则含有ClO-的数目小于NA,B错误;由反应可知,生成3 mol H2O时转移6 mol电子,故生成27 g H2O(即1.5 mol)时,转移3 mol电子(即3NA个),C正确;该反应中,氧化剂是NaClO,还原剂是NH3,其物质的量之比为3∶2,D错误。
13.(2024·浙江十校联盟联考)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,可同时增大反应速率和提高N2的转化率
D.反应生成1.7 g NH3时转移电子数目为0.3 mol
D 解析:据氧原子守恒可知,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,只能增大反应速率,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)时转移电子数目为0.3 mol,D正确。
14.将含硫酸铵和硝酸铵的混合溶液a L分成两等份,一份加入含b mol NaOH的溶液并加热,恰好把NH3全部赶出;另一份需消耗c mol BaCl2才能使SO完全沉淀,则原溶液中NO的物质的量浓度(mol/L)为 ( )
A. B.
C. D.
B 解析:b mol NaOH恰好将NH3全部赶出,根据NH+OH-NH3↑+H2O可知,每份中含有b mol NH;与氯化钡溶液完全反应消耗c mol BaCl2才能使SO完全沉淀,根据Ba2++SO===BaSO4↓可知每份含有c mol SO,设每份中含有NO的物质的量为x mol,根据溶液呈电中性,则b mol×1=c mol×2+x mol×1,得x=b-2c,因将a L混合溶液分成两等份,则每份的体积为0.5a L,每份溶液中c(NO)== mol/L,即原溶液中NO的浓度为 mol/L。
15.白磷易自燃,国际上明令禁止使用白磷弹,工业上可用来生产磷酸。白磷制备反应为2Ca3(PO4)2+6SiO2+ 10C6CaSiO3+P4+10CO↑。设NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是 ( )
A.62 g P4()熔化时,断开P—P数目为3NA
B.上述反应中, 每生成标准状况下44.8 L CO时,电子转移数目为4NA
C.1 mol/L Ca3(PO4)2溶液中含有PO数目小于2NA
D.6 g SiO2中含SiO2分子数目为0.1NA
答案:B
16.测定84消毒液中次氯酸钠的浓度可用下面方法:取10.00 mL消毒液,调节pH后,以淀粉为指示剂,用0.100 mol/L KI溶液进行滴定,当溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为3ClO-+I-===3Cl-+IO;IO+5I-+6H+===3H2O+3I2;三次平行实验中消耗KI的平均体积为20.00 mL,由此可知原消毒液中NaClO的物质的量浓度为 ( )
A.0.04 mol/L B.0.10 mol/L
C.0.25 mol/L D.0.60 mol/L
答案:B
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.(10分)(1)将3.00 g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
吸水剂
CO2吸收剂
实验前质量/g
20.00
26.48
实验后质量/g
21.08
30.00
请回答:
①燃烧产物中水的物质的量为________mol。
②该有机物的分子式为___________________________________________________
_______________________________________________________________________
________________________________(写出计算过程)。
(2)单质硫在热的NaOH溶液中发生如下反应:3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O。若硫过量,会进一步生成Na2Sx和Na2S2O3:(x-1)S+Na2SNa2Sx,S+Na2SO3Na2S2O3。现有3.84 g硫与含0.06 mol NaOH的热溶液完全反应,生成a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3,在混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,恰好将硫元素全部转化为SO。请计算:
①a∶b=________。
②NaClO溶液的物质的量浓度为_______________________________________mol/L(写出计算过程)。
答案:(10分)(1)①0.060 0 ②C4H6O6
计算过程:n(H)=×2=0.120 mol,
n(C)==0.080 0 mol,
n(O)=
=0.120 mol,
最简式为C2H3O3,由相对分子质量150得分子式为C4H6O6
(2)①2∶1
②由得失电子守恒,0.12 mol×(+6-0)=n(NaClO)×[+1-(-1)],解得n(NaClO)=0.36 mol,则c(NaClO)==1.2 mol/L
解析:(1)①根据表格,m(H2O)=21.08 g-20.00 g=1.08 g,n(H2O)==0.060 0 mol。
②m(CO2)=30.00 g-26.48 g=3.52 g,n(CO2)==0.080 0 mol,则3.00 g有机物中m(O)=(3.00-0.060 0×2×1-0.080 0×12)g=1.92 g,n(O)==0.120 mol,即有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶3∶3,分子式设为(C2H3O3)n,则75n=150,n=2,该有机物分子式为C4H6O6。
(2)①3.84 g硫单质的物质的量为n(S)==0.12 mol,其与含有0.06 mol NaOH的热溶液反应,生成a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3,根据得失电子守恒可知:a×x×=b×2×2,解得a=2b,所以a∶b=2∶1。
②在a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,S元素完全转化为Na2SO4,NaClO得到电子被还原为NaCl,根据氧化还原反应中得失电子守恒可得0.12 mol×(+6-0)=n(NaClO)×[+1-(-1)],解得n(NaClO)=0.36 mol,由于NaClO碱性溶液体积是300 mL,则该溶液的物质的量浓度c(NaClO)==1.2 mol/L。
18.(10分)用废铜(主要是Cu、CuO,含少量Fe、Fe2O3)制取甲酸铜晶体的流程如下:
请回答:
(1)反应 Ⅰ 最佳方案应选择________。
A.废铜煅烧成氧化铜后与稀硫酸反应
B.废铜与稀硫酸、稀硝酸反应
C.废铜与浓硫酸反应
D.废铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应
(2)从下列选项中选择“系列操作1”的正确步骤并排序(操作可重复使用):__________→c→__________→__________→__________。
a.加热蒸发至溶液表面出现晶膜 b.加热蒸发至出现大量晶体 c.过滤 d.趁热过滤 e.用CuO调节pH f.用NaOH调节pH g.冷却 h.用余热蒸干
(3)写出反应 Ⅱ 的离子方程式:_________________________________。反应 Ⅱ 温度控制在70~80 ℃的原因是____________________________________________________。
(4)用CuO和甲酸反应无法得到甲酸铜,可能的原因是__________________________ ____________________________________________。
(5)产品中甲酸根离子(HCOO-)含量的测定:
步骤一:精确称量m g产品配成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中。
步骤二:加入适量NaOH,过滤,洗涤,合并滤液和洗涤液,再加入50 mL 0.020 0 mol/L KMnO4溶液,充分反应后加10 mL 2 mol/L H2SO4、1.0 g KI,充分反应后加入2 mL淀粉溶液,用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V1 mL。
步骤三:用25.00 mL蒸馏水代替甲酸铜溶液重复步骤二实验,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL。
部分相关反应为HCOO-+2MnO+3OH-===CO+2MnO+2H2O
2MnO+10S2O+16H+===5S4O+2Mn2++8H2O
2MnO+8S2O+16H+===4S4O+2Mn2++8H2O
I2+2S2O===2I-+S4O
则产品中HCOO-的质量分数为________%(用含m、V1、V2的代数式表示)。
答案:(10分)(1)D (2)e a g c
(3)2Cu2++4HCOCu2(OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O 温度过低反应慢,过高导致NaHCO3和Cu2(OH)2CO3分解
(4)CuO将甲酸(或甲酸根离子,或甲酸铜)氧化
(5)
解析:(1)铜与稀硫酸不反应,将废铜与稀硫酸、过氧化氢溶液混合发生氧化还原反应。
(2)废铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜,溶液中含有铁离子,用CuO调节pH,过滤多余的CuO,蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,冷却结晶、过滤得胆矾。
(5)根据得失电子守恒,两次Na2S2O3转移电子数之差等于甲酸转移的电子数,2n(HCOO-)=n(Na2S2O3)=c(Na2S2O3)×(V2-V1)×10-3,n(HCOO-)=0.100 0 mol/L×(V2-V1)×10-3 L××=5(V2-V1)×10-4 mol,则产品中HCOO-的质量分数为×100% =%。
19.(10分)某实验小组的同学通过以下实验验证水合碳酸镧La2(CO3)3·xH2O样品中是否含La(OH)CO3,将石英玻璃A管称重,记为m1 g,将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g,将装有试剂的装置C称重,记为m3 g。按图示连接好装置进行实验。
实验步骤:
①打开K1、K2和K3,关闭K4,缓缓通入干燥的N2;
②数分钟后关闭K1、K3,打开K4,点燃酒精喷灯(酒精喷灯灯焰温度可达1 000 ℃),加热A中样品;
③一段时间后,熄灭酒精喷灯,打开K1,通入N2数分钟后关闭K1和K2,冷却到室温,称量A。重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m4 g(此时装置A中为La2O3)。称重装置C,记为m5 g。
(1)装置B中的试剂为________(写名称)。
(2)装置D的作用为______________________________________________________。
(3)根据实验记录,当∶=________时,说明制得的样品中不含有La(OH)CO3。
答案:(10分)(1)浓硫酸
(2)防止空气中CO2和H2O进入装置C影响实验结果
(3)1∶3
解析:(3)根据已知信息,m2-m1为La2(CO3)3·xH2O样品的质量,m4-m1为La2O3的质量,m5-m3为CO2的质量,如果样品中不含有La(OH)CO3,则由La2(CO3)3·xH2O化学式可知n(La2O3)∶n(CO2)=1∶3,即∶=1∶3。
20.(10分)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):
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0.10 mol/L实验所需盐酸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________。
答案:(10分)(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少,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,则溶液的体积偏少,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 0 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%。
21.(12分)人体血液里Ca2+的浓度一般采用m g/cm3来表示。抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。
实验 Ⅰ :配制KMnO4标准溶液
如图所示是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。
(1)请你观察图示判断,其中不正确的操作有______(填标号)。
(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是__________(填名称)。
(3)若用图示的操作所配制的溶液进行实验,在其他操作正确的情况下,所配制的溶液浓度将____________(填“偏大”或“偏小”)。
实验 Ⅱ :测定血液样品中Ca2+的浓度
抽取血样20.00 mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020 mol/L KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00 mL KMnO4溶液。
(4)已知草酸与KMnO4反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mnx++10CO2↑+8H2O,则该离子方程式中的x=________。
(5)经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为________ mg/cm3。
答案:(12分)(1)①②⑤ (2)50 mL容量瓶
(3)偏小 (4)2 (5)1.2
解析:(3)如果用按照图示的操作所配制的溶液进行实验,在其他操作正确的情况下,由于用托盘天平称量KMnO4固体时,使用游码时,所得KMnO4质量偏小;仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小。
(5)血液样品中Ca2+的浓度为
=1.2 mg/cm3。
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