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 化学方程式的直接计算
题型02 差量法的应用
题型03 构建方程式突破混合物计算
题型04 关系式法在滴定中的应用
题型05 关系式法在转化率(产率)中的应用
题型06 元素(原子)守恒的应用
题型07 电荷守恒的应用
题型08 得失电子守恒的应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 化学方程式的直接计算
1.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中和的物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为_______。
2. 把1.0mol/L溶液和1.0mol/L溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混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,铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度为_______。
02 差量法的应用
3. 将标准状况下的5 L CO2气体缓缓通过球形干燥管中的过氧化钠,气体体积变为3.88 L(标准状况下),则剩余气体中氧气的物质的量为________。
4.将由和组成的混合物加热至质量不再变化,冷却后称得质量为 ,将
残余固体溶于稀盐酸中,完全反应后收集到(标准状况下) 。下列说法错误的是
( )
A.
B.稀盐酸的浓度至少为
C.原固体混合物中,
D.若将原固体与足量稀盐酸充分反应,生成的体积为 (标准状况下)
03 构建方程式突破混合物计算
【极值法应用】5. 16 mL由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+4NH3⇌5N2+6H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL,则原混合气体中NO与NH3物质的量之比的取值范围为________。
6.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。
则混合气体中碳原子的物质的量为 。
04 关系式法在滴定中的应用
7. 称取2.0 g制得的K2FeO4样品溶于适量KOH溶液中,加入足量KCrO2溶液,充分反应后过滤,将滤液转移到250 mL容量瓶定容。取25.00 mL定容后的溶液于锥形瓶,加入稀硫酸酸化,滴加几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.10 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,终点由紫色变为绿色,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为26.00 mL。发生的反应有:
+Fe(OH)3↓+OH-,
+2H+===+H2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
则该样品中K2FeO4的纯度为________。
8. (2025•四川八市联考•一模)测定产品纯度:取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液,取20mL溶液于锥形瓶中,加入EDTA溶液,使完全络合,煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用溶液滴定过量的EDTA,当滴定到达滴定终点时,消耗溶液为10mL。该产品纯度为 (以NiS进行计算)[假设杂质不参与反应,已知滴定反应:,]。
9 (2025•四川绵阳普明中学•二模)产品纯度测定:称取mg试样置于碘量瓶,向其中加入足量的KI溶液和少量乙酸,暗处静置片刻,再用标准溶液滴定生成的(相关反应为),三次实验消耗标准溶液体积的平均值为VmL。碘量瓶中加入足量KI溶液时反应的离子方程式为___________。滴定过程中选用的指示剂为___________,产品的纯度为___________%(列出含m、V的计算式)。
05 关系式法在转化率(产率)中的应用
10. (2025•四川南充•二模)乙醛缩二乙醇()常用于高价香料的合成,某实验小组以40%乙醛溶液和无水乙醇为原料制备无水乙醛和乙醛缩二乙醇。
①一定温度下,向三颈烧瓶中加入125.0mL(2.4mol)略过量的无水乙醇和34g硅胶。用滴液漏斗加入56.6mL(1mol)新制备的无水乙醛,同时缓慢通入干燥的HCl进行催化,充分反应后,加入无水碳酸钠调节溶液至中性。
②将三颈烧瓶中物质进行液相分离,水洗后再分离出有机相,对有机相进行分馏,收集102℃的馏分得109.5g产品。
本实验中乙醛缩二乙醇的产率为_______%(保留三位有效数字)。
11. (2025•四川遂宁中学校•一模)制备环己酮的实验步骤如下:
①准备试剂。将固体(过量)溶于盛有水的烧杯中,沿烧杯内壁缓慢加入浓硫酸,并不断搅拌至溶液橙色逐渐变深,冷却至0℃以下备用。
②添加试剂。向烧瓶内加入环己醇(密度为),再加入步骤①所配试剂,振摇,使其充分混合。
③控温反应。用温度计测量初始温度,随着反应进行,当温度上升至55℃时,立即用水浴冷却,控制温度在55~60℃。约后,温度开始下降,移去水浴,再放置,溶液呈墨绿色。
④分离提纯。按图示安装蒸馏装置(夹持、加热装置省略),向墨绿色溶液中加入水和几粒沸石,在95℃时收集到馏分。向所得馏分中加入食盐固体,充分振荡后,将液体转入分液漏斗,静置,分液。再经过一系列操作,制得纯净的环己酮。
⑤称量产品。称量制得的环己酮质量为。
计算环己酮的产率为 %(结果保留三位有效数字)。
06 元素(原子)守恒的应用
12. 某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
13. 在空气中加热Co(OH)2,使其转化为钴的氧化物。加热过程中,固体质量与温度的关系如图所示。290~500 ℃,发生反应的化学方程式为____________________________________。
07 电荷守恒的应用
14. 把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使Ba2+完全沉淀;另取一份加入含b mol 硝酸银的溶液,恰好使Cl-完全沉淀,该混合溶液中K+浓度为________。
15. 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合液中, c(H+)=0.1 mol·L-1,c(Al3+)=0.4 mol·L-1,c(SO)=0.8 mol·L-1,则c(K+)为( )
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
08 得失电子守恒的应用
16. 某强氧化剂可被Na2SO3还原。如果还原需用30 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )
A.XO B.X2O3
C.X2O D.X
17. (2023·广州二中·模拟)现将1 mol Cu2S与144 g FeO投入到足量稀硝酸溶液中,充分反应得到Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、CuSO4的混合溶液,并产生NO气体。则最终反应所得NO物质的量为( )
A.7.2 mol B.5 mol
C.6.4 mol D.4 mol
1.将等物质的量的和 同时放入足量的水中,充分反应后收集到混合气体 (标准状况下)。下列说法正确的是( )
A.反应后有固体剩余
B.反应后的溶液中的溶质只有
C.加入的固体过氧化钠为
D.标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体积比为
2. 将镁铝合金投入 的盐酸中,金属完全溶解,再加入的溶液,若要生成的沉淀最多,则应加入 溶液的体积是 ( )
A. B. C. D.
3. 标准状况下,等体积的氧气、二氧化碳、氮气组成的混合气体通过一定量的过氧化钠后,体积
变为原体积的 ,此时混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的物质的量之比为( )
A. B. C. D.
4.将和 混合溶液分成两等份,第一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,第二份加入含 碳酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则原混合液中钠离子的浓度为( )
A. B.
C. D.
5.向一定量的、的固体混合物中加入 的硫酸,恰好使混合物完全溶解,
向所得溶液中加入溶液不显红色。若用过量的 在高温下还原相同质量的原混合物,固体
减少的质量为( )
A. B. C. D.
6.【供氧剂与学科知识结合】过氧化钙 可用于治理赤潮、应急供氧等。
样品(含杂质)受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线,在
时恰好完全脱水,杂质受热不分解)如图所示。已知:常温下干燥的过氧化钙很稳定,在
时能迅速分解。下列说法不正确的是( )
A.能与水发生反应,反应的化学方程式为
B.该样品杂质的含量约为
C.在时,剩余固体(杂质除外)的化学式为
D.在时,中
7. 将x g Fe2O3分成两等份,向其中一份中滴加500 mL稀硫酸,固体恰好完全溶解;另一份固体与足量H2反应,质量减少16 g。则稀硫酸的物质的量浓度为 ( )
A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.3 mol·L-1 D.4 mol·L-1
8.现有100 mL K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液,将其分为两等份,向其中一份中加入1 mol·L-1BaCl2溶液,至恰好不再产生沉淀,消耗50 mL BaCl2溶液;向另一份溶液中加入铁片,充分反应后,溶液的质量增加了0.56 g。下列有关判断错误的是 ( )
A.原溶液中c(K+)与c(Fe3+)之比为2∶1
B.原溶液中c(S)=1 mol·L-1
C.加入 BaCl2溶液,产生沉淀的质量为11.65 g
D. 加入铁片充分反应后的溶液中,阳离子的物质的量为0.03 mol
9.把22 g含镁、铝、铜的合金粉末分为两等份,一份放入过量氢氧化钠溶液中,得到6.72 L(标准状况)H2,另一份放入过量盐酸中,得到8.96 L(标准状况)H2。试计算:
(1)该合金中铝的质量为 g。
(2)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为 。
10.(2025•四川南充第一中学•二模)某同学为了测定上述流程生产的KIO3样品的纯度,进行了下列操作:
取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化,再加入过量的KI和少量的淀粉溶液,逐滴滴加2.0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好完全反应时共消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_______(已知反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
11. (2025•四川雅安•二模)焦亚硫酸钠含量的测定
实验检测原理为:;。准确称取样品,快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中,加入乙酸溶液,立即盖上瓶塞,水封,缓缓摇动溶解后,置于暗处放置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗溶液。
通过计算判断该样品的质量分数是_______(结果保留1位小数)。
12. (2025•四川遂宁射洪学校•一模)四氯化锡在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,在电镀和电子工业等方面也有应用。
遇水反应生成白色粉末状,并释放出HCl而呈现白色烟雾,该反应的化学方程式为 。收集少量白色粉末并称量,质量为,然后加热至恒重时质量为,则x= (用m、n表示)。
1.(2024·湖南卷)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下:
实验步骤如下:
分别称取和粉置于乙腈()中充分反应,回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下:
已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;
②相关物质的信息如下:
化合物
相对分子质量
327.5
371
在乙腈中颜色
无色
蓝色
合并步骤d和e所得的产物,总质量为,则总收率为_______(用百分数表示,保留一位小数)。
2.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答问题:该实验乙酸乙酯的产率为_______(精确至)。
3.(2023·重庆卷)称取水合物,加水溶解,加入过量,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用标准溶液滴定,消耗。滴定达到终点的现象为_______,该副产物中的质量分数为_______。
4.(2023·河北卷)配合物在分析化学中用于的鉴定:
已知:(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀,产品纯度为_______%。
5.(2023·新课标卷)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
装置示意图如下图所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入冰乙酸、水及 ,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入安息香,加热回流。
③加入水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶。
本实验的产率最接近于_______(填标号)。
a. b. c. d.
6.(2023·山东卷)采用如下方法测定溶有少量的纯度。
样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①_____,②_____(填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含、的代数式表示)。
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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 化学方程式的直接计算
题型02 差量法的应用
题型03 混合物计算方法的灵活运用
题型04 关系式法在滴定中的应用
题型05 关系式法在转化率(产率)中的应用
题型06 元素(原子)守恒的应用
题型07 电荷守恒的应用
题型08 得失电子守恒的应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 化学方程式的直接计算
1.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中和的物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为_______。
【答案】2:3
【详解】设的总物质的量为1mol,反应的为。
则已反应的和未反应的物质的量之比为。
2. 把1.0mol/L溶液和1.0mol/L溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混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,铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度为_______。
【答案】2mol/L
【详解】铁粉有剩余,说明溶液中的和全部转化为Cu和。
设两种溶液的体积为,则有
溶液中的物质的量浓度为。
02 差量法的应用
3. 将标准状况下的5 L CO2气体缓缓通过球形干燥管中的过氧化钠,气体体积变为3.88 L(标准状况下),则剩余气体中氧气的物质的量为________。
【答案】0.05mol
【解析】2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 ΔV
2 1 1
V(O2) 5 L-3.88 L=1.12 L
V(O2)=1.12 L,n(O2)==0.05 mol。
4.将由和组成的混合物加热至质量不再变化,冷却后称得质量为 ,将
残余固体溶于稀盐酸中,完全反应后收集到(标准状况下) 。下列说法错误的是
( )
A.
B.稀盐酸的浓度至少为
C.原固体混合物中,
D.若将原固体与足量稀盐酸充分反应,生成的体积为 (标准状况下)
【答案】C
【解析】加热时发生反应:
解得, ,则原混合物中
,反应后得到的固体为 ,共有;根据反应 可列关系式,与盐酸完全反应生成,则标准状况下 的体积为,A正确;根据关系式 知,残余固体完全反应至少需,则 ,B正确;由分析可知,原固体混合物中, ,C错误;根据碳元素守恒可知,原固体混合物与足量稀盐酸完全反应可生成的物质的量为 ,则标准状况下 ,D正确。
03 混合物计算方法的灵活运用
【极值法应用】5. 16 mL由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+4NH3⇌5N2+6H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL,则原混合气体中NO与NH3物质的量之比的取值范围为________。
【答案】<<
【解析】6NO+4NH3⇌5N2+6H2O(g) ΔV
6 4 1
V(NO) V(NH3) 1.5 mL
V(NO)==9 mL,V(NH3)==6 mL。
由此可知共消耗15 mL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<<。
6.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。
则混合气体中碳原子的物质的量为 。
【答案】0.4mol
【解析】设CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol
根据质量建立方程:28x+44y=14.4g ①
根据气体体积建立方程:x+y==0.4mol ②
联立方程可知x=0.2mol y=0.2mol
混合气体中碳原子的物质的量为0.4mol
04 关系式法在滴定中的应用
7. 称取2.0 g制得的K2FeO4样品溶于适量KOH溶液中,加入足量KCrO2溶液,充分反应后过滤,将滤液转移到250 mL容量瓶定容。取25.00 mL定容后的溶液于锥形瓶,加入稀硫酸酸化,滴加几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.10 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,终点由紫色变为绿色,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为26.00 mL。发生的反应有:
+Fe(OH)3↓+OH-,
+2H+===+H2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
则该样品中K2FeO4的纯度为________。
【答案】85.8%
【解析】Cr2~3Fe2+
1 mol 3 mol
n 0.10 mol·L-1×0.026 L
n=×0.10 mol·L-1×0.026 L,
该样品的纯度为
×100%=85.8%。
8. (2025•四川八市联考•一模)测定产品纯度:取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液,取20mL溶液于锥形瓶中,加入EDTA溶液,使完全络合,煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用溶液滴定过量的EDTA,当滴定到达滴定终点时,消耗溶液为10mL。该产品纯度为 (以NiS进行计算)[假设杂质不参与反应,已知滴定反应:,]。
【答案】91%
【解析】由题可知,,,并且过量的可以被Cu2+滴定来计算用量,所以过量的==, ,则该镍样品纯度为:。
9 (2025•四川绵阳普明中学•二模)产品纯度测定:称取mg试样置于碘量瓶,向其中加入足量的KI溶液和少量乙酸,暗处静置片刻,再用标准溶液滴定生成的(相关反应为),三次实验消耗标准溶液体积的平均值为VmL。碘量瓶中加入足量KI溶液时反应的离子方程式为___________。滴定过程中选用的指示剂为___________,产品的纯度为___________%(列出含m、V的计算式)。
【答案】 ;淀粉溶液;。
【解析】中-1价O,具有氧化性,可将KI氧化,发生反应为;标准溶液滴定生成的,常通过碘单质的存在判断滴定终点,选择淀粉溶液为指示剂;根据题中信息可列关系式,消耗标准液,样品中含有,mg产品的纯度为,故答案为:;淀粉溶液;。
05 关系式法在转化率(产率)中的应用
10. (2025•四川南充•二模)乙醛缩二乙醇()常用于高价香料的合成,某实验小组以40%乙醛溶液和无水乙醇为原料制备无水乙醛和乙醛缩二乙醇。
①一定温度下,向三颈烧瓶中加入125.0mL(2.4mol)略过量的无水乙醇和34g硅胶。用滴液漏斗加入56.6mL(1mol)新制备的无水乙醛,同时缓慢通入干燥的HCl进行催化,充分反应后,加入无水碳酸钠调节溶液至中性。
②将三颈烧瓶中物质进行液相分离,水洗后再分离出有机相,对有机相进行分馏,收集102℃的馏分得109.5g产品。
本实验中乙醛缩二乙醇的产率为_______%(保留三位有效数字)。
【答案】92.8
【解析】加入的无水乙醇略过量,以不足量的无水乙醛计算,理论上56.6mL(1mol)乙醛完全转化生成1mol乙醛缩二乙醇,其理论产量为118g,实际产量为109.5g,则本实验中乙醛缩二乙醇的产率为≈92.8%。
11. (2025•四川遂宁中学校•一模)制备环己酮的实验步骤如下:
①准备试剂。将固体(过量)溶于盛有水的烧杯中,沿烧杯内壁缓慢加入浓硫酸,并不断搅拌至溶液橙色逐渐变深,冷却至0℃以下备用。
②添加试剂。向烧瓶内加入环己醇(密度为),再加入步骤①所配试剂,振摇,使其充分混合。
③控温反应。用温度计测量初始温度,随着反应进行,当温度上升至55℃时,立即用水浴冷却,控制温度在55~60℃。约后,温度开始下降,移去水浴,再放置,溶液呈墨绿色。
④分离提纯。按图示安装蒸馏装置(夹持、加热装置省略),向墨绿色溶液中加入水和几粒沸石,在95℃时收集到馏分。向所得馏分中加入食盐固体,充分振荡后,将液体转入分液漏斗,静置,分液。再经过一系列操作,制得纯净的环己酮。
⑤称量产品。称量制得的环己酮质量为。
计算环己酮的产率为 %(结果保留三位有效数字)。
【答案】82.6%
【解析】的物质的量为,环己醇(密度为),其物质的量为。因此,理论上生成的环己酮为,实际制得的环己酮为,产率为%=82.6%。答案为:82.6%。
06 元素(原子)守恒的应用
12. 某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
【答案】97.6%
【解析】由题意可知,硫酸钡的物质的量为=0.002 mol,依据钡原子守恒,产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002 mol,质量为0.002 mol×244 g·mol-1=0.488 g,质量分数为×100%=97.6%。
13. 在空气中加热Co(OH)2,使其转化为钴的氧化物。加热过程中,固体质量与温度的关系如图所示。290~500 ℃,发生反应的化学方程式为____________________________________。
【答案】
【解析】n[Co(OH)2]==0.01 mol,根据钴原子守恒,m(Co)=0.590 g,290 ℃时,n(O)= mol=0.015 mol,故290 ℃时氧化物为Co2O3,根据钴原子守恒,500 ℃时n(O)= mol=0.013 3 mol,故500 ℃时氧化物为Co3O4。
化学方程式为。
07 电荷守恒的应用
14. 把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使Ba2+完全沉淀;另取一份加入含b mol 硝酸银的溶液,恰好使Cl-完全沉淀,该混合溶液中K+浓度为________。
【答案】10(b-2a) mol·L-1
【解析】混合溶液分成5等份,每份溶液浓度相同。根据===BaSO4↓可知,每份溶液中n(Ba2+)=n(Na2SO4)=a mol;根据Ag++Cl-===AgCl↓可知,每份溶液中n(Cl-)=n(Ag+)=b mol,根据电荷守恒可知,每一份溶液中2n(Ba2+)+n(K+)=n(Cl-),则n(K+)=b mol-2a mol=(b-2a) mol,故c(K+)==10(b-2a) mol·L-1。
15. 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合液中, c(H+)=0.1 mol·L-1,c(Al3+)=0.4 mol·L-1,c(SO)=0.8 mol·L-1,则c(K+)为( )
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
【答案】C
【解析】混合溶液呈电中性,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,据电荷守恒可得:c(H+)+c(K+)+3c(Al3+)=2c(SO)(忽略溶液中极少量OH-),代入数据:0.1 mol·L-1+c(K+)+3×0.4 mol·L-1=2×0.8 mol·L-1,解得c(K+)=0.3 mol·L-1。
08 得失电子守恒的应用
16. 某强氧化剂可被Na2SO3还原。如果还原需用30 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )
A.XO B.X2O3
C.X2O D.X
【答案】D
【解析】由题意知,S元素由+4价→+6价,假设反应后X的化合价为+x价,根据氧化还原反应中得失电子数目相等可得,1.2×10-3 mol×(5-x)=0.03 L×0.1 mol·L-1×(6-4),解得x=0,所以X元素被还原后的物质是X,D项正确。
17. (2023·广州二中·模拟)现将1 mol Cu2S与144 g FeO投入到足量稀硝酸溶液中,充分反应得到Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、CuSO4的混合溶液,并产生NO气体。则最终反应所得NO物质的量为( )
A.7.2 mol B.5 mol
C.6.4 mol D.4 mol
【答案】D
【解析】144gFeO的物质的量为=2mol
分析化合价:Cu从+1到+2,S从-2到+6,1molCu2S共失去10mol电子,Fe从+2到+3,2molFeO共失去2mol电子;N从+5到+2,设NO的物质的量为x,则N得电子总数为3x;所以3x=10+2,
解得x=4
1.将等物质的量的和 同时放入足量的水中,充分反应后收集到混合气体 (标准状况下)。下列说法正确的是( )
A.反应后有固体剩余
B.反应后的溶液中的溶质只有
C.加入的固体过氧化钠为
D.标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体积比为
【答案】C
【解析】 、 ,
与的物质的量相等,结合化学方程式可知溶液中有剩余,且溶液中与
的物质的量相等,最终溶液中溶质为和。由分析可知溶液中 有剩余,固
体、完全反应,无剩余,A错误;反应后溶液中溶质为和 ,B错误;
生成气体总物质的量为,设、的物质的量均为 ,则反应生成
氧气、生成氢气,,解得 ,故过氧化钠
的质量为 ,C正确;标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体
积比为 ,D错误。
2. 将镁铝合金投入 的盐酸中,金属完全溶解,再加入的溶液,若要生成的沉淀最多,则应加入 溶液的体积是 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将镁铝合金投入 的盐酸中,金属完全溶解,发生反应:
、 ,存在关系式 、
。再加入的 溶液,要使生成的沉淀最多,则溶液中不存在剩余的
盐酸,且、完全沉淀,则存在关系式、 ,联立可得关系
式,即加入的物质的量等于原盐酸中 的物质的量,即
,选B。
3. 标准状况下,等体积的氧气、二氧化碳、氮气组成的混合气体通过一定量的过氧化钠后,体积
变为原体积的 ,此时混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的物质的量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】混合气体中只有能与发生反应,设混合气体中三种组分体积都为 ,可列式:
则消耗的体积为,生成的体积为 ,故反应后混合气体中氧气、二氧化
碳、氮气的体积之比为 ,由于三种气体处于相同的状况,则
其物质的量之比等于体积之比,即 。选B。
4.将和 混合溶液分成两等份,第一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,第二份加入含 碳酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则原混合液中钠离子的浓度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】第一份溶液中加入含硝酸银的溶液,发生反应: ,氯离子恰好
完全沉淀,则;同理,第二份溶液中加入含 碳酸钠的溶液,恰好
使钡离子完全沉淀, 。根据电荷守恒可知每份溶液中
,每份溶液中 ,溶液具有
均一性,则原溶液中 ,选A。
5.向一定量的、的固体混合物中加入 的硫酸,恰好使混合物完全溶解,
向所得溶液中加入溶液不显红色。若用过量的 在高温下还原相同质量的原混合物,固体
减少的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】向、 的混合物中加入硫酸后依次发生的反应为
, ;混合物恰好完全溶解,加
入溶液后不显红色,说明所得溶液中溶质为和 ;由转化关系知,原混合物中所
含氧元素全部转化为水。由题意可知,所加硫酸中 的物质的量为
,则根据原子守恒,可知反应产生的 的物质的量等于硫酸的物
质的量,可得;若用 还原相同质量的混合物,固体减少
的质量为原混合物中氧元素的质量,其质量 ,所以固体质
量减少 ,D正确。
6.【供氧剂与学科知识结合】过氧化钙 可用于治理赤潮、应急供氧等。
样品(含杂质)受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线,在
时恰好完全脱水,杂质受热不分解)如图所示。已知:常温下干燥的过氧化钙很稳定,在
时能迅速分解。下列说法不正确的是( )
A.能与水发生反应,反应的化学方程式为
B.该样品杂质的含量约为
C.在时,剩余固体(杂质除外)的化学式为
D.在时,中
【答案】D
【解析】过氧化钙能用于应急供氧, 能与水发生反应放出氧气,反应的化学方程式为
,A正确;在 时恰好完全脱水,则结晶水的质量为
,设样品中的质量为 ,可列式:
,,杂质的质量为 ,该样品杂质的
含量为,B正确;样品中钙元素的质量为 ,根据质量守恒定律,
在时,剩余固体中氧元素的质量为, ,所
以剩余固体的化学式为,C正确;设的摩尔质量为 ,根据钙元素守
恒,,由题图知,在时, ,则
中 ,D错误。
7. 将x g Fe2O3分成两等份,向其中一份中滴加500 mL稀硫酸,固体恰好完全溶解;另一份固体与足量H2反应,质量减少16 g。则稀硫酸的物质的量浓度为 ( )
A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.3 mol·L-1 D.4 mol·L-1
【答案】B
【解析】Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O;Fe2O3与H2反应的化学方程式为Fe2O3+3H22Fe+3H2O。由方程式可以看出,与酸反应消耗的H+的物质的量和与氢气反应消耗的氢原子的物质的量相等;与H2反应减少的质量等于Fe2O3中氧原子的质量,故消耗H+的物质的量为2 mol,则稀硫酸的浓度为2 mol·L-1,B项符合题意。
8.现有100 mL K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液,将其分为两等份,向其中一份中加入1 mol·L-1BaCl2溶液,至恰好不再产生沉淀,消耗50 mL BaCl2溶液;向另一份溶液中加入铁片,充分反应后,溶液的质量增加了0.56 g。下列有关判断错误的是 ( )
A.原溶液中c(K+)与c(Fe3+)之比为2∶1
B.原溶液中c(S)=1 mol·L-1
C.加入 BaCl2溶液,产生沉淀的质量为11.65 g
D. 加入铁片充分反应后的溶液中,阳离子的物质的量为0.03 mol
【答案】D
【解析】加入的BaCl2的物质的量为0.05 mol,发生反应的离子方程式为Ba2++SBaSO4↓,则生成的BaSO4的物质的量为0.05 mol;另一份混合溶液中发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,反应后溶液的质量增加了0.56 g,故反应中生成的n(Fe2+)=0.03 mol。综合两份溶液的实验数据及电荷守恒,50 mL混合溶液中n(Fe3+)=0.02 mol、n(S)=0.05 mol、n(K+)=0.04 mol,故原溶液中c(K+)与c(Fe3+)之比为2∶1,A项正确;c(S)=1 mol·L-1,B项正确;生成的BaSO4的质量为0.05 mol×233 g·mol-1=11.65 g,C项正确;加入铁片充分反应后的溶液中,阳离子包括Fe3+、K+,D项错误。
9.把22 g含镁、铝、铜的合金粉末分为两等份,一份放入过量氢氧化钠溶液中,得到6.72 L(标准状况)H2,另一份放入过量盐酸中,得到8.96 L(标准状况)H2。试计算:
(1)该合金中铝的质量为 g。
(2)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为 。
【答案】(1)10.8 (2)2∶4∶1
【解析】(1)标准状况下,6.72 L H2的物质的量是=0.3 mol,设一份合金中铝的物质的量是x mol,
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
x mol 0.3 mol
=,x=0.2,所以该合金中铝的质量为0.2 mol×27 g·mol-1×2=10.8 g。
(2)铝和镁都能与盐酸反应放出氢气,另一份放入过量盐酸中,得到8.96 L(标准状况)H2,则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(8.96-6.72) L=2.24 L,氢气的物质的量是=0.1 mol;设一份合金中镁的物质的量是y mol,
Mg+2HClMgCl2+H2↑
1 1
y mol 0.1 mol
=,y=0.1,则一份合金中镁的质量是0.1 mol×24 g·mol-1=2.4 g,一份合金中铜的质量是11 g-2.4 g-0.2 mol×27 g·mol-1=3.2 g,铜的物质的量是=0.05 mol,该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.1∶0.2∶0.05=2∶4∶1。
10.(2025•四川南充第一中学•二模)某同学为了测定上述流程生产的KIO3样品的纯度,进行了下列操作:
取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化,再加入过量的KI和少量的淀粉溶液,逐滴滴加2.0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好完全反应时共消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_______(已知反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
【答案】89.88%
【解析】该测量方法为:将转化为,然后再与反应,根据消耗的量来计算的含量,根据反应和,可得,则反应消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液,需要的质量为0.8988g,分数为,故填89.88%。
11. (2025•四川雅安•二模)焦亚硫酸钠含量的测定
实验检测原理为:;。准确称取样品,快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中,加入乙酸溶液,立即盖上瓶塞,水封,缓缓摇动溶解后,置于暗处放置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗溶液。
通过计算判断该样品的质量分数是_______(结果保留1位小数)。
【答案】
【解析】,根据可知碘的物质的量为:,则与反应的的物质的量为:,根据可得:,所以样品中的质量分数是:。
12. (2025•四川遂宁射洪学校•一模)四氯化锡在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,在电镀和电子工业等方面也有应用。
遇水反应生成白色粉末状,并释放出HCl而呈现白色烟雾,该反应的化学方程式为 。收集少量白色粉末并称量,质量为,然后加热至恒重时质量为,则x= (用m、n表示)。
【答案】
【解析】遇水反应生成和HCl,根据质量守恒配平该反应的化学方程式为。依据题意列方程式,解得 。
1.(2024·湖南卷)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下:
实验步骤如下:
分别称取和粉置于乙腈()中充分反应,回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下:
已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;
②相关物质的信息如下:
化合物
相对分子质量
327.5
371
在乙腈中颜色
无色
蓝色
合并步骤d和e所得的产物,总质量为,则总收率为_______(用百分数表示,保留一位小数)。
【答案】81.2%
【解析】的物质的量为,理论制得的质量为,总收率为。
2.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答问题:该实验乙酸乙酯的产率为_______(精确至)。
【答案】73.5%
【解析】由反应可知,乙酸与乙醇反应时,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为
3.(2023·重庆卷)称取水合物,加水溶解,加入过量,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用标准溶液滴定,消耗。滴定达到终点的现象为_______,该副产物中的质量分数为_______。
【答案】最后半滴标准液加入后,溶液变为微红色,且半分钟内不变色 66.6%
【解析】高锰酸钾溶液紫红色,故滴定达到终点的现象为:最后半滴标准液加入后,溶液变为微红色,且半分钟内不变色;
氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀,草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸,草酸和高锰酸钾发生氧化还原反应:,结合质量守恒可知,,则该副产物中的质量分数为。
4.(2023·河北卷)配合物在分析化学中用于的鉴定:
已知:(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀,产品纯度为_______%。
【答案】80
【解析】已知:(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀,则,,产品纯度为
5.(2023·新课标卷)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
装置示意图如下图所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入冰乙酸、水及 ,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入安息香,加热回流。
③加入水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶。
本实验的产率最接近于_______(填标号)。
a. b. c. d.
【答案】 b
【解析】由于安息香(C14H12O2)与二苯乙二酮(C14H10O2)的相对分子质量相差不大,因此二苯乙二酮的理论产量与安息香近似相等约为2.0g。则产率约为=80%,故答案为:b。
6.(2023·山东卷)采用如下方法测定溶有少量的纯度。
样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①_____,②_____(填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含、的代数式表示)。
【答案】①. 高温灼烧 ②. 冷却 ③. AC ④.
【解析】m1g样品经水解,干燥等预处理过程得到硅酸水合物后,高温灼烧,在干燥器中冷却后,称量,所用仪器包括坩埚和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为m2g,则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=,样品纯度为=,故答案为:高温灼烧;冷却;AC;。
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