专题04 物质的量在化学方程式计算中的应用（重难点训练）化学人教版2019必修第一册

专题04 物质的量在化学方程式计算中的应用 建议时间：20分钟 突破一 关系式法 1．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 ，则该样品的纯度（质量分数）是 A． B． C． D． 2．下图是某小组探究铁的氧化物成分的实验装置图(部分夹持仪器已省略)，取m g固体利用该装置测定固体的成分。当装置a中m g固体完全反应后，测得装置b的质量净增加n g，下列判断错误的是 A．当时，固体成分的化学式为 B．当时，取少量原固体溶于稀盐酸，发生的离子方程式为 C．若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏低 D．该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置 2．取制得的NaBiO3粗产品mg，加入足量的稀硫酸和稀溶液使其完全反应，生成Bi3+，溶液变为紫红色。将反应后的溶液准确配制成100mL溶液，取25.00mL用nmol/L的H2C2O4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗H2C2O4溶液VmL。该产品的纯度是 (用含n、m、V的代数式表示)。 4．FeCl3是一种用途广泛的工业原料，主要用于污水处理、五金刻蚀、建筑工业制备混凝土等，有机工业中可用作催化剂、氧化剂等。某化学兴趣小组从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的废液中回收铜并制备氯化铁晶体，其流程如图所示： 按要求回答下列问题： （1）用离子方程式表示反应①中所涉及的反应： 。 （2）操作Ⅰ中玻璃棒的作用是 。 （3）滤渣Y的主要成分是 (填化学式，下同)，试剂b是 。 （4）①加入试剂c的目的是 。 ②试剂c可选择下列物质中的 (填字母)。 A．KMnO4              B．Cl2            C．Zn              D．HCl              E.H2O2 ③根据②中所选试剂，写出反应③的离子方程式： (任写一个)。 （5）该化学兴趣小组利用废液制得了一定质量的FeCl3•6H2O晶体(不考虑杂质)，并将其配成250mL溶液。取25.0mL该溶液与物质的量浓度为0.50mol•L-1的Na2SO3溶液恰好反应，此时消耗Na2SO3溶液的体积为20.0mL，反应原理：_______Fe3++_______SO+_______H2O——_______Fe2++_______SO+_______H+。 请配平以上离子方程式，并计算FeCl3•6H2O晶体的质量 (写出计算表达式和计算结果)。 突破二 守恒法 5．和的混合气体共0.1mol，通过足量的灼热的氧化铜，完全反应后，气体再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀质量是 A．5g B．10g C．15g D．20g 6．向22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中加入0.5mol/L的硫酸溶液600mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．4.8g B．6.4g C．2.4g D．1.6g 7．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，放出（标况）气体，所得溶液中只含一种金属阳离子，那么若用足量的在高温下还原相同质量的混合物，能得到铁的质量为 A． B． C． D．无法计算 8．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． 9．“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献，某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程如下。回答下列问题：    已知：几种物质的溶解度随温度变化的曲线如图。 （1）向饱和食盐水中应先通 后通 ，反应的总化学方程式为 ；操作①过滤后得到NaHCO3晶体，利用溶解度曲线图分析，NaHCO3容易从溶液中析出的原因是 。      （2）“系列操作”为 、过滤 。 （3）除母液2外，上述流程中循环利用的物质有 ；验证NH4Cl晶体中存在NH的方法是 。 （4）测定产品的纯度：称取所制备的纯碱产品m1 g溶于水中，滴加足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤沉淀。将所得沉淀充分干燥，称量得到m2 g固体，则产品中纯碱的质量分数为 (列表达式即可，不需化简)。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，则测得纯碱的质量分数 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 突破三 差量法 10．将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化)，向其中加入一定质量的Fe粉，充分反应后，固体质量不变，则反应后溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 11．已知某溶液（该溶液称为）中仅含有两种溶质和，且物质的量浓度依次为和，向该溶液中投入铁粉恰好完全反应，释放出的气体体积为。下列叙述正确的是 A．中的物质的量为 B． C．反应后所得溶液中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 D． 12．含铜电路板可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取、胆矾，流程如图，回答下列问题。 （1）写出Cu与反应的离子方程式 。证明完全被还原，所选试剂为： (填化学式)。 （2）过程②中选择的试剂为 ；过程③中加入铁粉的目的是 。 （3）过程④发生反应的化学方程式为 ，每消耗，转移电子数为 。 （4）胆矾中结晶水含量测定：称量样品，经灼烧至胆矾全部变为白色，冷却，称量，重复上述操作，最终样品质量恒定为。从下列仪器中选出灼烧，冷却需使用的仪器，依次为 (填标号)。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。 突破四 热重分析 13．将胆矾(无其他杂质)置于氮气氛流中，然后对其进行加热，逐渐升高温度使其分解，分解过程中的热重曲线如图所示(纵坐标为固体残余质量)。下列说法错误的是 A．a点对应的物质中，氧元素的质量分数约为 B．c点对应的固体物质只有 C．将产生的气体全部通入溶液中，有沉淀产生 D．测胆矾()结晶水n值的实验中，若加热温度过高，可导致n值偏高 建议时间：25分钟 1．向一定质量(设为m克)的CuO、组成的混合物中，加入500mL某浓度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0mol/L NaOH溶液250mL时，恰好将溶液中的和完全沉淀。则该硫酸的物质的量浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．1.5mol/L D．2.0mol/L 2．一定质量的铁的氧化物与的盐酸恰好完全反应，所得溶液中的恰好能被标准状况下氧化，则该固体中铁原子和氧原子的个数之比为 A．7:9 B．5：6 C．3：4 D．2：3 3．铝镁合金粉是烟花中的常见成分，其中Al的含量与烟花的安全有极大关系。某兴趣小组对某品牌烟花中所用铝镁合金粉中Al的含量进行测定(假设样品中的金属只含有Mg、Al)。 Ⅰ．配制溶液 （1）需用托盘天平称量固体 g，写出一条称量时需注意的事项 。 （2）配制溶液的操作如下，正确顺序为 ：称量→溶解→转移并洗涤→_______→_______→_______→_______→装瓶贴标签。(填编号) （3）配制溶液的过程中，玻璃棒的作用有 。 Ⅱ．测定铝镁合金粉中Al的含量 （4）仪器甲的名称是 。 （5）锥形瓶中反应的化学方程式为 。 （6）根据国家标准，铝镁合金粉中Al的含量应介于47%～53%。若实验样品质量为0.52g，测得生成气体体积为0.336L(标准状况)，则样品中铝的质量分数为 (保留两位有效数字)：该样品 标准(填“符合”、“不符合”)。 4．工业上用赤铁矿(主要含、，还含有少量的、等杂质)制备绿矾()的流程如下： （1）溶液加入赤铁矿中发生反应的离子方程式为 。 （2）试剂为 (填化学式)；“溶液I”中氧化性最强的阳离子为 (填化学式)；操作②需要使用到的玻璃仪器有 。 （3）若取2mL“滤液Ⅰ”加入试管中，然后通入足量CO2，产生的现象是 ；另取2mL“滤液Ⅱ”加入试管中，并向该溶液中滴入稀酸化的溶液，观察到溶液由浅绿色变成棕黄色，请写出该反应的离子方程式 。 （4）8.34g()样品受热分解过程中样品质量随温度变化的曲线如图所示： ①温度为78℃时，固体物质M的化学式为 。 ②取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种常见硫的氧化物生成，写出由P生成Q的化学方程式 。 5．黄铜矿主要成分为，某研究团队利用氧化亚铁硫杆菌溶浸，通过系列操作可获得铜和硫酸铁铵晶体。工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“溶浸”时，需要硫酸溶液，在配制硫酸溶液时：所需质量分数为98％、密度为的浓硫酸的体积为 mL(计算结果保留一位小数)，“溶浸”时被氧化的元素为 (填元素符号)。 （2）“分离Cu”时，Fe与反应的离子方程式为 ，该过程中分离出Fe、Cu的操作名称为 。 （3）“氧化”时，温度不能太高，原因是 ，反应过程中，参加反应的 。 （4）硫酸铁铵晶体[]组成的测定 步骤1：准确称取质量为固体在酸性条件下溶于水配成溶液A； 步骤2：取溶液A，加入足量的溶液，过滤得沉淀； 步骤3：取溶液A，加入足量氢氧化钠溶液，过滤，洗涤并灼烧得固体。 通过上述步骤，计算确定该晶体的化学式为 。 6．FeCl3是一种用途广泛的工业原料，主要用于污水处理、五金刻蚀、建筑工业制备混凝土等，有机工业中可用作催化剂、氧化剂等。某化学兴趣小组从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的废液中回收铜并制备氯化铁晶体，其流程如图所示： 按要求回答下列问题： （1）用离子方程式表示反应①中所涉及的反应： 。 （2）操作Ⅰ中玻璃棒的作用是 。 （3）滤渣Y的主要成分是 (填化学式，下同)，试剂b是 。 （4）①加入试剂c的目的是 。 ②试剂c可选择下列物质中的 (填字母)。 A．KMnO4              B．Cl2            C．Zn              D．HCl              E.H2O2 ③根据②中所选试剂，写出反应③的离子方程式： (任写一个)。 （5）该化学兴趣小组利用废液制得了一定质量的FeCl3•6H2O晶体(不考虑杂质)，并将其配成250mL溶液。取25.0mL该溶液与物质的量浓度为0.50mol•L-1的Na2SO3溶液恰好反应，此时消耗Na2SO3溶液的体积为20.0mL，反应原理：_______Fe3++_______SO+_______H2O——_______Fe2++_______SO+_______H+。 请配平以上离子方程式，并计算FeCl3•6H2O晶体的质量 (写出计算表达式和计算结果)。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 物质的量在化学方程式计算中的应用 建议时间：20分钟 突破一 关系式法 1．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 ，则该样品的纯度（质量分数）是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据方程式可知 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ △m 2×84  106    62 m（NaHCO3） w1－w2 m（NaHCO3）＝84（w1－w2）/31 则该样品的纯度是[w1－84（w1－w2）/31]÷w1＝（84w2－53w1）/31w1，答案选A。 2．下图是某小组探究铁的氧化物成分的实验装置图(部分夹持仪器已省略)，取m g固体利用该装置测定固体的成分。当装置a中m g固体完全反应后，测得装置b的质量净增加n g，下列判断错误的是 A．当时，固体成分的化学式为 B．当时，取少量原固体溶于稀盐酸，发生的离子方程式为 C．若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏低 D．该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置 【答案】C 【分析】利用一氧化碳将铁的氧化物还原为单质铁，同时生成二氧化碳，在装置b中吸收二氧化碳，通过其增重来确定铁的氧化物中氧的量，以此解题。 【解析】A．当m:n= 40 : 33时，yCO+ FexOyxFe + yCO2，计算得到x:y=2:3，固体成分的化学式为Fe2O3，故A正确； B．当m:n= 29: 22时，结合反应化学方程式的定量关系，yCO+ FexOyxFe + yCO2，计算得到x:y=3:4，固体成分的化学式为Fe3O4，发生的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故B正确； C．装置c的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳气体进入装置b中，若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏高，故C错误； D．CO有毒，不能直接排放，需要尾气处理，该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置，故D正确； 故选C。 2．取制得的NaBiO3粗产品mg，加入足量的稀硫酸和稀溶液使其完全反应，生成Bi3+，溶液变为紫红色。将反应后的溶液准确配制成100mL溶液，取25.00mL用nmol/L的H2C2O4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗H2C2O4溶液VmL。该产品的纯度是 (用含n、m、V的代数式表示)。 【答案】 【解析】将氧化为，自身被还原为，被还原，根据得失电子守恒：，关系式：，则纯度：。 4．FeCl3是一种用途广泛的工业原料，主要用于污水处理、五金刻蚀、建筑工业制备混凝土等，有机工业中可用作催化剂、氧化剂等。某化学兴趣小组从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的废液中回收铜并制备氯化铁晶体，其流程如图所示： 按要求回答下列问题： （1）用离子方程式表示反应①中所涉及的反应： 。 （2）操作Ⅰ中玻璃棒的作用是 。 （3）滤渣Y的主要成分是 (填化学式，下同)，试剂b是 。 （4）①加入试剂c的目的是 。 ②试剂c可选择下列物质中的 (填字母)。 A．KMnO4              B．Cl2            C．Zn              D．HCl              E.H2O2 ③根据②中所选试剂，写出反应③的离子方程式： (任写一个)。 （5）该化学兴趣小组利用废液制得了一定质量的FeCl3•6H2O晶体(不考虑杂质)，并将其配成250mL溶液。取25.0mL该溶液与物质的量浓度为0.50mol•L-1的Na2SO3溶液恰好反应，此时消耗Na2SO3溶液的体积为20.0mL，反应原理：_______Fe3++_______SO+_______H2O——_______Fe2++_______SO+_______H+。 请配平以上离子方程式，并计算FeCl3•6H2O晶体的质量 (写出计算表达式和计算结果)。 【答案】（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu （2）引流 （3）Cu、Fe HCl （4）将Fe2+氧化成Fe3+ BE 2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O （5）2Fe3++SO+H2O=2Fe2++SO+2H+ 54.1g 【分析】含有FeCl2，FeCl3，CuCl2的工业废液中加入过量的铁粉，得到滤液X：氯化亚铁溶液，滤渣Y：铁粉、铜粉的混合物，铁粉、铜粉的混合物中加入过量盐酸过滤可得到金属铜和滤液Z：氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液中通入过量氯气得到氯化铁溶液，氯化铁溶液在氯化氢气流中蒸发得氯化铁晶体。 【解析】（1）反应①为过量的铁粉与FeCl2，FeCl3，CuCl2的工业废液反应，离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu； （2）操作Ⅰ为过滤，玻璃棒的作用是引流，故答案为：引流； （3）①由分析可知，滤渣Y的主要成分是铁粉、铜粉的混合物，故答案为：Cu、Fe； ②由分析可知，试剂b是盐酸，故答案为：HCl； （4）①由分析可知，试剂c为氯气，加入试剂c的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； ②由①可知，试剂c作用是将Fe2+氧化成Fe3+，高锰酸钾反应后有杂质生成，Zn、HCl均不能将Fe2+氧化成Fe3+，氯气、过氧化氢具有氧化性，且反应后没有杂质生成，故答案为：BE； ③根据②中所选试剂，反应③的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （5）①变价元素分别为铁元素和硫元素，铁元素从+3价降低至+2价，得1个电子，硫元素从+4价升高至+6价，失去2个电子，得失电子守恒，则Fe2+和Fe3+的系数为2，亚硫酸根离子和硫酸根离子的系数为1，根据电荷守恒氢离子得系数为2，水的系数为1，则离子方程式为：，故答案为：； ②反应消耗20.0mL 0.50mol•L-1的Na2SO3溶液，n(Na2SO3)= n()= 20.0×10-3L ×0.50mol•L-1=0.01mol，根据关系式：，则n(Fe3+)=0.02mol，则FeCl3•6H2O晶体的质量为：0.02mol×270.5g/mol=54.1g，故答案为：54.1g。 突破二 守恒法 5．和的混合气体共0.1mol，通过足量的灼热的氧化铜，完全反应后，气体再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀质量是 A．5g B．10g C．15g D．20g 【答案】B 【解析】一氧化碳与氧化铜共热反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳与足量的澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，由碳原子个数守恒可知，白色沉淀质量为0.1mol×100g/mol=10g；故选B。 6．向22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中加入0.5mol/L的硫酸溶液600mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．4.8g B．6.4g C．2.4g D．1.6g 【答案】A 【解析】0.5mol/L的硫酸溶液600mL 含硫酸0.3mol，，所以生成水0.3mol，根据元素守恒，22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中，含有氧原子0.3mol，氧原子的质量是4.8g，用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量即为0.3mol氧原子的质量4.8g，故A正确。 7．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，放出（标况）气体，所得溶液中只含一种金属阳离子，那么若用足量的在高温下还原相同质量的混合物，能得到铁的质量为 A． B． C． D．无法计算 【答案】A 【解析】由题可知，所得溶液中只含一种金属阳离子，即氧化铁与盐酸反应得到的氯化铁与Fe反应，最终得到FeCL2，溶液中溶质为FeCl2，即，用足量的在高温下还原相同质量的：混合物，能得到铁的质量为0.2mol×56g/mol=11.2g；故选：A。 8．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。 9．“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献，某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程如下。回答下列问题：    已知：几种物质的溶解度随温度变化的曲线如图。 （1）向饱和食盐水中应先通 后通 ，反应的总化学方程式为 ；操作①过滤后得到NaHCO3晶体，利用溶解度曲线图分析，NaHCO3容易从溶液中析出的原因是 。      （2）“系列操作”为 、过滤 。 （3）除母液2外，上述流程中循环利用的物质有 ；验证NH4Cl晶体中存在NH的方法是 。 （4）测定产品的纯度：称取所制备的纯碱产品m1 g溶于水中，滴加足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤沉淀。将所得沉淀充分干燥，称量得到m2 g固体，则产品中纯碱的质量分数为 (列表达式即可，不需化简)。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，则测得纯碱的质量分数 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）NH3 CO2 NH3＋NaCl＋H2O＋CO2 = NaHCO3↓＋NH4Cl 在相同温度下NaHCO3的溶解度比NaCl、NH4Cl、NH4HCO3的都小 （2）蒸发浓缩、冷却结晶 （3）CO2 取适量晶体，加入过量NaOH溶液加热，如果生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则表明晶体中存在NH(答案合理即可) （4） 偏小 【分析】饱和食盐水首先通入氨气使得溶液显碱性可以吸收更多的二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠溶解较小而析出晶体，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，母液1蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铵晶体和母液2； 【解析】（1）向饱和食盐水中应先通氨气后通二氧化碳，总反应为氯化钠、水、氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的总化学方程式为NH3＋NaCl＋H2O＋CO2 = NaHCO3↓＋NH4Cl；NaHCO3容易从溶液中析出的原因是在相同温度下NaHCO3的溶解度比NaCl、NH4Cl、NH4HCO3的都小，容易首先达到饱和析出； （2）“系列操作”为得到氯化铵晶体的操作，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤； （3）碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳，故除母液2外，上述流程中循环利用的物质有二氧化碳；铵根离子和氢氧根离子反应会生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的氨气，故验证NH4Cl晶体中存在NH的方法是取适量晶体，加入过量NaOH溶液加热，如果生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则表明晶体中存在NH； （4）碳酸钠和碳酸氢钠均和氢氧化钡生成碳酸钡沉淀，，将所得沉淀充分干燥，称量得到m2 g碳酸钡固体，设碳酸钠、碳酸氢钠质量分别为a、m1-a，根据碳元素守恒可知，，a=，故产品中纯碱的质量分数为。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，导致m1 中含有水，m1偏大，测得纯碱的质量分数偏小。 突破三 差量法 10．将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化)，向其中加入一定质量的Fe粉，充分反应后，固体质量不变，则反应后溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】先发生反应：，再发生反应：，充分反应后，固体质量不变，说明参加反应Fe的质量等于析出Cu的质量，，溶液中完全反应消耗Fe为，生成为，设析出的Cu为xmol，则析出xmolCu消耗Fe为xmol，则有：，解得x=0.7，则反应后溶液中，故， 答案选C。 11．已知某溶液（该溶液称为）中仅含有两种溶质和，且物质的量浓度依次为和，向该溶液中投入铁粉恰好完全反应，释放出的气体体积为。下列叙述正确的是 A．中的物质的量为 B． C．反应后所得溶液中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 D． 【答案】C 【解析】A．中的物质的量为1.0mol/L×0.2×3L+2.0mol/L×0.2L=1.0mol，A错误；B．物质的量为0.2mol，物质的量为0.4mol，根据2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，，B错误；C．反应后所得溶液中氧化产物物质的量为0.1 mol +0.2 mol =0.3mol，还原产物只有氯化铁生成的氯化亚铁，物质的量为0.2 mol，比值为3:2，C正确；D．气体存在状态未知，无法确定具体数值，D错误；故选C。 12．含铜电路板可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取、胆矾，流程如图，回答下列问题。 （1）写出Cu与反应的离子方程式 。证明完全被还原，所选试剂为： (填化学式)。 （2）过程②中选择的试剂为 ；过程③中加入铁粉的目的是 。 （3）过程④发生反应的化学方程式为 ，每消耗，转移电子数为 。 （4）胆矾中结晶水含量测定：称量样品，经灼烧至胆矾全部变为白色，冷却，称量，重复上述操作，最终样品质量恒定为。从下列仪器中选出灼烧，冷却需使用的仪器，依次为 (填标号)。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。 【答案】（1） KSCN （2）盐酸 防止亚铁离子被氧化 （3） （4）AC 【分析】刻蚀后的液体主要含、和等，加入过量铁粉，发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2，Fe+CuCl2=Cu+FeCl2，过滤，得到滤液主要为FeCl2溶液，滤渣的组要成分为过量的Fe和反应生成的Cu，向滤渣中加入盐酸，，得到的滤液为，向该溶液中加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化，最后经过一系列处理得到晶体，将铜与硫酸和过氧化氢反应，生成硫酸铜溶液，反应的化学方程式为，经过一系列操作，得到，据此分析作答。 【解析】（1）具有氧化性，能将Cu氧化，则Cu与反应的离子方程式；由于与KSCN作用生成血红色，故证明完全被还原，所选试剂为KSCN溶液； （2）由分析知，过程②中选择的试剂为盐酸；过程③中加入铁粉的目的是防止亚铁离子被氧化； （3）由分析知，过程④铜与硫酸和过氧化氢反应，生成硫酸铜溶液，发生反应的化学方程式为；在反应中，过氧化氢中O的化合价由-1价降低到-2键，故每消耗，转移电子数为； （4）胆矾中结晶水含量测定中，灼烧时应该选用坩埚，故选A，冷却时应该选C，C中有干燥剂，可以减少误差；由称量样品，经灼烧至胆矾全部变为白色，冷却，称量，重复上述操作，最终样品质量恒定为，可知水的质量为，则水的物质的量为，由可得， 胆矾分子中结晶水的个数为。 突破四 热重分析 13．将胆矾(无其他杂质)置于氮气氛流中，然后对其进行加热，逐渐升高温度使其分解，分解过程中的热重曲线如图所示(纵坐标为固体残余质量)。下列说法错误的是 A．a点对应的物质中，氧元素的质量分数约为 B．c点对应的固体物质只有 C．将产生的气体全部通入溶液中，有沉淀产生 D．测胆矾()结晶水n值的实验中，若加热温度过高，可导致n值偏高 【答案】A 【分析】胆矾的化学式，5g胆矾的物质的量是，加热完全失去结晶水，得到，质量为，所以点对应物质是CuSO4；为分解，d中含有铜元素，则氧元素的物质的量为，所以d点对应物质为CuO；e中含有铜元素；则氧元素的物质的量为，所以e点对应物质为。 【解析】A．胆矾失去部分结晶水得到a点对应的物质，设该物质化学式为，，x=3，氧元素的质量分数约为，A错误；B．胆矾的化学式，5g胆矾的物质的量是，加热完全失去结晶水，得到，质量为，所以c点对应物质是，B正确；C．为分解为；产生的气体可能全部为(或和，或、和)的混合气体，将该气体通入溶液中，生成沉淀，C正确；D．根据以上分析，加热到258℃时，晶体失去结晶水，得到CuSO4，继续加热，硫酸铜会分解变为CuO，甚至变为Cu2O，故测胆矾(CuSO4⋅nH2O)结晶水n值的实验中，加热温度应控制在258℃，若加热温度过高，可导致n值偏高，D正确；故选A。 建议时间：25分钟 1．向一定质量(设为m克)的CuO、组成的混合物中，加入500mL某浓度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0mol/L NaOH溶液250mL时，恰好将溶液中的和完全沉淀。则该硫酸的物质的量浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．1.5mol/L D．2.0mol/L 【答案】A 【解析】向一定质量(设为m克)的CuO、组成的混合物中，加入500mL某浓度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0mol/L NaOH溶液250mL时，恰好将溶液中的和完全沉淀，此时溶液中溶质只有Na2SO4，根据Na、S元素守恒， n(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×2.0mol/L×0.25L=0.25mol。则该硫酸的物质的量浓度为，故选A。 2．一定质量的铁的氧化物与的盐酸恰好完全反应，所得溶液中的恰好能被标准状况下氧化，则该固体中铁原子和氧原子的个数之比为 A．7:9 B．5：6 C．3：4 D．2：3 【答案】B 【分析】铁的氧化物与盐酸反应生成盐和水，由守恒可知，n(H2O)=n(HCl)=n(氧化物中O)，Fe2+能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化，由电子守恒可计算亚铁离子的物质的量，且铁的氧化物中正负化合价的代数和为0，以此来解答。 【解析】HCl的物质的量为n(HCl)=4 mol/L×0.060 L=0.24 mol，由n(H2O)=n(HCl)=n(氧化物中O)可知氧化物中含O原子的物质的量为0.12 mol，Fe2+能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化，由电子守恒可知n(Fe2+)=2n(Cl2)，故n(Fe2+)=0.06mol，铁的氧化物中正负化合价的代数和为0，设n(Fe3+)=x，则3x+0.06×2=0.12×2，解得x=0.04 mol，该固体中铁原子和氧原子的个数之比为(0.06 mol+0.04mol)：0.12mol=5:6，故答案选B。 3．铝镁合金粉是烟花中的常见成分，其中Al的含量与烟花的安全有极大关系。某兴趣小组对某品牌烟花中所用铝镁合金粉中Al的含量进行测定(假设样品中的金属只含有Mg、Al)。 Ⅰ．配制溶液 （1）需用托盘天平称量固体 g，写出一条称量时需注意的事项 。 （2）配制溶液的操作如下，正确顺序为 ：称量→溶解→转移并洗涤→_______→_______→_______→_______→装瓶贴标签。(填编号) （3）配制溶液的过程中，玻璃棒的作用有 。 Ⅱ．测定铝镁合金粉中Al的含量 （4）仪器甲的名称是 。 （5）锥形瓶中反应的化学方程式为 。 （6）根据国家标准，铝镁合金粉中Al的含量应介于47%～53%。若实验样品质量为0.52g，测得生成气体体积为0.336L(标准状况)，则样品中铝的质量分数为 (保留两位有效数字)：该样品 标准(填“符合”、“不符合”)。 【答案】（1）4.0g 固体氢氧化钠应在表面皿上或在小烧杯中称量，不能在称量纸上称量 （2）adcb （3）搅拌、引流 （4）分液漏斗 （5） （6）52% 符合 【分析】根据题意，M铝镁合金粉中，铝能与强碱反应：，镁不反应，测量产生H2的体积和物质的量，根据方程式系数关系计算Al的物质的量。 【解析】（1）配制溶液，需用托盘天平称量固体0.5L×0.2mol/L×40g/mol=4.0g。NaOH易吸水潮解，称量时需注意固体氢氧化钠应在表面皿上或在小烧杯中称量，不能在称量纸上称量。 （2）配制溶液时，首先计算配制溶液所需的质量，再称量所需的，最后进行溶解、转移并洗涤、定容、摇匀、装瓶贴标签，故选adcb。 （3）配制溶液的过程中，玻璃棒的作用有：搅拌、引流。 （4）仪器甲的名称是分液漏斗。 （5）锥形瓶中Al和NaOH溶液反应生成H2和，化学方程式为：。 （6）测得生成H2的体积为0.336L，物质的量为=0.015mol，由方程式可知n(Al)= =0.01mol，则样品中铝的质量分数为 =52%，该样品符合标准。 4．工业上用赤铁矿(主要含、，还含有少量的、等杂质)制备绿矾()的流程如下： （1）溶液加入赤铁矿中发生反应的离子方程式为 。 （2）试剂为 (填化学式)；“溶液I”中氧化性最强的阳离子为 (填化学式)；操作②需要使用到的玻璃仪器有 。 （3）若取2mL“滤液Ⅰ”加入试管中，然后通入足量CO2，产生的现象是 ；另取2mL“滤液Ⅱ”加入试管中，并向该溶液中滴入稀酸化的溶液，观察到溶液由浅绿色变成棕黄色，请写出该反应的离子方程式 。 （4）8.34g()样品受热分解过程中样品质量随温度变化的曲线如图所示： ①温度为78℃时，固体物质M的化学式为 。 ②取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种常见硫的氧化物生成，写出由P生成Q的化学方程式 。 【答案】（1）Al2O3+2OH-+3H2O= 2[Al(OH)4]- （2）Fe Fe3+ 漏斗、烧杯和玻璃棒 （3）白色沉淀 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O （4）FeSO4⋅4H2O 2FeSO4Fe2O3+ SO2+SO3 【分析】赤铁矿加入NaOH溶液，Al2O3和NaOH溶液反应，Fe2O3、FeO、CuO不反应，过滤后成为滤渣Ⅰ，加入试剂a，结合最后制取的是绿矾可知，试剂a是硫酸，反应后生成Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4，加入试剂b将铜除去，则b是铁，铁和Fe3+反应生成Fe2+，铁和Cu2+反应生成Fe2+和铜，滤液Ⅱ中的溶质为FeSO4，隔绝空气蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾。 【解析】（1）NaOH溶液加入赤铁矿中，Al2O3和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水，反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-+3H2O= 2[Al(OH)4]-；故答案为：Al2O3+2OH-+3H2O= 2[Al(OH)4]-。 （2）根据以上分析可知，试剂b为Fe，“溶液Ⅰ”中除了含Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4外还有过量的硫酸，氧化性最强的阳离子为Fe3+；操作②为过滤，需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒；故答案为：Fe；Fe3+；漏斗、烧杯和玻璃棒。 （3）根据分析可知滤液I主要为Al2O3和NaOH溶液反应后的物质，主要为Na[Al(OH)4]，通入足量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，则显现为白色沉淀；“滤液Ⅱ”加入试管中，并向该溶液中滴入稀H2SO4酸化的H2O2溶液，观察到溶液由浅绿色变成棕黄色，说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：白色沉淀；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 （4）①8.34g的FeSO4⋅7H2O物质的量为0.03mol；温度为78℃时，固体物质M的质量为6.72g，固体质量减轻8.34g-6.72g=1.62g；开始阶段，结晶水合物加热时失去的是结晶水，1.62g水的物质的量为0.09mol；0.03mol绿矾失去0.09mol水，则剩下的水为0.03mol×7-0.09mol=0.12mol，即0.03molFeSO4对应0.12molH2O，所以M的化学式为 FeSO4⋅4H2O； ②380℃时固体质量为4.56g，0.03molFeSO4的质量即为4.56g，所以样品P为FeSO4，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，固体质量为2.40g，0.03molFe的质量为1.68g，根据元素质量守恒，Q中还应该有氧元素，氧元素的质量为2.40g-1.68g=0.72g，物质的量为0.045mol，铁和氧的物质的量之比为0.03：0.045=2：3，所以Q为Fe2O3，同时有两种常见硫的氧化物生成，则分别为SO2和SO3，反应方程式为2FeSO4Fe2O3+ SO2+SO3；故答案为：FeSO4⋅4H2O；2FeSO4Fe2O3+ SO2+SO3。 5．黄铜矿主要成分为，某研究团队利用氧化亚铁硫杆菌溶浸，通过系列操作可获得铜和硫酸铁铵晶体。工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“溶浸”时，需要硫酸溶液，在配制硫酸溶液时：所需质量分数为98％、密度为的浓硫酸的体积为 mL(计算结果保留一位小数)，“溶浸”时被氧化的元素为 (填元素符号)。 （2）“分离Cu”时，Fe与反应的离子方程式为 ，该过程中分离出Fe、Cu的操作名称为 。 （3）“氧化”时，温度不能太高，原因是 ，反应过程中，参加反应的 。 （4）硫酸铁铵晶体[]组成的测定 步骤1：准确称取质量为固体在酸性条件下溶于水配成溶液A； 步骤2：取溶液A，加入足量的溶液，过滤得沉淀； 步骤3：取溶液A，加入足量氢氧化钠溶液，过滤，洗涤并灼烧得固体。 通过上述步骤，计算确定该晶体的化学式为 。 【答案】（1）13.6 S、Fe （2） 过滤 （3）温度高，过氧化氢分解加快 （4） 【分析】向黄铜矿粉中加入稀硫酸、氧化亚铁硫杆菌、空气，发生反应的离子方程式为4CuS•FeS+17O2+4H+═4Cu2++4Fe3++8SO+2H2O，向溶液中加入铁屑，发生反应Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Fe=3Fe2+，然后过滤得到Cu和溶液，溶液加入硫酸酸化，加入H2O2氧化亚铁离子为铁离子，再向溶液中加入（NH4）2SO4，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到。 【解析】（1）质量分数为98％、密度为的浓硫酸物质的量浓度为，所需浓硫酸的体积为，根据反应，“溶浸”时被氧化的元素为S、Fe。 （2）“分离Cu”时，Fe与反应的离子方程式为，分离Fe、Cu过程为分离溶液和不溶物，则该过程中分离出Fe、Cu的操作名称为过滤。 （3）H2O2高温分解，“氧化”时，温度不能太高，原因是温度高，过氧化氢分解加快，反应过程中，亚铁离子为还原剂，H2O2为氧化剂，根据得失电子守恒，参加反应的。 （4）100.00 mL溶液A，由实验流程可知：步骤2得到硫酸钡沉淀，则，步骤3将铁最终转化为氧化铁0.2g，则；结合电荷守恒可知，，晶体中水的质量为=2.16g，；故铵根离子、铁离子、硫酸根离子、水分子物质的量之比为1:1:2:12，故为。 6．FeCl3是一种用途广泛的工业原料，主要用于污水处理、五金刻蚀、建筑工业制备混凝土等，有机工业中可用作催化剂、氧化剂等。某化学兴趣小组从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的废液中回收铜并制备氯化铁晶体，其流程如图所示： 按要求回答下列问题： （1）用离子方程式表示反应①中所涉及的反应： 。 （2）操作Ⅰ中玻璃棒的作用是 。 （3）滤渣Y的主要成分是 (填化学式，下同)，试剂b是 。 （4）①加入试剂c的目的是 。 ②试剂c可选择下列物质中的 (填字母)。 A．KMnO4              B．Cl2            C．Zn              D．HCl              E.H2O2 ③根据②中所选试剂，写出反应③的离子方程式： (任写一个)。 （5）该化学兴趣小组利用废液制得了一定质量的FeCl3•6H2O晶体(不考虑杂质)，并将其配成250mL溶液。取25.0mL该溶液与物质的量浓度为0.50mol•L-1的Na2SO3溶液恰好反应，此时消耗Na2SO3溶液的体积为20.0mL，反应原理：_______Fe3++_______SO+_______H2O——_______Fe2++_______SO+_______H+。 请配平以上离子方程式，并计算FeCl3•6H2O晶体的质量 (写出计算表达式和计算结果)。 【答案】（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu （2）引流 （3）Cu、Fe HCl （4）将Fe2+氧化成Fe3+ BE 2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O （5）2Fe3++SO+H2O=2Fe2++SO+2H+ 54.1g 【分析】含有FeCl2，FeCl3，CuCl2的工业废液中加入过量的铁粉，得到滤液X：氯化亚铁溶液，滤渣Y：铁粉、铜粉的混合物，铁粉、铜粉的混合物中加入过量盐酸过滤可得到金属铜和滤液Z：氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液中通入过量氯气得到氯化铁溶液，氯化铁溶液在氯化氢气流中蒸发得氯化铁晶体。 【解析】（1）反应①为过量的铁粉与FeCl2，FeCl3，CuCl2的工业废液反应，离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu； （2）操作Ⅰ为过滤，玻璃棒的作用是引流，故答案为：引流； （3）①由分析可知，滤渣Y的主要成分是铁粉、铜粉的混合物，故答案为：Cu、Fe； ②由分析可知，试剂b是盐酸，故答案为：HCl； （4）①由分析可知，试剂c为氯气，加入试剂c的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； ②由①可知，试剂c作用是将Fe2+氧化成Fe3+，高锰酸钾反应后有杂质生成，Zn、HCl均不能将Fe2+氧化成Fe3+，氯气、过氧化氢具有氧化性，且反应后没有杂质生成，故答案为：BE； ③根据②中所选试剂，反应③的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （5）①变价元素分别为铁元素和硫元素，铁元素从+3价降低至+2价，得1个电子，硫元素从+4价升高至+6价，失去2个电子，得失电子守恒，则Fe2+和Fe3+的系数为2，亚硫酸根离子和硫酸根离子的系数为1，根据电荷守恒氢离子得系数为2，水的系数为1，则离子方程式为：，故答案为：； ②反应消耗20.0mL 0.50mol•L-1的Na2SO3溶液，n(Na2SO3)= n()= 20.0×10-3L ×0.50mol•L-1=0.01mol，根据关系式：，则n(Fe3+)=0.02mol，则FeCl3•6H2O晶体的质量为：0.02mol×270.5g/mol=54.1g，故答案为：54.1g。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $