第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用(专项训练)(广东专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-07-30
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3份
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摘要:
**基本信息**
以“化学方程式计算”为核心,通过基础方法→重难应用→真题实战三级进阶,系统整合化学方程式直接计算、关系式法、守恒法,培养科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|模拟·基础演练-考向01|5题|化学方程式量比关系直接计算|从反应原理到物质的量比例应用,构建计算基本模型|
|模拟·基础演练-考向02|4题|多步反应中物质转化关系式构建|通过元素守恒简化复杂反应,建立“始态-终态”关联|
|模拟·基础演练-考向03|4题|元素守恒、电子守恒快速解题|基于反应本质提炼守恒关系,实现计算技巧升级|
|重难·创新演练|15题|综合应用三种方法解决工业流程/混合物计算|融合氧化还原、阿伏加德罗常数等考点,提升方法迁移能力|
|真题·实战演练|3题|高考真题情境中的计算策略|对接高考命题趋势,强化科学思维与实际问题解决|
内容正文:
第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用(专项训练)
目 录
模拟·基础演练
考向01 根据化学方程式进行计算
考向02 关系式法的应用
考向03 守恒法的应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟·基础演练
考向01 根据化学方程式进行计算
1.有Fe、CuO和组成的混合物共mg,放入溶液中,混合物完全溶解,生成2.24 L(标准状况下)NO,再向反应后的溶液中加入200 mL NaOH溶液,要使铁和铜元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液的浓度最小是
A. B. C. D.
2.工业上,用纯碱溶液提取溴单质发生如下转化,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.标准状况下,含孤电子总数为
B.溶液含氧原子数为
C.反应(1)中,含键数为
D.反应(2)中生成0.3 mol还原产物转移电子数为
3.东风-5C彰显国家力量,其采用双组元液体推进剂发生如下反应:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.含有的共价键为
C.反应生成时,转移的电子数为
D.标准状况下,可转化为的数目为
4.把铁投入稀中,还原产物为,若两者恰好完全反应。
(1)稀硝酸的物质的量浓度至少为________(保留2位有效数字)。
(2)若的氧化产物全部为时,被还原的硝酸的物质的量为________(保留2位有效数字)。
(3)若生成(标准状况下),则生成物与物质的量之比为________。
5.测定某补钙剂(有效成分为碳酸钙)中钙的含量的方法如下:向一粒研碎后的药片(1.0 g)中加入100.00 ml 0.30 mol/L的稀盐酸,过量的稀盐酸用NaOH溶液中和,消耗0.30 mol/L的NaOH溶液50.00 ml。
已知:该药片中的其他成分不与稀盐酸或NaOH溶液反应。
请计算:
(1)消耗NaOH溶液的物质的量为______________mol。
(2)根据以上实验数据,1.0 g补钙剂中钙的含量为______________mg。
(3)医学建议18岁青年每天需要摄入800~1000 mg的钙,某同学每天从食物中摄取的钙的含量为250 mg,则每天至少需要吃补钙剂______________粒。
考向02 关系式法的应用
6.将42 g含、、的混合物溶解在的盐酸溶液中,恰好完全反应,生成标准状况下3.36 L的气体,向反应后的溶液加入的溶液(过量),过滤、洗涤、干燥后称量,剩余固体质量为32.1 g,下列说法正确的是
A.配制的溶液,需称量固体98 g
B.混合物中
C.混合物中元素的质量分数为42.9%
D.若该混合物与足量反应,生成准状况下2.24 L的气体
7.某有机物A 0.1 mol其质量为4.6 g完全燃烧,生成4.48 L标况下的和.若A能与钠反应,则同质量的A与足量的钠反应产生标准状况气体体积为
A.1.12 L B.2.24 L C.3.36 L D.4.48 L
8.某品牌碳酸钙颗粒是一种良好的补钙剂,为了测定该补钙剂中钙含量,某化学兴趣小组进行如下实验:
步骤I:准确称取该补钙剂(含钙物质主要是)样品0.300 g,置于烧杯中,加入适量蒸馏水和盐酸溶液,加热促使其溶解。
步骤II:向所得步骤I溶液中加入氨水调节溶液pH值,趁热逐滴加约溶液,冷却后过滤,通过一系列操作得到固体。
步骤III:取步骤II所得固体全部放入烧杯中,加入稀溶液,把固体溶解,加热至,使其生成的溶液恰好与标准溶液完全反应()
(1)的摩尔质量为_____。
(2)该标准溶液中含的物质的量为_____mol。
(3)该补钙剂样品中钙离子的质量百分含量为_____。
9.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g铜(已知硫酸与硝酸均反应完全且硝酸全部被还原为NO气体)。
(1)溶液中的物质的量为___________mol。
(2)标准状况下,产生的NO的体积为___________mL。
(3)原混合溶液中硫酸的浓度为___________mol/L。
考向03 守恒法的应用
10.某干燥白色固体可能含有、、NaOH中的一种或几种,取一定质量的该固体加蒸馏水配制成240 mL溶液,并向该溶液中滴加0.5 的盐酸,得到标准状况下体积(假设气体全部逸出)与消耗盐酸体积的关系如图所示(忽视溶液体积的变化)。下列说法错误的是
A.AB段发生的离子反应为:
B.V=0.672
C.白色固体可能是和的混合物
D.B点时溶液中的钠离子浓度为0.2
11.向一定质量的和组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸,当固体物质完全溶解后生成和气体(标准状况下)。在所得溶液中加入的溶液,生成沉淀的质量为,此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A.原稀硝酸中的物质的量浓度为
B.、与硝酸反应后剩余的为
C.原样品混合物中和的质量之比为
D.若将混合物中全部替换为等质量,反应生成的物质的量减小
12.7.68 g铜与一定浓度的硝酸恰好完全反应,生成(已换算为标准状况下的体积)NO和的混合气体。下列说法错误的是
A.被还原的硝酸的物质的量为
B.硝酸的物质的量浓度为
C.混合气体中NO的物质的量分数为10%
D.将混合气体通入水槽内倒置容器,充入标准状况下3.36 L氧气时液体充满容器
13.将4.40 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%的硝酸中,得到NO和NO2的混合气体共2.24 L(已折算到标准状况下),向反应后溶液中逐渐滴加4.00mol/L NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀,经过滤、洗涤、烘干,并用酒精灯加热灼烧至质量不变,最终得固体6.00 g。(本题不考虑)
(1)反应中,被还原的HNO3的物质的量为__________mol。
(2)合金中铜和镁的物质的量之比为__________。
(3)当金属离子恰好沉淀完全时,加入NaOH溶液的体积为___________mL。
重难·创新演练
1.(2026·广东汕头·二模)工业上合成氨的原料气中含有少量,可通过铜氨液处理而除去,其反应为:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的电子数为
B.含有的键为
C.和充分反应制氨气时,转移的电子数为
D.在的溶液中含有氧原子数为
2.(2026·河北唐山·模拟预测),是一种重要的化工原料,常温下呈液态,在潮湿的空气中可发生反应。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中含有的分子数目为
B.1mol固态冰中含有的键数目为
C.溶液中含有的数目为
D.常温下,中含有的电子数目为
3.(2026·贵州黔西南·二模)已知()的沸点为77℃。一种制备无水的反应原理为。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.1 L 盐酸中含有的H原子数为
B.标准状况下,1 mol 中含有的σ键数目为
C.上述反应每生成22.4 L ,转移的电子数目为
D.1 mol/L溶液中含有的数目一定小于
4.(2026·陕西榆林·模拟预测)碱式硫酸铬主要用于鞣革工业、陶瓷釉彩、印刷技术方面等,工业上可用还原法制备,化学方程式为。下列说法错误的是
A.一定条件下,2mol 和1mol 充分反应后气体分子的数目小于2NA
B.该反应中消耗1mol时,转移电子的数目为3 NA
C.标准状况下,4.0g由与组成的物质中含有中子的数目为2 NA
D.常温下,1L 的NaOH溶液中由水电离的的数目为NA
5.(2026·江西赣州·模拟预测)在加热和加压的条件下,异丙醇经空气多步氧化生成丙酮和过氧化氢:。下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L 中C原子数目为
B.上述反应中消耗32g 时转移电子的数目为
C.生成1mol 的同时形成的π键数目为
D.1mol 中含有的孤电子对数为
6.(2026·陕西西安·三模)已知反应,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.CH3OH为非极性分子,难溶于水
B.每消耗22.4LO2,上述反应转移电子数目为
C.60g质量分数为25%的溶液中含有的O原子数为
D.1基态原子中,s轨道上的电子数目为:
7.(2026·福建泉州·模拟预测)配合物和反应制备的反应方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.中含有键数为
B.中杂化的原子数目为
C.和反应生成数目小于
D.当转移1mol电子时,生成数目为
8.检验干香菇中添加剂亚硫酸盐的残留物(以计,最大允许值为)的方法如下:取干香菇样品,通过一系列步骤使其中的亚硫酸盐完全转化为,产生的恰好与12.00mL1.000×10-3mol/L的碘溶液完全反应,下列说法不正确的是
A.该碘溶液中含的物质的量为1.2×10-5mol
B.的摩尔质量为64
C.该样品中亚硫酸盐含量为38.4(以计)
D.该干香菇能安全使用
9.2.16 g铜镁合金完全溶解于未知浓度的浓硝酸中,得到和的混合气体(标准状况)。向反应后的溶液中加入的溶液时金属离子恰好全部沉淀,此时沉淀质量为。若将盛有该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。下列说法不正确的是
A.该合金中铜的质量是
B.该浓硝酸中的物质的量浓度是
C.和的混合气体中,的体积分数是
D.通入的的体积(标准状况下)
10.某实验小组用足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中,所得气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是。
A.100mL B.120mL C.50mL D.150mL
11.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1的稀盐酸,生成的CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在O~a内,只发生酸碱中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO+2H+=H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2
12.(2026·甘肃武威·模拟预测)已知,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.常温常压下,含键数为
B.常温下,溶液中,含数为
C.上述反应中,完全反应时生成数为
D.上述反应中,每生成时转移的电子数为
13.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是
A.第二份溶液从反应开始至结束,所得气体总体积在标况下为4.48 L
B.OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C.原混合酸中的物质的量为0.2 mol
D.C点浓度为
14.将3.52 g镁铜合金投入40 mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2的混合气体0.08 mol(不考虑其他气体),反应结束后向溶液中加入120 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀且质量为6.24 g。若将盛有0.08 mol该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为。下列说法中错误的是
A.Mg与Cu的物质的量之比为1∶1 B.原硝酸的浓度为8 mol·L-1
C.NO2和NO的体积比为3∶1 D.通入的O2的体积为896 mL(标准状况)
15.实验室在常温下为进行有关氯气的性质实验,需要4瓶体积为100 mL的纯净氯气(常温常压下,氯气的密度为2.91 g/L)。采用与质量分数为36.5%的盐酸()反应来制取所需氯气。
请回答:
(1)的摩尔质量为_______g/mol。
(2)盐酸的物质的量浓度为_______mol/L。
(3)理论上最少需要的质量为_______g。(计算结果保留2位小数)
真题·实战演练
1.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
2.(2023·重庆·高考真题)已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若消耗(标准状况),下列叙述错误的是
A.转移的电子数为 B.生成的质量为
C.生成的氧化产物分子数为 D.生成的含有孤电子对数为
3.(2024·上海·高考真题)粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO、K+等可溶性杂质离子,根据生产要素,可采取不同的精制方法。方法1可制得高纯度的NaCl晶体且产率较高。流程图如下:
已知:
化学式
BaSO4
BaCO3
Ksp(25℃)
1.1×10-10
2.6×10-9
(1)过滤时,除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器___________。
A. B. C. D.
(2)①中加入的BaCl2应过量,检验BaCl2是否过量的实验方法是___________。
(3)②中先后加入稍过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液,产生的沉淀H有___________。(用化学式表示)
(4)若将过滤I和过滤Ⅱ两步操作合并进行,可能会导致___________。
A.不能除尽Ba2+ B.不能除尽SO C.消耗更多的Na2CO3 D.消耗更多的NaOH
(5)加入稀盐酸,调节pH至3~4,除去的离子有___________。
(6)KCl和NaCl的溶解度曲线如下图。
则④中“系列操作”___________。
A.蒸发至表面有晶膜出现,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B.蒸发至表面有晶膜出现,趁热过滤、洗涤、干燥
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤、洗涤、干燥
D.蒸发至大量晶体析出后,停止加热。并用余热蒸干、洗涤、干燥
方法2和方法3精制的盐水可用于纯碱工业。
方法2:粗盐水中先加入石灰乳(含Ca(OH)2的悬浊液)除去Mg2+,再通入含有NH3、CO2的工业废气除去Ca2+,过滤得到盐水。
方法3:粗盐水中先加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+,过滤得到盐水。
(7)写出方法2中,除去Ca2+时发生反应的离子方程式___________。相比于方法3,方法2的优点是___________。
(8)若某粗盐水中的MgCl2为0.38g·L-1,CaCl2为1.11g·L-1,用方法3处理10L该粗盐水,计算至少需加入石灰乳(折算成CaO)和碳酸钠的物质的量___________。(写出计算过程)
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第03讲
物质的量在化学方程式计算中的应用(专项训练)
目录
模拟基础演练
◆考向01根据化学方程式进行计算
◆考向02关系式法的应用
>考向03守恒法的应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟基础演练
>考向01
根据化学方程式进行计算
1.C
2.C
3.B
4.(1)2.7mol/L
(2)0.33mol
(3)23
5.(1)0.015
(2)300
(3)2
●考向02关系式法的应用
6.B
7.A
8.】(1)100
(2)5×104
(3)16.7%
1/3
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9.(1)0.3
(2)4480
(3)1.5
◆考向03
守恒法的应用
10.c
11.C
12.D
13.(1)0.100
(2)1:1
(3)325
小重难创新演练
1.B
2.B
3.B
4.A
5.c
6.C
7.B
8.B
9.c
10.A
11,C
12.D
13.D
14.C
15.(1)87
(2)12.0
(3)1.43
真题实战演练
213
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1.B
2.C
3.(1)B
(2)在上层清液中继续滴加BaCl溶液,若不产生白色沉淀,则说明BaCl溶液过量
(3)Mg(OHD2、CaCO、BaCO3
(4)BC
(5)C03、OH
(6)C
(7)Ca2*+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH
利用工业废气除Ca+,降低了成本
(8)n(CaO)=0.04mol,n(Na2CO3)=0.14mol
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第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用(专项训练)
目 录
模拟·基础演练
考向01 根据化学方程式进行计算
考向02 关系式法的应用
考向03 守恒法的应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟·基础演练
考向01 根据化学方程式进行计算
1.有Fe、CuO和组成的混合物共mg,放入溶液中,混合物完全溶解,生成2.24 L(标准状况下)NO,再向反应后的溶液中加入200 mL NaOH溶液,要使铁和铜元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液的浓度最小是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】混合物中、、与稀硝酸发生氧化还原与复分解反应,还原产物为,金属、金属氧化物溶解后生成、,加沉淀金属离子的反应为、,金属完全沉淀后溶液仅含。
【解析】由题,加入的总物质的量,被还原生成的硝酸,根据N元素守恒,剩余以存在于溶液中的硝酸根离子的物质的量;由的、守恒得,溶液体积为,因此最小浓度,故选C。
2.工业上,用纯碱溶液提取溴单质发生如下转化,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.标准状况下,含孤电子总数为
B.溶液含氧原子数为
C.反应(1)中,含键数为
D.反应(2)中生成0.3 mol还原产物转移电子数为
【答案】C
【分析】将溴单质通入纯碱溶液,发生歧化反应生成溴化钠、溴酸钠,除去二氧化碳后,向剩余的溶液中加入硫酸酸化,溴离子、溴酸根离子发生归中反应得到溴单质。
【解析】A.标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,不能计算孤电子总数,A错误;
B.1 L 0.1 mol/L溶液中,除溶质含有氧原子外,溶剂也含有大量氧原子,故氧原子总数远大于,B错误;
C.的物质的量为0.5 mol,结构式为,1个分子含2个键,故含键数为,C正确;
D.反应(2)的离子方程式为,其中还原产物为被还原得到的,生成3 mol时转移5 mol电子,对应还原产物为0.5 mol,生成0.3 mol还原产物时转移电子数为,D错误;
故选C。
3.东风-5C彰显国家力量,其采用双组元液体推进剂发生如下反应:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的质子数为
B.含有的共价键为
C.反应生成时,转移的电子数为
D.标准状况下,可转化为的数目为
【答案】B
【解析】A.的摩尔质量为,的物质的量为,1个分子含10个质子,因此质子数为,A错误;
B.1个分子中含6个键、2个键、1个键、2个键,共11个共价键,因此该物质含共价键数目为,B正确;
C.由反应化合价变化可知,生成时转移电子,物质的量为,因此转移电子数为,C错误;
D.标准状况下为液态,物质的量不是,且转化为为可逆反应,不能进行完全,D错误;
故选B。
4.把铁投入稀中,还原产物为,若两者恰好完全反应。
(1)稀硝酸的物质的量浓度至少为________(保留2位有效数字)。
(2)若的氧化产物全部为时,被还原的硝酸的物质的量为________(保留2位有效数字)。
(3)若生成(标准状况下),则生成物与物质的量之比为________。
【答案】(1)
(2)
(3)2:3
【解析】(1)铁的物质的量为:,铁与稀硝酸完全反应生成NO,化学方程式为:(消耗硝酸的物质的量:)或(消耗硝酸的物质的量:2mol),消耗硝酸的物质的量至少为:,硝酸的体积为0.5 L,浓度至少为:;
(2)若的氧化产物全部为时,发生的反应为:,被还原的硝酸的物质的量为:;
(3)若生成(标准状况下),转移电子的物质的量为:,设生成物、的物质的量分别为x mol、y mol,则:x+y=0.5,3x+2y=1.2,解得x=0.2,y=0.3,生成物、的物质的量之比为:2:3。
5.测定某补钙剂(有效成分为碳酸钙)中钙的含量的方法如下:向一粒研碎后的药片(1.0 g)中加入100.00 ml 0.30 mol/L的稀盐酸,过量的稀盐酸用NaOH溶液中和,消耗0.30 mol/L的NaOH溶液50.00 ml。
已知:该药片中的其他成分不与稀盐酸或NaOH溶液反应。
请计算:
(1)消耗NaOH溶液的物质的量为______________mol。
(2)根据以上实验数据,1.0 g补钙剂中钙的含量为______________mg。
(3)医学建议18岁青年每天需要摄入800~1000 mg的钙,某同学每天从食物中摄取的钙的含量为250 mg,则每天至少需要吃补钙剂______________粒。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)根据物质的量浓度公式,NaOH溶液浓度为,体积换算为升是,代入得;
(2) 首先计算总加入HCl的物质的量:;过量HCl与NaOH按1:1反应,故过量,则与反应的。根据反应,,钙的质量为;
(3)每天需要额外补充的钙质量为,每粒补钙剂含钙300 mg,,需向上取整,故至少需要吃2粒。
考向02 关系式法的应用
6.将42 g含、、的混合物溶解在的盐酸溶液中,恰好完全反应,生成标准状况下3.36 L的气体,向反应后的溶液加入的溶液(过量),过滤、洗涤、干燥后称量,剩余固体质量为32.1 g,下列说法正确的是
A.配制的溶液,需称量固体98 g
B.混合物中
C.混合物中元素的质量分数为42.9%
D.若该混合物与足量反应,生成准状况下2.24 L的气体
【答案】B
【分析】已知混合物总质量,含、、;,,只有能与盐酸反应生成氢气,由关系式得,;加过量剩余固体为,,,根据,得,;则,。
【解析】A.配制溶液选用容量瓶,则,因此需称量,A错误;
B.由分析可知,,,因此,B正确;
C.总,得,则,C错误;
D.仅单质与产,方程式为,因此,,D错误;
故选B。
7.某有机物A 0.1 mol其质量为4.6 g完全燃烧,生成4.48 L标况下的和.若A能与钠反应,则同质量的A与足量的钠反应产生标准状况气体体积为
A.1.12 L B.2.24 L C.3.36 L D.4.48 L
【答案】A
【解析】A的摩尔质量:;燃烧产物物质的量:标况下,即1 mol A含2 mol C;,即1 mol A含6 mol H;1 mol A中C、H总质量为,剩余质量,即1 mol A含1 mol O,因此A的分子式为;结合A能与钠反应,确定A为乙醇(),反应关系为,则0.1 mol A生成,标况体积为;故选A。
8.某品牌碳酸钙颗粒是一种良好的补钙剂,为了测定该补钙剂中钙含量,某化学兴趣小组进行如下实验:
步骤I:准确称取该补钙剂(含钙物质主要是)样品0.300 g,置于烧杯中,加入适量蒸馏水和盐酸溶液,加热促使其溶解。
步骤II:向所得步骤I溶液中加入氨水调节溶液pH值,趁热逐滴加约溶液,冷却后过滤,通过一系列操作得到固体。
步骤III:取步骤II所得固体全部放入烧杯中,加入稀溶液,把固体溶解,加热至,使其生成的溶液恰好与标准溶液完全反应()
(1)的摩尔质量为_____。
(2)该标准溶液中含的物质的量为_____mol。
(3)该补钙剂样品中钙离子的质量百分含量为_____。
【答案】(1)100
(2)5×10-4
(3)16.7%
【解析】(1)CaCO3的摩尔质量为M(CaCO3)=40+12+3×16=100 g/mol;
(2)该标准溶液中含的物质的量为n()=cV=0.02500 L×0.02 mol/L=5×10-4 mol;
(3)由5~2可知n()=2.5×5×10-4=1.25×10-3 mol,又因为CaCO3~CaC2O4~,所以m(Ca2+)=1.25×10-3mol×40 g/mol=0.050g,所以该补钙剂样品中钙离子的质量百分含量为:。
9.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g铜(已知硫酸与硝酸均反应完全且硝酸全部被还原为NO气体)。
(1)溶液中的物质的量为___________mol。
(2)标准状况下,产生的NO的体积为___________mL。
(3)原混合溶液中硫酸的浓度为___________mol/L。
【答案】(1)0.3
(2)4480
(3)1.5
【解析】(1)铜与混酸反应的离子方程式为: ,溶解铜的质量为19.2 g,铜的摩尔质量为,因此,铜全部转化为,故。
(2)根据离子方程式得关系式:,因此,标准状况下体积。
(3)根据离子方程式得,总; 来自硝酸和硫酸:硝酸完全反应,,硝酸提供的,因此硫酸提供的; 硫酸为二元酸,故,溶液体积为,因此。
考向03 守恒法的应用
10.某干燥白色固体可能含有、、NaOH中的一种或几种,取一定质量的该固体加蒸馏水配制成240 mL溶液,并向该溶液中滴加0.5 的盐酸,得到标准状况下体积(假设气体全部逸出)与消耗盐酸体积的关系如图所示(忽视溶液体积的变化)。下列说法错误的是
A.AB段发生的离子反应为:
B.V=0.672
C.白色固体可能是和的混合物
D.B点时溶液中的钠离子浓度为0.2
【答案】C
【分析】某干燥白色固体可能含有Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种,可能发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,据此分析;
【解析】A.AB段为产生二氧化碳气体的反应,发生的离子反应为,A正确;
B.由图像可知,AB段消耗HCl的物质的量为0.5 mol/L×0.06 L=0.03 mol,根据离子方程式可知生成二氧化碳的物质的量为0.03 mol,标准状况下最终产生二氧化碳的体积V=0.03 mol×22.4 L/mol=0.672 L,B正确;
C.若白色固体是Na2CO3与NaHCO3的混合物,则AB段消耗盐酸的体积应大于100 mL,不符合图示,C错误;
D.B点时,溶液中的溶质为NaCl,根据电荷守恒有n(Na+)=n(Cl-),总消耗HCl的物质的量为0.5 mol/L×0.16 L=0.08 mol,故n(Na+)=0.08 mol,此时溶液总体积为240 mL+160 mL=400 mL,则c(Na+)==0.2 mol/L,D正确;
故选C。
11.向一定质量的和组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸,当固体物质完全溶解后生成和气体(标准状况下)。在所得溶液中加入的溶液,生成沉淀的质量为,此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A.原稀硝酸中的物质的量浓度为
B.、与硝酸反应后剩余的为
C.原样品混合物中和的质量之比为
D.若将混合物中全部替换为等质量,反应生成的物质的量减小
【答案】C
【解析】A.根据N元素守恒,,,,故,浓度为,A错误;
B.根据氮元素守恒,反应后溶液中,,故,B错误;
C.根据铜守恒,电子守恒,解得,,质量比为,C正确;
D.等质量的和,失电子总数更多:失电子,生成;失电子,生成,生成物质的量增大,D错误;
故答案为C。
12.7.68 g铜与一定浓度的硝酸恰好完全反应,生成(已换算为标准状况下的体积)NO和的混合气体。下列说法错误的是
A.被还原的硝酸的物质的量为
B.硝酸的物质的量浓度为
C.混合气体中NO的物质的量分数为10%
D.将混合气体通入水槽内倒置容器,充入标准状况下3.36 L氧气时液体充满容器
【答案】D
【解析】A.被还原的硝酸的物质的量等于NO和NO2的总物质的量,为,A正确;
B.反应中硝酸一部分被还原为气体(0.2mol),一部分作为酸生成,作为酸的硝酸(表现酸性的硝酸)的物质的量为2×n(Cu)=2×=0.24mol,总硝酸物质的量为,浓度为,B正确;
C.设NO物质的量为x,物质的量为y,列方程:,电子守恒,解得,NO的物质的量分数为,C正确;
D.混合气体和氧气、水反应生成硝酸,电子守恒可知氧气得电子总物质的量等于铜失电子的0.24mol,每个得4个电子,故n(O2)=,标况下体积为,D错误;
故选D。
13.将4.40 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%的硝酸中,得到NO和NO2的混合气体共2.24 L(已折算到标准状况下),向反应后溶液中逐渐滴加4.00mol/L NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀,经过滤、洗涤、烘干,并用酒精灯加热灼烧至质量不变,最终得固体6.00 g。(本题不考虑)
(1)反应中,被还原的HNO3的物质的量为__________mol。
(2)合金中铜和镁的物质的量之比为__________。
(3)当金属离子恰好沉淀完全时,加入NaOH溶液的体积为___________mL。
【答案】(1)0.100
(2)
(3)325
【解析】(1)被还原的全部转化为和,根据N原子守恒,被还原硝酸的物质的量等于混合气体总物质的量:。
(2)最终灼烧得到的固体为和,固体增加的质量为结合O元素的质量:,。1mol Cu或1mol Mg最终均结合1mol O,故。设为,为,联立方程:解得,故二者物质的量之比为。
(3)原硝酸总物质的量:。金属离子恰好沉淀时,溶液溶质为,根据N守恒:,故,。
重难·创新演练
1.(2026·广东汕头·二模)工业上合成氨的原料气中含有少量,可通过铜氨液处理而除去,其反应为:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的电子数为
B.含有的键为
C.和充分反应制氨气时,转移的电子数为
D.在的溶液中含有氧原子数为
【答案】B
【解析】A.题目未说明CO处于标准状况,无法用标况下气体摩尔体积计算11.2 L CO的物质的量,电子数无法确定,A错误;
B.1个中,每个含3个N-H σ键,2个共6个σ键,与2个之间形成2个配位σ键,总共有8个σ键,因此1 mol该离子含σ键为,B正确;
C.合成氨反应是可逆反应,反应物不能完全转化,(1 mol)和(3 mol)反应,转移电子数小于,C错误;
D.该溶液中,溶剂水分子本身也含有氧原子,因此溶液中氧原子总数大于,D错误;
故选B。
2.(2026·河北唐山·模拟预测),是一种重要的化工原料,常温下呈液态,在潮湿的空气中可发生反应。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中含有的分子数目为
B.1mol固态冰中含有的键数目为
C.溶液中含有的数目为
D.常温下,中含有的电子数目为
【答案】B
【解析】A.标准状况下为液态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,不能得出分子数目为,A错误;
B.1个分子中含有2个键,1 mol 固态冰即1 mol,含有的键数目为,B正确;
C.是中强酸,在水溶液中分步且部分电离,故溶液中数目小于,C错误;
D.7.3 g 的物质的量为,1个分子含18个电子,故所含电子数目为,D错误;
故选B。
3.(2026·贵州黔西南·二模)已知()的沸点为77℃。一种制备无水的反应原理为。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.1 L 盐酸中含有的H原子数为
B.标准状况下,1 mol 中含有的σ键数目为
C.上述反应每生成22.4 L ,转移的电子数目为
D.1 mol/L溶液中含有的数目一定小于
【答案】B
【解析】A.1 L2 mol/L盐酸中,氯化氢含有的氢原子个数为:2 mol/L×1 L×NA mol-1=2NA;盐酸中溶质氯化氢和溶剂水分子中都含有氢原子,所以溶液中的氢原子数大于2NA,A错误;
B.由题意可知,SOCl2的结构式为:,分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键,则标准状况下,1 molSOCl2中含有的σ键数目为1 mol×3×NA mol-1=3NA,B正确;
C.由方程式可知,反应中没有元素发生化合价变化,该反应是非氧化还原反应,反应中不存在电子的转移,C错误;
D.缺溶液的体积,无法计算1 mol/L氯化铁溶液中的氯化铁的物质的量和铁离子的数目,D错误
故选B。
4.(2026·陕西榆林·模拟预测)碱式硫酸铬主要用于鞣革工业、陶瓷釉彩、印刷技术方面等,工业上可用还原法制备,化学方程式为。下列说法错误的是
A.一定条件下,2mol 和1mol 充分反应后气体分子的数目小于2NA
B.该反应中消耗1mol时,转移电子的数目为3 NA
C.标准状况下,4.0g由与组成的物质中含有中子的数目为2 NA
D.常温下,1L 的NaOH溶液中由水电离的的数目为NA
【答案】A
【解析】A.反应中,该反应为可逆反应,2 mol 和1 mol 充分反应后,剩余气体包括未反应的、和生成的,假设完全生成,则气体分子数为,因此实际气体分子数目大于,A项错误;
B.反应中Cr从+6()降至+3()每摩尔Cr转移3 mol电子,则反应中消耗1 mol 时,转移的电子数目为,B项正确;
C.和的摩尔质量均为20 g/mol,4.0 g与组成的物质的摩尔质量为,每个分子均含10个中子,则总中子数目为,C项正确;
D.的NaOH溶液中,来自水电离的,因此,则1 L该溶液中由水电离的数目为,D项正确;
故选A。
5.(2026·江西赣州·模拟预测)在加热和加压的条件下,异丙醇经空气多步氧化生成丙酮和过氧化氢:。下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4L 中C原子数目为
B.上述反应中消耗32g 时转移电子的数目为
C.生成1mol 的同时形成的π键数目为
D.1mol 中含有的孤电子对数为
【答案】C
【解析】A.标准状况下异丙醇为液体,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,无法得出C原子数目为,A错误;
B.反应中中0价O全部转化为中-1价O,物质的量为,反应时转移电子数为,B错误;
C.分子的羰基含1个双键,每个双键中含1个键,生成丙酮时形成键数目为,C正确;
D.中每个O原子含2对孤电子对,含孤电子对数目为,D错误;
故选C。
6.(2026·陕西西安·三模)已知反应,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.CH3OH为非极性分子,难溶于水
B.每消耗22.4LO2,上述反应转移电子数目为
C.60g质量分数为25%的溶液中含有的O原子数为
D.1基态原子中,s轨道上的电子数目为:
【答案】C
【解析】A.为极性分子,易溶于水,A错误;
B.未指明所处的状态,无法计算转移电子数,B错误;
C.60g质量分数为25%的溶液中HCHO的物质的量为:n1=,含的O原子数为0.5NA,其中水的物质的量为:n2=,含的O原子数为2.5NA,则共含有的O原子数为,C正确;
D.1基态原子中,s轨道上的电子数目为,D错误;
故答案选C。
7.(2026·福建泉州·模拟预测)配合物和反应制备的反应方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.中含有键数为
B.中杂化的原子数目为
C.和反应生成数目小于
D.当转移1mol电子时,生成数目为
【答案】B
【解析】A.26.4g 的物质的量为,1个中含6个Mo-C配位σ键、6个CO内部σ键,共12个σ键,故总σ键数为,A正确;
B.中甲基C原子、羟基O原子均为杂化,1 mol 中杂化的原子数目为,不是,B错误;
C.合成氨为可逆反应,反应物不能完全转化,1 mol 完全反应最多生成,故生成数目小于,C正确;
D.反应中Mo元素从0价升高到+2价,2mol 反应转移4mol电子,同时生成12mol ,故转移1mol电子时生成的物质的量为3mol,数目为,D正确;
答案选B。
8.检验干香菇中添加剂亚硫酸盐的残留物(以计,最大允许值为)的方法如下:取干香菇样品,通过一系列步骤使其中的亚硫酸盐完全转化为,产生的恰好与12.00mL1.000×10-3mol/L的碘溶液完全反应,下列说法不正确的是
A.该碘溶液中含的物质的量为1.2×10-5mol
B.的摩尔质量为64
C.该样品中亚硫酸盐含量为38.4(以计)
D.该干香菇能安全使用
【答案】B
【解析】A. ,A正确;
B. 的摩尔质量应为,B错误;
C.由反应方程式可知, ,样品中亚硫酸盐含量为,C正确;
D.因,符合最大允许值要求,该干香菇能安全使用,D正确;
故选B。
9.2.16 g铜镁合金完全溶解于未知浓度的浓硝酸中,得到和的混合气体(标准状况)。向反应后的溶液中加入的溶液时金属离子恰好全部沉淀,此时沉淀质量为。若将盛有该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。下列说法不正确的是
A.该合金中铜的质量是
B.该浓硝酸中的物质的量浓度是
C.和的混合气体中,的体积分数是
D.通入的的体积(标准状况下)
【答案】C
【解析】A.设铜、镁物质的量分别为、,沉淀与合金的质量差为的质量,,,联立方程,解得,铜的质量为,A正确;
B.根据N元素守恒,,。混合气体总物质的量为,设、,由电子守恒得(即金属失去电子的物质的量),结合解得、,气体中总N为,总硝酸浓度为,B正确;
C.的体积分数等于物质的量分数,为,C错误;
D.混合气体与、水反应生成硝酸,由电子守恒,得电子总数等于金属失电子总数,,标准状况下体积为,D正确;
故选C。
10.某实验小组用足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中,所得气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是。
A.100mL B.120mL C.50mL D.150mL
【答案】A
【解析】根据电子守恒,失去电子总数等于得到电子总数,标准状况下1.12 L 物质的量为,得电子总物质的量为,则,结合,得,,A正确;
故答案选A。
11.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1的稀盐酸,生成的CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在O~a内,只发生酸碱中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO+2H+=H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2
【答案】C
【解析】A.在0~a内,先发生氢离子与氢氧根离子的中和反应,再发生碳酸根离子与氢离子生成碳酸氢根离子的反应,A项错误;
B.a点时的溶液为氯化钠和碳酸氢钠的混合溶液,所以ab段发生反应的离子方程式为+H+=H2O+CO2↑,B项错误;
C.由ab段发生的反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,生成0.44 g CO2消耗盐酸的体积为(0.4-a) L,则3.65 g·L-1×(0.4-a) L=,解得a=0.3,C项正确;
D.由计算可得碳酸钠的质量是1.06 g,生成碳酸氢根离子消耗的稀盐酸的体积是0.1 L,则中和氢氧化钠消耗的稀盐酸的体积是0.3 L-0.1 L=0.2 L,所以氢氧化钠的质量是3.65 g·L-1×0.2 L×=0.8 g,原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为,D项错误;
故答案选C。
12.(2026·甘肃武威·模拟预测)已知,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.常温常压下,含键数为
B.常温下,溶液中,含数为
C.上述反应中,完全反应时生成数为
D.上述反应中,每生成时转移的电子数为
【答案】D
【解析】A.常温常压下,的物质的量不等于0.2 mol,含键数不为,A错误;
B.当酸电离的氢离子浓度小于水的电离时,不能忽视水的电离,溶液接近中性,含mol,数约为,B错误;
C.据上述反应可知,氯酸分解生成氯气、高氯酸,没有氯离子生成,C错误;
D.反应过程中氯酸中氯元素化合价由+5变为氯气中氯元素化合价0,存在,相当于0.1 mol,生成8 mol水时转移80 mol电子,则生成0.1 mol水时转移1 mol电子,转移的电子数为,D正确;
故选D。
13.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是
A.第二份溶液从反应开始至结束,所得气体总体积在标况下为4.48 L
B.OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C.原混合酸中的物质的量为0.2 mol
D.C点浓度为
【答案】D
【分析】混合酸200mL平均分为两份,每份体积为100mL。结合铁粉反应曲线的各段质量变化与气体产量特征,OA段加入5.6gFe即0.1molFe时产生气体,此时酸性条件下具有强氧化性,将Fe氧化为,自身被还原为NO;AB段加入Fe质量从5.6g到8.4g,新增Fe质量为2.8g即0.05mol,气体量不变,此时已完全反应,Fe与生成的发生归中反应生成;BC段加入Fe质量从8.4g到14.0g,新增Fe质量为5.6g即0.1mol,再次产生气体,此时为过量Fe与剩余反应生成。结合铜粉溶解的量计算每份溶液中的物质的量,9.6gCu物质的量为0.15mol,按反应,0.15molCu完全反应消耗0.1mol,即每份溶液中物质的量为0.1mol。
【解析】A.OA段0.1molFe反应失去0.3mol电子,生成NO的物质的量为0.1mol,BC段0.1molFe反应失去0.2mol电子,生成的物质的量为0.1mol,总气体物质的量为0.2mol,标况下体积为,A正确;
B.OA段酸性条件下氧化Fe生成NO,AB段Fe与发生归中反应,BC段Fe与剩余反应生成,B正确;
C.每份溶液中物质的量为0.1mol,原混合酸体积为200mL,故原混合酸中总物质的量为,C正确;
D.C点溶液溶质为,加入Fe总质量为14.0g,物质的量为,故每份溶液中物质的量为0.25mol,每份溶液体积为0.1L,浓度为,D错误;
故选D。
14.将3.52 g镁铜合金投入40 mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2的混合气体0.08 mol(不考虑其他气体),反应结束后向溶液中加入120 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀且质量为6.24 g。若将盛有0.08 mol该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为。下列说法中错误的是
A.Mg与Cu的物质的量之比为1∶1 B.原硝酸的浓度为8 mol·L-1
C.NO2和NO的体积比为3∶1 D.通入的O2的体积为896 mL(标准状况)
【答案】C
【分析】金属与硝酸反应时,镁、铜失电子,硝酸中N元素得电子生成和,反应后加溶液至金属阳离子完全沉淀,沉淀为和,沉淀与合金的质量差为结合的的质量,计算得,金属失电子总物质的量等于的物质的量,为0.16mol,结合得失电子守恒可确定和的物质的量之比,结合合金总质量可确定镁铜的质量比,结合N元素守恒可确定原硝酸浓度,结合电子守恒可确定通入的体积,据此分析:
【解析】A.设Mg物质的量为,Cu物质的量为,金属失电子总物质的量等于沉淀结合的的物质的量,故,结合总质量,解得、,二者物质的量之比为,A正确;
B.反应后溶液溶质为,根据Na守恒,根据N元素守恒,总,原硝酸浓度,B正确;
C.设物质的量为,物质的量为,则,结合得失电子守恒,解得、,相同条件下气体体积比等于物质的量之比,和体积比为,C错误;
D.混合气体被完全氧化为,N元素失电子总物质的量为,反应得电子,故,标况下体积为,D正确;
答案选C。
15.实验室在常温下为进行有关氯气的性质实验,需要4瓶体积为100 mL的纯净氯气(常温常压下,氯气的密度为2.91 g/L)。采用与质量分数为36.5%的盐酸()反应来制取所需氯气。
请回答:
(1)的摩尔质量为_______g/mol。
(2)盐酸的物质的量浓度为_______mol/L。
(3)理论上最少需要的质量为_______g。(计算结果保留2位小数)
【答案】(1)87
(2)12.0
(3)1.43
【解析】(1)摩尔质量数值与相对分子质量相等,Mn的相对原子质量为55,O的相对原子质量为16,因此的摩尔质量为;
(2)物质的量浓度与质量分数换算公式为,代入、、摩尔质量 ,得;
(3)首先计算所需总物质的量:总容积为 ,总质量为 ,物质的量 。根据反应,,因此质量为。
真题·实战演练
1.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
【答案】B
【解析】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
2.(2023·重庆·高考真题)已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若消耗(标准状况),下列叙述错误的是
A.转移的电子数为 B.生成的质量为
C.生成的氧化产物分子数为 D.生成的含有孤电子对数为
【答案】C
【解析】A.反应中F的化合价由0价转化为-1价,O的化合价由-2价变为+2价,转移电子数为4e-,若消耗(标准状况)即=2mol,故转移的电子数为,A正确;
B.根据反应,每消耗2molF2生成的质量为2mol=,B正确;
C.根据反应可知反应生成的氧化产物为OF2,每消耗2molF2生成的氧化产物OF2分子数为,C错误;
D.根据反应可知,每消耗2molF2生成H2O的物质的量为1mol,又知1个H2O中含有2对孤电子对,即生成的含有孤电子对数为,D正确;
故答案为C。
3.(2024·上海·高考真题)粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO、K+等可溶性杂质离子,根据生产要素,可采取不同的精制方法。方法1可制得高纯度的NaCl晶体且产率较高。流程图如下:
已知:
化学式
BaSO4
BaCO3
Ksp(25℃)
1.1×10-10
2.6×10-9
(1)过滤时,除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器___________。
A. B. C. D.
(2)①中加入的BaCl2应过量,检验BaCl2是否过量的实验方法是___________。
(3)②中先后加入稍过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液,产生的沉淀H有___________。(用化学式表示)
(4)若将过滤I和过滤Ⅱ两步操作合并进行,可能会导致___________。
A.不能除尽Ba2+ B.不能除尽SO C.消耗更多的Na2CO3 D.消耗更多的NaOH
(5)加入稀盐酸,调节pH至3~4,除去的离子有___________。
(6)KCl和NaCl的溶解度曲线如下图。
则④中“系列操作”___________。
A.蒸发至表面有晶膜出现,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B.蒸发至表面有晶膜出现,趁热过滤、洗涤、干燥
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤、洗涤、干燥
D.蒸发至大量晶体析出后,停止加热。并用余热蒸干、洗涤、干燥
方法2和方法3精制的盐水可用于纯碱工业。
方法2:粗盐水中先加入石灰乳(含Ca(OH)2的悬浊液)除去Mg2+,再通入含有NH3、CO2的工业废气除去Ca2+,过滤得到盐水。
方法3:粗盐水中先加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+,过滤得到盐水。
(7)写出方法2中,除去Ca2+时发生反应的离子方程式___________。相比于方法3,方法2的优点是___________。
(8)若某粗盐水中的MgCl2为0.38g·L-1,CaCl2为1.11g·L-1,用方法3处理10L该粗盐水,计算至少需加入石灰乳(折算成CaO)和碳酸钠的物质的量___________。(写出计算过程)
【答案】(1)B
(2)在上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则说明BaCl2溶液过量
(3)Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3
(4)BC
(5)CO、OH-
(6)C
(7)Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH 利用工业废气除Ca2+,降低了成本
(8)n(CaO)=0.04mol、n(Na2CO3)=0.14mol
【分析】粗盐加入稍过量的BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,除去硫酸根离子,过滤,滤液中加入稍过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,加入稍过量Na2CO3溶液,生成BaCO3和CaCO3沉淀,除去Ba2+和Ca2+,过滤,滤液中加入稀盐酸,除去氢氧化钠、碳酸钠,经过一系列操作后得到精盐。
【解析】(1)过滤时,除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器普通漏斗,故选B;
(2)钡离子会和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,故检验BaCl2是否过量的实验方法是:在上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则说明BaCl2溶液过量;
(3)加入稍过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,加入稍过量Na2CO3溶液,生成BaCO3和CaCO3沉淀,故沉淀H中含有:Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3;
(4)由表数据,相同条件下,由于BaCO3和BaSO4的Ksp较为接近,若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,可能发生沉淀的转化:,使得硫酸根离子不能完全去除,且消耗更多的Na2CO3溶液,故选BC;
(5)滤液Ⅱ中含过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入盐酸,调节pH至3~4,则除去的离子有CO、OH-;
(6)由图可知,KCl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响较小,因此先蒸发至大量晶体析出,此时KCl在滤液中,趁热过滤,得到晶体洗涤干燥可得到精盐,故选C;
(7)方法2中,除去Ca2+时发生反应为在通入氨气形成的碱性条件下,钙离子、氨气、二氧化碳、水生成碳酸钙沉淀和氯化铵,反应的离子方程式Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH;相比于方法3,方法2的优点是提纯粗盐的同时,可变废为宝,将含NH3和CO2的工业废气转化为氮肥,,降低了成本,同时减少了废气的排放,有利于保护环境;
(8)MgCl2为0.38g·L-1,即,由关系式:可得,提纯10L该粗盐水,需要加入石灰乳(视为CaO)物质的量为0.004mol/L×10L=0.04mol;粗盐水中CaCl2为1.11g·L-1,,即,,此时溶液中Ca2+总物质的量为0.1mol+0.04mol=0.14mol,由关系式:可得,需加入Na2CO3的物质的量为0.14mol。
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