2020届高考化学一轮复习化学计量在实验中的应用作业 8页

化学计量在实验中的应用 ‎1.(2017浙江11月选考,22,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(　　)‎ A.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA B.25 ℃时,pH=3的醋酸溶液1 L,溶液中含H+的数目小于0.001NA C.任意条件下,1 mol苯中含有C—H键的数目一定为6NA D.a mol的R2+(R的核内中子数为N,质量数为A)的核外电子数为a(A-N-2)NA 答案　B　A项,反应初期,浓硫酸与镁反应的产物是H2O、SO2和MgSO4,硫酸变稀后与镁反应的产物是H2和MgSO4,若0.2 mol H2SO4反应对应的还原产物只有SO2,转移电子数为0.2NA,若对应的还原产物只有H2,则转移电子数为0.4NA,所以转移电子数应介于0.2NA 和0.4NA之间,故A正确;25 ℃时,pH=3的醋酸溶液中c(H+)=10-3 mol/L,1 L该溶液中含H+的数目为0.001NA,故B错误;1个苯分子中含有6个C—H键,1 mol苯中含有C—H键的数目一定为6NA,故C正确;R2+核外电子数为(A-N-2),a mol R2+的核外电子数为a(A-N-2)NA,故D正确。‎ ‎2.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,2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA B.1 L 0.1 mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA C.1 mol KI与0.1 mol FeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.1NA D.0.1 mol乙烯与乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA 答案　D　本题考查阿伏加德罗常数的有关计算。标准状况下乙醇呈液态,A错误;硫酸钠溶液中有水,水分子中也含氧原子,B错误;C中发生的反应为2I- +2Fe3+ I2 +2Fe2+,KI不可能完全反应,C错误;等物质的量的乙烯与乙醇完全燃烧所消耗的氧分子数相同,0.1 mol乙烯与乙醇完全燃烧消耗0.3 mol O2,D正确。‎ ‎3.(2016浙江10月选考,22,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)‎ A.2.8 g铁粉与50 mL 4 mol·L-1盐酸反应转移电子的数目为0.15NA B.常温下1 L pH=13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H+的数目为0.1NA C.标准状况下,8.96 L氢气、一氧化碳的混合气体完全燃烧,消耗氧分子的数目为0.2NA D.1.2 g金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为0.4NA 答案　C　2.8 g铁粉与50 mL 4 mol·L-1盐酸反应生成亚铁离子,铁粉完全反应,转移电子的数目为0.1NA,故A错误;常温下1 L pH=13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H+的数目为10-13NA,故B错误;标准状况下,8.96 L氢气、一氧化碳的混合气体的物质的量是0.4 mol,完 全燃烧消耗氧分子的数目为0.2NA,故C正确;由于1 mol金刚石与1 mol石墨中含有碳碳单键的数目不相同,因此不能计算出1.2 g金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目,故D错误。‎ ‎4.(2018课标Ⅰ,10,6分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA 答案　B　本题考查阿伏加德罗常数的有关计算。16.25 g FeCl3的物质的量是0.1 mol,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是若干Fe(OH)3的聚集体,故胶体粒子数目远小于0.1NA,A项错误;Ar是单原子分子,22.4 L(标准状况)氩气的物质的量是1 mol,含有的质子数为18NA,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,其摩尔质量是92 g·mol-1,则92.0 g甘油含有羟基的数目为3.0NA,C项错误;甲烷与氯气反应的产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4同时存在,1.0 mol CH4与足量氯气反应时上述四种有机物的总物质的量为1.0 mol,D项错误。‎ ‎5.(2018课标Ⅱ,11,6分)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA B.100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA 答案　C　本题考查阿伏加德罗常数的应用。1 mol P4分子中有6 mol P—P键,A不正确;Fe3+水解,100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中Fe3+数目小于0.1NA,B不正确;标准状况下,11.2 L甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)混合物的物质的量为0.5 mol,其中含氢原子的物质的量为2 mol,C正确;SO2与O2的反应为可逆反应,无法进行到底,2 mol SO2和1 mol O2充分反应后分子总数大于2NA,D不正确。‎ ‎6.(2018课标Ⅲ,8,6分)下列叙述正确的是(　　)‎ A.24 g镁与27 g铝中,含有相同的质子数 B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同 C.1 mol重水与1 mol水中,中子数比为2∶1‎ D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同 答案　B　本题考查原子结构与化学键。A项,24 g镁和27 g铝的物质的量均为1 mol,1 mol镁含有的质子数为12NA,1 mol铝含有的质子数为13NA,错误;B项,等质量的O2和O3中含有等物质的量的氧原子,含有的电子数相同,正确;C项,1 mol重水含有10 mol中子,1 mol水含有8 mol中子,故中子数比为5∶4,错误;D项,乙烷的结构式为,1 mol乙烷中含有7 mol化学键,乙烯的结构式为,1 mol乙烯中含有5 mol化学键,错误。‎ ‎7.(2017课标Ⅱ,8,6分)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)‎ A.1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH‎4‎‎+‎的数量为0.1NA B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA 答案　D　本题考查阿伏加德罗常数及相关计算。由于NH4Cl溶液中NH‎4‎‎+‎水解,所以1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH‎4‎‎+‎的数量少于0.1NA,A错;2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.2NA,B错;标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体的物质的量为0.1 mol,则所含分子数为0.1NA,C错;H2(g)+I2(g)2HI(g)在反应前后气体分子总数不变,D正确。‎ ‎8.(2017课标Ⅲ,10,6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A.0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子 B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+‎ C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子 D.密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键 答案　A　本题考查阿伏加德罗常数的应用。11B的质量数为11,中子数为6,A正确;题中未给出溶液的体积,B不正确;标准状况下苯不是气体,C不正确;PCl3与Cl2反应制备PCl5为可逆反应,D不正确。‎ ‎9.取W g NaHCO3固体,加热使其完全分解,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中全部吸收,生成5.0 g CaCO3沉淀。试计算:‎ ‎(1)CaCO3的物质的量为　　　　mol。 ‎ ‎(2)W=　　　　。 ‎ 答案　(1)0.05　(2)8.4‎ 解析　(1)n(CaCO3)=‎5.0 g‎100 g/mol=0.05 mol。‎ ‎(2)由2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O可知,n(NaHCO3)=2n(CO2)=2n(CaCO3)=2×0.05 mol=0.1 mol,故W g=0.1 mol×84 g/mol=8.4 g,解得W=8.4。‎ ‎10.将一定量的CO2气体通入500 mL某NaOH溶液中,充分反应后,低温蒸发此溶液,得到不含结晶水的白色固体A,取三份质量不同的该白色固体A分别与50 mL相同浓度的盐酸反应,得到气体的体积(标准状况下)与固体A的质量关系如下表所示:‎ 组别 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 盐酸的体积(mL)‎ ‎50‎ ‎50‎ ‎50‎ 固体A的质量(g)‎ ‎3.80‎ ‎6.20‎ ‎7.20‎ 气体体积(mL)‎ ‎896‎ ‎1344‎ ‎1344‎ ‎(1)上表中第　　组数据表明加入的50 mL盐酸反应后有剩余。 ‎ ‎(2)组成固体A的物质是　　　　　　,其物质的量之比为　　　　。 ‎ 答案　(1)①　(2)Na2CO3与NaHCO3　1∶1‎ 解析　(1)因①~③组所用盐酸的量相同,而第①组生成的气体比其他各组都少,表明第①组加入的50 mL盐酸反应后有剩余。‎ ‎(2)标准状况下,3.80 g固体A完全反应产生的CO2为‎896 mL‎22 400 mL·mol‎-1‎=0.04 mol,若固体A为Na2CO3,则其质量为0.04 mol×106 g·mol-1=4.24 g;若固体A为NaHCO3,则其质量为0.04 mol×84 g·mol-1=3.36 g,因3.36 g<3.80 g<4.24 g,所以固体A为Na2CO3和NaHCO3的混合物,此混合物的平均摩尔质量为‎3.8 g‎0.04mol=95 g·mol-1。运用十字交叉法可知,Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1∶1。‎ ‎11.某溶质为Al2(SO4)3和Na2SO4的混合溶液中,c(Al3+)∶c(Na+)=1∶2,若c(SO‎4‎‎2-‎)=2.5 mol·L-1,则c(Al3+)为(　　)‎ A.0.5 mol·L-1　 B.1 mol·L-1‎ C.2 mol·L-1　 D.3 mol·L-1‎ 答案　B　根据溶液呈电中性可得,c(Na+)+3c(Al3+)=2c(SO‎4‎‎2-‎),设c(Al3+)=x mol·L-1,则 c(Na+)=2x mol·L-1,故2x mol·L-1+x mol·L-1×3=2c(SO‎4‎‎2-‎)=2.5 mol·L-1×2,解得x=1,故c(Al3+)=1 mol·L-1。‎ ‎12.下列溶液中氯离子浓度与50 mL 1 mol·L-1氯化铝溶液中氯离子浓度相等的是(　　)‎ A.150 mL 1 mol·L-1的氯化钠溶液 B.75 mL 2 mol·L-1的氯化铵溶液 C.150 mL 3 mol·L-1的氯化钾溶液 D.75 mL 1 mol·L-1的氯化亚铁溶液 答案　C　根据化学式可知,50 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液中Cl-浓度为3 mol·L-1。150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液中,Cl-浓度为1 mol·L-1×1=1 mol·L-1,故A错误;75 mL 2 mol·L-1氯化铵溶液中,Cl-浓度为2 mol·L-1×1=2 mol·L-1,故B错误;150 mL 3 mol·L-1 KCl溶液中,Cl-浓度为3 mol·L-1×1=3 mol·L-1,故C正确;75 mL 1 mol·L-1 FeCl2溶液中,Cl-浓度为1 mol·L-1×2=2 mol·L-1,故D错误。‎ ‎13.某溶质为CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL,已知溶液中阳离子的浓度相同,且SO‎4‎‎2-‎的物质的量浓度为6 mol·L-1,则此溶液最多溶解铁粉的质量为(　　)‎ A.11.2 g B.16.8 g C.19.6 g D.22.4 g 答案　D　n(SO‎4‎‎2-‎)=0.1 L×6 mol·L-1=0.6 mol,已知溶质为CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的溶液中阳离子的浓度相同,则阳离子的物质的量也相同,设Cu2+、Fe3+、H+三种离子物质的量均为n,根据电荷守恒可知:2n+3n+n=0.6 mol×2,由此解得n=0.2 mol,Cu2+、H+、Fe3+都能与Fe反应生成Fe2+,最后溶质的成分为FeSO4,则n(FeSO4)=0.6 mol,根据铁原子守恒可知,此溶液最多溶解铁粉的物质的量为0.6 mol-0.2 mol=0.4 mol,则此溶液最多溶解铁粉的质量为0.4 mol×56 g·mol-1=22.4 g,故选D。‎ ‎14.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO‎4‎‎2-‎,取此溶液0.5V L,用水稀释至2V L,稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度是(　　)‎ A.a‎96V mol·L-1 B.a‎144V mol·L-1‎ C.a‎48V mol·L-1 D.a‎576V mol·L-1‎ 答案　D　a g硫酸根离子的物质的量为:ag‎96 g·mol‎-1‎=a‎96‎ mol,取出的0.5V L溶液中含有硫酸根离子的物质的量为a‎96‎ mol×‎0.5VLVL=a‎192‎ mol,稀释过程中溶质的物质的量不变,则稀释后溶 液中铁离子的物质的量为a‎192‎ mol×‎2‎‎3‎=a‎288‎ mol,稀释后溶液中铁离子的物质的量浓度为a‎288‎mol‎2VL=a‎576V mol·L-1,故选D。‎ ‎15.配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,下列操作不正确的是(　　)‎ 答案　C　称量固体时,当接近称量质量时,应用左手拿药匙,右手轻轻振动左手手腕,图示操作正确,故A不选;为防止溶解和洗涤时所用蒸馏水的体积超过容量瓶容积,溶解时应用量筒控制所加蒸馏水的量,图示操作正确,故B不选;移液时,玻璃棒应插在刻度线以下,图示操作错误,故选C;定容时,当液面接近刻度线1~2 cm时,用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线,图示操作正确,故D不选。‎ ‎16.将一定质量的铁粉和铝粉的均匀混合物平均分成两份。一份与足量的稀硫酸反应,收集的H2在标准状况下的体积为1.792 L;另一份与某浓度的硝酸反应,生成的气体与标准状况下1.12 L的O2一起通入水中,反应后无气体剩余。则原混合物中铁粉的质量为(　　)‎ A.2.24 g　 B.3.36 g C.4.48 g　 D.5.60 g 答案　C　根据得失电子守恒有2n(Fe)+3n(Al)=‎1.792 L‎22.4 L·mol‎-1‎×2,与某浓度的硝酸反应,产生的气体与标准状况下1.12 L的O2一起通入水中,反应后无气体剩余,氧气得到的电子等于Al和Fe失去的电子,因此有3n(Fe)+3n(Al)=‎1.12 L‎22.4 L·mol‎-1‎×4,解得n(Fe)=0.04 mol,混合物均匀分成两份,则混合物中铁质量为2×0.04×56 g=4.48 g,C项正确。‎ ‎17.将15.66 g镁铝合金加入800 mL稀硝酸中,恰好完全反应(假设反应中还原产物只有NO),向所得溶液中加入足量的3 mol·L-1 NaOH溶液,测得生成沉淀的质量与原合金的质量相等,则下列有关叙述不正确的是　(　　)‎ A.原稀硝酸的浓度为2.6 mol·L-1‎ B.生成NO的体积为11.648 L(标准状况)‎ C.反应过程中共消耗1.56 mol NaOH D.合金中Al的质量分数约为58.6%‎ 答案　C　将一定质量的镁铝合金加入稀硝酸中,两者恰好完全反应(假设反应中还原产物只有NO),发生反应:3Mg+8HNO3(稀) 3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、Al+4HNO3(稀) Al(NO3)3+NO↑+2H2O,向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,发生反应:Mg(NO3)2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaNO3、Al(NO3)3+4NaOH NaAlO2+3NaNO3+2H2O。已知沉淀为氢氧化镁,生成沉淀的质量与原合金的质量相等,则氢氧化镁中含有的氢氧根的质量与铝的质量相等,则合金中铝的质量为15.66 g×‎34‎‎34+24‎=9.18 g,镁的质量为15.66 g-9.18 g=6.48 g。镁的物质的量为‎6.48 g‎24 g·mol‎-1‎=0.27 mol,铝的物质的量为‎9.18 g‎27 g·mol‎-1‎=0.34 mol,根据反应方程式可知,硝酸的物质的量=‎8‎‎3‎×0.27 mol+4×0.34 mol=2.08 mol,则原稀硝酸的浓度为‎2.08mol‎0.8 L=2.6 mol·L-1,A项正确;根据上述分析,生成NO的物质的量为‎2‎‎3‎×0.27 mol+0.34 mol=0.52 mol,体积为11.648 L(标准状况),B项正确;反应过程中消耗NaOH的物质的量为2×0.27 mol+4×0.34 mol=1.9 mol,C项错误;合金中Al的质量分数为‎9.18 g‎15.66 g×100%≈58.6%,D项正确。‎ ‎18.为研究某(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品的组成,称取四份该样品,分别逐滴加入相同浓度的NaOH溶液25.0 mL,加热并完全反应,产生NH3的体积(NH3的体积已折算成标准状况,不考虑NH3在水中的溶解)如下表所示:‎ 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ NaOH溶液体积(mL)‎ ‎25.0‎ ‎25.0‎ ‎25.0‎ ‎25.0‎ 样品质量(g)‎ ‎3.62‎ ‎5.43‎ ‎7.24‎ ‎10.86‎ NH3体积(mL)‎ ‎896‎ ‎1 344‎ ‎1 344‎ ‎896‎ ‎(1)样品中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为　　　。 ‎ ‎(2)NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为　　　　　。 ‎ 答案　(1)1∶2　(2)4.00 mol/L 解析　(1)NH4HSO4的电离方程式为NH4HSO4 NH‎4‎‎+‎+H++SO‎4‎‎2-‎,加入NaOH溶液的过程中先是发 生反应:H++OH- H2O,然后发生反应:NH‎4‎‎+‎+OH- NH3↑+H2O。按Ⅰ组数据计算,设n[(NH4)2SO4]和n(NH4HSO4)分别为x mol、y mol,依题意有‎132x+115y=3.62‎‎2x+y=‎‎0.896‎‎22.4‎,解得x=0.01、y=0.02,所以n[(NH4)2SO4]∶n(NH4HSO4)=0.01 mol∶0.02 mol=1∶2。‎ ‎(2)应选NaOH已完全反应的第Ⅳ组,10.86 g样品中n(H+)=n(NH4HSO4)=0.02 mol×3=0.06 mol,据H++OH- H2O知,消耗0.06 mol NaOH,据反应NH‎4‎‎+‎+OH- NH3↑+H2O知,生成0.896 L NH3消耗NaOH的物质的量:‎0.896 L‎22.4 L/mol=0.04 mol,NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为‎0.06mol+0.04mol‎0.025 L=4.00 mol/L。‎ ‎19.(2017浙江4月选考,29,4分)分别称取2.39 g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。‎ ‎(1)将其中一份配成溶液,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)为　。 ‎ ‎(2)另一份固体混合物中NH‎4‎‎+‎与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时,溶液中c(Cl-)=　　　　　　　　(溶液体积变化忽略不计)。 ‎ 答案　(1)1∶2　(2)0.100 mol·L-1‎ 解析　(1)n[(NH4)2SO4]=n(BaSO4)=‎2.33 g‎233 g·mol‎-1‎=0.01 mol,n(NH4Cl)=‎2.39 g-0.01mol×132 g·mol‎-1‎‎53.5 g·mol‎-1‎=0.02 mol,n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)=1∶2。‎ ‎(2)c[Ba(OH)2]×0.1 L=n[Ba(OH)2]=n(BaSO4)=0.01 mol,c[Ba(OH)2]=0.1 mol·L-1。‎ ‎2NH‎4‎‎+‎　　　~　　　Ba(OH)2‎ ‎ 2 1‎ ‎(0.01×2+0.02)mol 0.1 mol·L-1×V ‎2‎‎(0.01×2+0.02)mol‎=‎‎1‎‎0.1mol·L‎-1‎×V 解得V=0.2 L,c(Cl-)=0.02 mol÷0.2 L=0.100 mol·L-1。‎