高考化学三轮冲刺以物质的量为核心的计算方法考前微测试含解析 8页

三轮冲刺--以物质的量为核心的计算方法考前微测试 1．由 Zn、Fe、Al、Mg 四种金属中的两种组成的混合物 10 g，与足 量的稀盐酸反应产生 11.2 L（标准状况）氢气，则混合物中一定含 有的金属是（ ） A．Zn B．Fe C．Al D．Mg 【答案】C 【解析】由于混合物中四种金属的含量不确定，故无法列方程式或方 程组求解。假设全部为四种金属中的某一金属与足量的稀盐酸反应产 生 11.2 L（标准状况）氢气，可得所消耗的质量分别为 m(Zn)=32.5 g、 m(Fe)= 28 g、m(Mg)=12 g、m(Al)=9 g。其中只有 Al 的质量小 于 10 g。故混合物中一定含有 Al。 2．在含有 a g HNO3 的稀硝酸中，加入 b g 铁粉充分反应，铁全部溶 解并生成 NO，有 g HNO3 被还原，则 a∶b 不可能为（ ） A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2 【答案】A 【解析】Fe 与 HNO3 反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两 种极端情况。 （1）若 Fe 过量，发生反应：3Fe+8HNO3(稀) 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 则有 ＝3∶8，解得： 此为 a∶b 的最小值。 （2）若 HNO3 过量，发生反应 Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4 a 56 63 b a∶ 3 1 a b = 则有 ＝1∶4，解得： 此为 a∶b 的最大值。 所以 a∶b 的取值范围为 ，即 a∶b 的比值在此范围内均 合理。 3、向一定量 Fe、Fe2O3 的混合物中加入 250 mL 2 mol·L－1 的 HNO3 溶 液，反应完成后生成 1.12 L NO(标准状况)，再向反应后溶液中加入 1 mol·L－1 NaOH 溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入 NaOH 溶 液的体积最少是 A．450 mL B．500 mL C．400 mL D．不能确定 【答案】A 【解析】要使铁元素恰好完全沉淀，最后溶液必为 NaNO3 溶液，由原 子守恒有 n(NaOH)＝n(NO－3 )＝n(HNO3)－n(NO)，即 0.25 L×2 mol·L －1－ ＝V(NaOH)×1 mol·L－1，所以 V(NaOH)＝0.45 L＝450 mL。 4、一定质量的镁、铝合金与硝酸恰好完全反应，得硝酸盐溶液和 NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与标准状况下 3.36 L 氧气混合 后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸盐 溶液中加入 2 mol/L NaOH 溶液至沉淀最多时停止加入，将沉淀滤出， 向滤液中加水稀释至 500 mL，此时所得溶液的物质的量浓度为 A．0.5 mol/L B．1 mol/L C．1.2 mol/L D．2 mol/L 【答案】C 【解析】由题意可知最终滤液为 NaNO3 溶液，根据得失电子守恒和电 荷守恒计算，金属失去的电子数等于氧气得到的电子数(可以认为硝 56 63 b a∶ 9 2 a b = 3 9 1 2 a b ≤ ≤ 1 1.12 L 22.4 L mol−⋅ 酸起到转移电子的作用)，金属失去多少电子就带多少单位正电荷， 在溶液中就需结合相同数目的硝酸根离子，最终生成硝酸钠，故硝酸 钠的物质的量为：n(NaNO3)＝4n(O2)＝0.6 mol，则 c(NaNO3)＝0.6 mol÷0.5 L＝1.2 mol/L。 5、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】样品加热发生的反应为 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm 168 106 62 m(NaHCO3) (w1－w2)g 故样品中 NaHCO3 质量为 g，样品中 Na2CO3 质量为 w1 g－ g，其质量分数为 ＝ ＝ 。 6、向 100 mL 1 mol·L－1 的 NaOH 溶液中通入一定量的 SO2 后，将所 得的溶液蒸干得到 5.8 g 固体物质，则该固体的成分是（ ） A．Na2SO3 B．NaHSO3 C．Na2SO3、NaHSO3 D．Na2SO3、NaOH 【答案】D 【解析】本题中反应后得到的物质只可能有 Na2SO3、NaHSO3、 2 1 1 84 53 31 w w w − 1 2 1 84( ) 31 w w w − 2 1 1 73 42 31 w w w − 2 1 1 115 84 31 w w w − 1 2168( ) 62 w w− 1 2168( ) 62 w w− 2 3(Na CO ) ( ) m m 样品 1 2 1 1 168( )g g62 g w ww w −− 2 1 1 84 53 31 w w w − Na2SO3+NaHSO3、Na2SO3+NaOH 四种情况，其中只有 Na2SO3 或只有 NaHSO3 时计算比较简单，故可先分别假设所得固体中只有 Na2SO3 或 NaHSO3。 假设所得固体全部是 Na2SO3，则由钠原子守恒知可得到 0.05 mol Na2SO3，质量为 6.3 g；同理可求出当固体全部为 NaHSO3 时的质量为 10.4 g，因计算出的两个数据均大于所得到的固体质量，故说明固体 物质中有一部分 NaOH 没有转化为相应的盐。 7、可能混有下列两种杂质的硫酸铵样品 13.2 g，与过量 NaOH 溶液 在加热条件下反应，收集到标准状况下 4.3 L 气体，则样品中不可能 混入的杂质是 A．NH4HCO3、NH4NO3 B．(NH4)2CO3、NH4Cl C．NH4Cl、NH4HCO3 D．NH4Cl、NH4NO3 【答案】B 【解析】13.2 g 纯净的(NH4)2SO4 与过量 NaOH 溶液在加热条件下反应 时最多能生成标准状况下 4.48 L 气体，实际生成气体的体积为 4.3 L<4.48 L，故杂质中能转化为 NH3 的氮元素含量低于(NH4)2SO4 中的氮 元素含量。(NH4)2SO4 中的氮元素含量为 14/66，NH4HCO3 中的氮元素 含量为 14/79，NH4NO3 中能转化为 NH3 的氮元素含量为 14/80(注意 中的氮元素不能转化为 NH3)，(NH4)2CO3 中的氮元素含量为 14/48， NH4Cl 中的氮元素含量为 14/53.5。B 项中两种物质中的氮元素含量均 比硫酸铵中的高，C、D 两项中两种物质的氮元素含量一种比硫酸铵 中的高，一种比硫酸铵中的低，A 项中两种物质的氮元素含量均比硫 酸铵的低，依平均值原理知，样品中不可能混入的杂质是(NH4)2CO3、 NH4Cl。 8、工业上制硫酸的主要反应如下： 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O H2SO4 3NO− 煅烧 2.5 t 含 85%FeS2 的黄铁矿石(杂质不参加反应)时，FeS2 中 的 S 有 5.0%损失而混入炉渣，可制得________t 98%的硫酸。 【答案】3.36 【解析】根据化学方程式，可得关系式：FeS2～2SO2～2SO3～ 2H2SO4，即：FeS2～2H2SO4。过程中硫元素的损耗可认为第一步反应中 的损耗，故可制得 98%硫酸的质量是 ＝3.36 t。 9、氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格 CuCl 产品 的主要质量指标为 CuCl 的质量分数大于 96.50%。工业上常通过下列 反应制备 CuCl：2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3 2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑ （1）CuCl 制备过程中需要质量分数为 20.0%的 CuSO4 溶液，试 计算配制该溶液所需的 CuSO4·5H2O 与 H2O 的质量之比。 （2）准确称取所制备的 0.250 0 g CuCl 样品置于一定量的 0.5 mol·L－1FeCl3 溶液中，待样品完全溶解后，加水 20 mL，用 0.100 0 mol·L－1 的 Ce(SO4)2 溶液滴定到终点，消耗 24.60 mL Ce(SO4)2 溶液。有关化学反应为 Fe3++CuCl Fe2++Cu2++Cl－ Ce4++Fe2+ Fe3++Ce3+ 通过计算说明上述样品中 CuCl 的质量分数是否符合标准。 【答案】（1）5∶11 （2）符合 【解析】（1）设需要 CuSO4·5H2O 的质量为 x，H2O 的质量为 y。 CuSO4·5H2O 的相对分子质量为 250，CuSO4 的相对分子质量为 160， 依题意有 ，x∶y＝5∶11。 98 2 2.5 t 85% (1 5.0%) 120 98% × × × × − × 160 20.0250 100 x x y × =+ （2）设样品中 CuCl 的质量为 z。 由化学反应方程式可知：CuCl～Fe2+～Ce4+ 则： z＝0.244 8 g CuCl 的质量分数为 ×100%＝97.92% 97.92%>96.50%，所以样品中的 CuCl 符合标准。 10、（1）碳酸氢铵在 170 ℃时完全分解，生成的混合气体平均相对 分子质量是________。 （2）某爆鸣气中 H2 和 O2 的质量分数分别为 75%和 25%，则该爆 鸣气对氢气的相对密度是________。 （3）体积为 1 L 的干燥容器充入 HCl 气体后，测得容器中气体 对氧气相对密度为 1.082，用此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后， 进入容器中液体的体积是________。 【答案】（1）26.3 （2）1.3 （3）0.75 L 【解析】（1）NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根据质量守恒可知：n(NH4HCO3)·M(NH4HCO3)＝n(混)· (混)， 故 (混)＝ ×79 g·mol－1＝26.3 g·mol－1，即混合气体的平均相 对分子质量为 26.3。 （2）设爆鸣气 100 g，则 H2 的物质的量为 100 g×75%÷2 g·mol －1＝37.5 mol，O2 物质的量为 100 g×25%÷32 g·mol－1＝0.78 mol。 故爆鸣气的平均摩尔质量为 100 g÷(37.5+0.78)mol＝2.6 g·mol－1，即对氢气的相对密度为 2.6 g·mol－1÷2 g·mol－1＝1.3。 （3）干燥容器中气体的平均相对分子质量为 1.082×32＝34.62， 由 34.62＜36.5，故该气体应为 HCl 和空气的混合气体。 1 3 99.5 g 1mol 0.1000 mol L 24.60 10 Lz − −= ⋅ × × 0.2448 g 0.2500 g M M 1 3 令 HCl 的体积分数为 x，则空气的体积分数为（1-x），则： 36.5x+29（1-x）=34.6， 解得：x=0.75 即混合气体中 HCl 的体积为 1 L×0.75＝0.75 L。由于 HCl 气体 极易溶于水，所以当喷泉结束后，进入容器中液体的体积即为 HCl 气 体的体积 0.75 L。 11、250℃时，21.2 g KOH 和 KHCO3 的混合物在一密闭容器中充分反 应，若冷却后固体的质量为 19.4 g，求原混合物中各物质的质量。 【答案】若两种物质恰好反应，其化学方程式为 KOH + KHCO3 K2CO3 +H2O↑ Δm (固体质量差) 56 g 100 g 18 g m(KOH) m(KHCO3) m=21.2 g−19.4 g=1.8 g 可得参加反应的 m(KOH)=5.6 g，m(KHCO3)=10.0 g。 因为 21.2 g﹥15.6 g (5.6 g+10 g)，说明 KOH 和 KHCO3 有一种 过量。若过量的物质为 KOH，满足题意；若过量的物质为 KHCO3，KHCO3 继续分解，差量将大于 1.8 g，不符合题意。 故原混合物中 m(KOH)=11.2 g，m(KHCO3)=10.0 g。 【解析】若两种物质恰好反应，其化学方程式为 KOH + KHCO3 K2CO3 +H2O↑ Δm(固体质量差) 56 g 100 g 18 g m(KOH) m(KHCO3) m=21.2 g−19.4 g=1.8 g 可得参加反应的 m(KOH)=5.6 g，m(KHCO3)=10.0 g。 因为 21.2 g﹥15.6 g (5.6 g+10 g)，说明 KOH 和 KHCO3 有一种 过量。若过量的物质为 KOH，满足题意；若过量的物质为 KHCO3，KHCO3 继续分解，差量将大于 1.8 g，不符合题意。 故原混合物中 m(KOH)=11.2 g，m(KHCO3)=10.0 g。