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第一章 化學計量在實驗中的應用 章末綜合檢測(一) (時間：60分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．三聚氰胺又名蛋白精[分子式為C3N3(NH2)3，相對分子質量：126]是一種低毒性化工產品，嬰幼兒大量攝入可引起泌尿系統(tǒng)疾患。有關三聚氰胺說法正確的是(　　) A．2.52 g三聚氰胺含氮原子數(shù)目為0.12NA B．標準狀況下，1 mol三聚氰胺的體積為22.4 L C．三聚氰胺含氮量約為10% D．三聚氰胺的摩爾質量為126 g 解析：選A。三聚氰胺為固體，摩爾質量為126 gmol－1，1分子三聚氰胺中含有6個氮原子，含氮量約為66.7%。 2．設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述中正確的是(　　) A．14 g乙烯和環(huán)丙烷的混合物中總原子數(shù)為3NA B．常溫下，11.2 L甲烷氣體含有甲烷分子數(shù)為0.5NA C．5.6 g鐵與足量的稀硫酸反應失去電子數(shù)為0.3NA D．0.1 molL－1的氫氧化鈉溶液中含鈉離子數(shù)為0.1NA 解析：選A。A．乙烯和環(huán)丙烷的通式為CnH2n，14 g混合物中總原子的物質的量為3n mol＝3 mol，故正確；B．常溫下氣體摩爾體積不是22.4 Lmol－1，故錯誤；C．Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，失去電子的物質的量為2 mol＝0.2 mol，故錯誤；D．沒有說明體積，故錯誤。 3．將30 mL 0.5 molL－1NaOH溶液加水稀釋到500 mL。NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，關于稀釋后溶液的敘述不正確的是(　　) A．該溶液中OH－濃度為0.03 molL－1 B．該溶液中含Na＋個數(shù)為0.015NA C．向原溶液中加入470 mL蒸餾水即可 D．該溶液中含有氧原子個數(shù)大于0.015NA 解析：選C。溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，則30 mL0.5 molL－1＝500 mLc，c＝0.03 molL－1，A正確；稀釋前后Na＋物質的量不變，為0.015 mol，B正確；應在500 mL容量瓶中定容配制，C錯誤；溶液中水分子中也含有氧原子，D正確。 4．配制一定物質的量濃度的溶液是一個重要的定量實驗，下列有關說法正確的是(　　) A．容量瓶用蒸餾水洗凈后，可不經干燥直接用于配制溶液 B．配制一定物質的量濃度的稀鹽酸時，用量筒量取9.82 mL濃鹽酸 C．配制1 L 0.1 molL－1的NaCl溶液時用托盤天平稱量5.85 g NaCl固體 D．定容時，為防止液滴飛濺，膠頭滴管應緊貼容量瓶內壁 解析：選A。量筒只能精確到0.1 mL，B錯誤；托盤天平只能精確到0.1 g，C錯誤；用膠頭滴管定容時，滴管不能緊貼容量瓶內壁，以防蒸餾水附著在容量瓶刻度線上部，引起誤差，D錯誤。 5．在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，當這兩個容器內氣體的溫度和密度相等時，下列說法中正確的是(　　) A．兩種氣體的壓強相等 B．兩種氣體的氧原子數(shù)目相等 C．兩種氣體的分子數(shù)目相等 D．O2比O3質量小 解析：選B。根據ρ＝可知，V、ρ相同時，O2和O3的質量相同，D錯；等質量的O2和O3中氧原子數(shù)之比為＝1，B正確；＝＝，則分子數(shù)不相等，C錯；根據＝可知，兩種氣體壓強不相等，A錯。 6．在80 g密度為d gcm－3的硫酸鐵溶液中，含有2.8 g Fe3＋，則此溶液中SO的物質的量濃度為(單位為molL－1)(　　) A．d　　　 B．d C．d D．d 解析：選A。根據Fe2(SO4)3的電離方程式：Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO，可得溶液中含n(SO)＝n(Fe3＋)＝＝0.075 mol，溶液的體積V＝10－3 LmL－1，因此c(SO)＝＝d molL－1。 7．等溫等壓下，有質子數(shù)相等的CO、N2、C2H2三種氣體，下列敘述中正確的是(　　) A．體積之比為13∶13∶14 B．密度之比為14∶14∶13 C．質量之比為1∶1∶1 D．原子數(shù)之比為1∶1∶1 解析：選B。A項，三種氣體分子的質子數(shù)分別為14、14、14，質子數(shù)相等的CO、N2、C2H2三種氣體，物質的量相等，等溫等壓下，氣體的體積與其物質的量成正比，所以三者體積之比為1∶1∶1，錯誤；B項，CO、N2、C2H2摩爾質量分別為28 gmol－1、28 gmol－1、26 gmol－1，等溫等壓下，氣體摩爾體積相同，根據ρ＝＝知，密度與摩爾質量成正比，則密度之比為28∶28∶26＝14∶14∶13，正確；C項，三種氣體分子的物質的量相等，CO、N2、C2H2摩爾質量分別為28 gmol－1、28 gmol－1、26 gmol－1，根據m＝nM知，質量之比與摩爾質量成正比為28∶28∶26＝14∶14∶13，錯誤；D項，1分子CO、N2、C2H2分別含原子數(shù)為2、2、4，所以三種氣體原子數(shù)之比為1∶1∶2，錯誤。 8．質量分數(shù)為a%，物質的量濃度為c molL－1的KOH溶液，蒸發(fā)溶劑，恢復到原溫度，若質量分數(shù)變?yōu)?a%，則物質的量濃度變?yōu)?　　) A．大于2c molL－1 B．等于2c molL－1 C．小于2c molL－1 D．在c～2c molL－1 解析：選A。設質量分數(shù)為a%KOH溶液的密度為x gmL－1，質量分數(shù)為2a%KOH溶液的密度為y gmL－1，則：質量分數(shù)為a% KOH溶液的物質的量濃度為c＝ molL－1；質量分數(shù)為2a% KOH溶液的物質的量濃度為c′＝ molL－1，氫氧化鉀溶液濃度越大，密度越大，則x2c。 9．硫代硫酸鈉溶液與鹽酸的反應(Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O)可用于探索濃度對反應速率的影響。常溫常壓下，若該反應產生固體單質16 g，則反應中各有關物質的物理量均正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)(　　) 選項 二氧化硫 硫代硫酸鈉 轉移的電子 A 1 mol NA B 11.2 L 0.5 mol C 158 g 2 mol D 79 g NA 解析：選D。該反應為S2O在酸性條件下的歧化反應，S2O中硫的化合價為＋2，1 mol S2O參加反應生成1 mol單質硫和1 mol SO2，轉移2 mol電子，故常溫常壓下反應生成16 g(即0.5 mol)單質硫時，必生成0.5 mol SO2，同時轉移1 mol電子，需要注意的是常溫常壓下11.2 L SO2的物質的量不是0.5 mol，故只有D項正確。 10．在t ℃時，將a g NH3完全溶于水，得到V mL溶液，假設該溶液的密度為ρ g/mL，質量分數(shù)為w，其中含有NH的物質的量是b mol，下列敘述正確的是(　　) A．溶質的質量分數(shù)w＝100% B．溶質的物質的量濃度c＝ mol/L C．溶液中c(OH－)＝ mol/L＋c(H＋) D．向上述溶液中加入V mL水，所得溶液的質量分數(shù)大于0.5w 解析：選C。溶質的質量分數(shù)w＝100%，A錯誤；在計算時氨水中的溶質是NH3，而不是NH3H2O，將w＝100%代入公式c＝，化簡可得c＝ mol/L，B錯誤；氨水中含有的陽離子為H＋和NH，含有的陰離子只有OH－，根據電荷守恒可知C正確；由于氨水的密度小于水的密度，與水等體積混合所得稀氨水的質量大于原氨水質量的2倍，故其質量分數(shù)小于0.5w，D錯誤。 二、非選擇題(本題包括5小題，共50分) 11．(9分)計算后填空： (1)在標準狀況下，448 mL某氣體的質量為0.64 g，這種氣體的相對分子質量為________。 (2)某氯化鐵與氯化鈉的混合液，已知c(Fe3＋)＝0.2 molL－1，c(Cl－)＝1 molL－1。則c(Na＋)為________。 (3)19 g某二價金屬的氯化物RCl2中含有0.4 mol的Cl－，則R的相對原子質量為________。 (4)V L Fe2(SO4)3溶液中含F(xiàn)e3＋m g，則溶液中SO的物質的量濃度為________molL－1。 (5)在無土栽培中，配制1 L含5 mol NH4Cl、1.6 mol KCl、2.4 mol K2SO4的某營養(yǎng)液，若用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4配制，則需KCl、NH4Cl的物質的量分別為________、________。 (6)如圖所示，分別向密閉容器內可移動活塞的兩邊充入空氣(已知空氣體積占整個容器容積的1/4)、H2和O2的混合氣體，在標準狀況下，若將H2、O2的混合氣體點燃引爆，活塞先左彈，恢復原溫度后，活塞右滑停留于容器的中央。則原來H2、O2的體積之比可能為______。 解析：(6)設空氣的物質的量為1 mol，反應前，左右兩室的體積之比為1∶3，反應前右室的物質的量為3 mol，反應后，活塞處于中央，兩室體積相等，則兩室中氣體的物質的量相等，反應后右室氣體物質的量為1 mol，發(fā)生反應2H2＋O22H2O，設H2、O2的物質的量分別為x mol、y mol，若氫氣過量，則：，解得x∶y＝7∶2；若氧氣過量，則：，解得x∶y＝4∶5。 答案：(1)32　(2)0.4 molL－1　(3)24　(4) (5)6.4 mol　0.2 mol　(6)7∶2或4∶5 12．(10分)實驗室需要0.1 molL－1NaOH溶液450 mL和0.5 molL－1硫酸溶液500 mL。根據這兩種溶液的配制情況回答下列問題： (1)如圖所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是________(填序號)，配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是________________(填儀器名稱)。 (2)下列操作中，容量瓶所不具備的功能是________(填序號)。 A．配制一定體積準確濃度的標準溶液 B．貯存溶液 C．測量容量瓶規(guī)格以下的任意體積的液體 D．準確直接稀釋某一濃度的溶液 E．用來加熱溶解固體溶質 (3)根據計算用托盤天平稱取NaOH的質量為______g。在實驗中其他操作均正確，若定容時仰視刻度線，則所得溶液濃度________0.1 molL－1(填“大于”“等于”或“小于”，下同)。若NaOH溶液在轉移至容量瓶時未經冷卻，則所得溶液濃度________0.1 molL－1。 (4)根據計算得知，所需質量分數(shù)為98%、密度為1.84 gcm－3的濃硫酸的體積為________mL(計算結果保留一位小數(shù))。配制過程中需先在燒杯中將濃硫酸進行稀釋，稀釋時操作方法是_________________________________________________。 解析：(1)配制溶液時不用圓底燒瓶和分液漏斗，還必須有溶解用的燒杯和攪拌、引流用的玻璃棒。 (2)容量瓶不能用來直接溶解、稀釋、貯存溶液，容量瓶只有一個刻度線，只能用來測量所標明容積的溶液的體積。 (3)應配制500 mL NaOH溶液，則m(NaOH)＝0.5 L0.1 molL－140 gmol－1＝2.0 g。定容時若仰視刻度線，則實際溶液體積偏大，則所配制溶液濃度偏低，即小于0.1 molL－1。若NaOH溶液未經冷卻就轉入容量瓶定容，溫度冷卻到標定溫度時，溶液體積偏小，導致所配NaOH溶液濃度偏大，即大于0.1 molL－1。 (4)濃硫酸的濃度為c＝＝ molL－1＝18.4 molL－1，則0.5 molL－1500 mL＝18.4 molL－1V，V＝13.6 mL，要注意濃硫酸稀釋的操作要點。 答案：(1)AC　燒杯、玻璃棒　(2)BCDE　(3)2.0　小于　大于　(4)13.6　將濃硫酸沿器壁緩緩倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌 13．(9分)一定量的氫氣在氯氣中燃燒，所得混合物用100 mL 6.00 molL－1的NaOH溶液(密度為1.2 gmL－1)恰好完全吸收，測得溶液中含有NaClO的物質的量為0.1 mol。 (1)原NaOH溶液的質量分數(shù)為________。 (2)所得溶液中Cl－的物質的量為________mol。 (3)所用氯氣和參加反應的氫氣的物質的量之比 n(Cl2)∶n(H2)＝____________。 解析：(1)根據c＝可知，原NaOH溶液的質量分數(shù)w＝100%＝100%＝20%。 (2)根據鈉元素守恒有n(NaCl)＋n(NaClO)＝n(NaOH)，故n(NaCl)＝0.1 L6.00 molL－1－0.1 mol＝0.5 mol，所以溶液中氯離子的物質的量為 0.5 mol。 (3)設氯氣與氫氧化鈉反應生成的氯離子的物質的量為x，由n(NaClO)＝0.1 mol，根據電子轉移守恒有x＝0.1 mol，溶液中Cl－來源于氯化氫及氯氣與氫氧化鈉的反應，氯化氫提供的氯離子為0.5 mol－0.1 mol＝0.4 mol，即反應后的混合氣體中n(HCl)＝0.4 mol，根據氫元素守恒可知，n(H2)＝n(HCl)＝0.4 mol＝0.2 mol，而n(Cl2)＝n(NaOH)＝0.1 L6.00 molL－1＝0.3 mol，故所用氯氣和參加反應的氫氣的物質的量之比為0.3 mol∶0.2 mol＝3∶2。 答案：(1)20%　(2)0.5　(3)3∶2 14．(10分)某同學用電解法測定某金屬氧化物MO中金屬M的摩爾質量：①稱取該氧化物MO質量為W g，完全溶解于240 mL 6 molL－1硫酸溶液中，再配成250 mL溶液；②從250 mL該溶液中取出50 mL溶液，以鉑為電極電解，當金屬剛好完全析出時，電極增重m g(已知氧化性：M2＋>H＋)。 (1)本實驗需要240 mL 6 molL－1硫酸溶液，配制該溶液時需要98.3%(ρ＝1.84 gcm－3)的濃硫酸體積為________mL。 (2)電解過程中，導線上通過________NA個電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))。 (3)計算在標準狀況下，另一極產生氣體的體積為________L。 (4)M的摩爾質量為______________________(用含W、m的表達式表示)。 解析：(1)實驗室沒有240 mL容量瓶，要用250 mL容量瓶配制該硫酸溶液。 0．25 L6 molL－1＝V，V＝81.3 mL。 (2)MO―→M Ar＋16　 Ar W g 5m g Ar＝，n(M)＝＝ mol， 根據M2＋＋2e－===M知，n(e－)＝ mol。 (3)陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑， V(O2)＝ mol22.4 Lmol－1＝ L。 (4)M＝ gmol－1。 答案：(1)81.3　(2)　(3) (4) gmol－1 15．(12分)CO2是重要的化工原料，也是應用廣泛的化工產品。CO2與過氧化鈉或超氧化鉀反應可產生氧氣。 完成下列計算： (1)CO2通入氨水生成NH4HCO3，NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解，分解產物經干燥后的體積為________L(標準狀況)。 (2)某H2中含有2.40 mol CO2，將該混合氣體通入2.00 L NaOH溶液中，CO2被完全吸收。如果NaOH完全反應，該NaOH溶液的濃度為________。 (3)CO2和KO2有下列反應： 4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2 4KO2＋4CO2＋2H2O===4KHCO3＋3O2 若9 mol CO2在密封艙內和KO2反應后生成9 mol O2，則反應前密封艙內H2O的量應該是________。 (4)甲烷和水蒸氣反應的產物是合成甲醇的原料：CH4＋H2OCO＋3H2。 已知：CO＋2H2CH3OH； CO2＋3H2CH3OH＋H2O。 300 mol CH4完全反應后的產物中，加入100 mol CO2后合成甲醇。若獲得甲醇350 mol，殘留氫氣120 mol，則CO2的轉化率為________。 解析：(1)碳酸氫銨分解的化學方程式為NH4HCO3H2O＋NH3↑＋CO2↑，從反應的化學方程式可以看出，分解產物經干燥后，所得氣體為NH3和CO2，且n(NH3)＋n(CO2)＝2n(NH4HCO3)＝22.00 mol＝4.00 mol，則V(混合氣體)＝4.00 mol22.4 Lmol－1＝89.6 L，即分解產物經干燥后的體積為89.6 L。 (2)根據題意，2.40 mol CO2被完全吸收，NaOH也完全反應，則反應的產物可能是Na2CO3(此時NaOH溶液的濃度最大)或NaHCO3(此時NaOH溶液的濃度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用極值思想分析兩種特殊情況： ①CO2＋NaOH===NaHCO3， n(NaOH)＝n(CO2)＝2.40 mol， 則c(NaOH)＝＝1.20 molL－1； ②CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O， n(NaOH)＝2n(CO2)＝4.80 mol， 則c(NaOH)＝＝2.40 molL－1； 綜合①②可知，NaOH溶液的濃度范圍為1.20 molL－1≤c(NaOH)≤2.40 molL－1。 (3)設反應前密封艙內H2O的物質的量為n， 4KO2＋4CO2＋2H2O===4KHCO3＋3O2 2n 　n 1.5n 4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2 9－2n 　　　1.5(9－2n) 根據題意生成氧氣9 mol，所以有1.5n＋1.5(9－2n)＝9 mol，解得n＝3 mol，即反應前密封艙內H2O的物質的量為3 mol。 (4)CH4　＋　H2OCO?。?H2 300 mol 300 mol 900 mol 設CO2的轉化率為α，CO的轉化率為β CO?。?H2CH3OH 300β mol　600β mol　 300β mol CO2?。?H2CH3OH?。2O 100α mol　300α mol　 100α mol 根據題意，共生成350 mol甲醇，所以有 300β mol＋100α mol＝350 mol?、? 根據題意，反應后殘留氫氣120 mol，則實際參加反應的氫氣為900 mol－120 mol，所以有600β mol＋300α mol＝900 mol－120 mol?、? 由①②式可得α＝0.8，即CO2的轉化率為80%。 答案：(1)89.6　(2)1.2 molL－1≤c(NaOH)≤2.4 molL－1　(3)3 mol　(4)80%