2023 高考化学二轮专题复习 专题2　化学计量及其应用 专项训练

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专题2　化学计量及其应用
(一)　阿伏加德罗常数
(建议用时25分钟)
选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.2 L 0.5 mol·L-1醋酸钠水溶液中CH3COO-与OH-离子数之和等于NA
B.2 mol SO2(g)和2 mol O2(g)在密闭容器中充分反应,生成的SO3分子数为2NA
C.0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子
D.22.4 L(标准状况)HF所含的质子数为10NA
解析:选C。2 L 0.5 mol·L-1醋酸钠水溶液中c(Na+)=0.5 mol·L-1,根据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),2 L 0.5 mol·L-1醋酸钠水溶液中CH3COO-与OH-的物质的量浓度之和大于0.5 mol·L-1,即n(CH3COO-)+n(OH-)>1 mol,两者的离子数之和大于NA,A错误;SO2与O2反应为可逆反应,2 mol SO2(g)和2 mol O2(g)在密闭容器中充分反应,生成的SO3分子数小于2NA,B错误;11B中含有5个质子、6个中子,0.1 mol 11B中含有0.6NA个中子,C正确;标准状况下HF不是气体,不能使用气体摩尔体积,D错误。
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中,正确的是 (　　)
A.常温常压下,16 g O2和O3的混合物中共含有NA个氧原子
B.已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol-1,则一定条件下甲烷燃烧生成NA个H2O(g)时释放445 kJ热量
C.1 mol Na2O2与SO2完全反应时转移电子数为NA
D.在铜与硫反应中,1 mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA
解析:选A。16 g O2和O3的混合物中n(O)=16 g16 g·mol-1=1 mol,含有NA个氧原子,A正确;甲烷的燃烧热为890 kJ·mol-1,1 mol甲烷燃烧生成2 mol液态水放出890 kJ的能量,则一定条件下甲烷燃烧生成1 mol H2O(l)时释放445 kJ热量,B错误;Na2O2+SO2===Na2SO4,1 mol Na2O2完全反应时转移2 mol电子,转移电子数为2NA,C错误;铜与硫反应生成Cu2S,1 mol铜原子参加反应失去的电子数为NA,D错误。
易错提醒
(1)1 mol Na2O2与足量的CO2或H2O反应,转移1 mol电子。
(2)1 mol Na2O2与SO2完全反应,转移2 mol电子。
3.(2022·重庆二模)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)
A.14 g聚丙烯中含C—H键总数目为2nNA
B.常温下,pH=13的NaOH溶液中含有的OH-数目为0.1NA
C.1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,阴离子总数大于0.1NA
D.含有NA个Fe(OH)3胶粒的氢氧化铁胶体中,铁元素的质量为56 g
解析:选C。14 g聚丙烯 ()含C—H键总数目为2NA,A错误;未知溶液体积,无法计算OH-数目,B错误;根据S2-+H2OHS-+OH-,阴离子总数大于0.1NA,C正确;1个Fe(OH)3胶粒是由很多个Fe(OH)3构成的,NA个Fe(OH)3胶粒中含铁元素的物质的量大于1 mol,即铁元素的质量大于56 g,D错误。
加固训练
　　用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是 (　　)
A.18 g重甲基(—CD3)中含有的电子数为9NA
B.22.4 L(标准状况)CH2Cl2中含C—H键数为2NA
C.10 g 34%H2O2溶液与足量的酸性KMnO4溶液充分反应,转移的电子数为0.2NA
D.常温常压下,3 g HCHO和CH3COOH的混合物中含有0.4NA个原子
解析:选B。18 g重甲基(—CD3)为1 mol,1 mol重甲基(—CD3)中含有9 mol电子,含有电子数为9NA,A正确;标准状况下,CH2Cl2为液态,B错误;高锰酸钾是氧化剂,0.1 mol H2O2生成O2,转移的电子数为0.2 mol,C正确;HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,故3 g HCHO和CH3COOH的混合物含有的原子为4×3 g30 g·mol-1=0.4 mol,D正确。
4.(2022·大连模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.5.85 g氯化钠固体中含有0.1NA个氯化钠分子
B.常温下,1 L pH=5的醋酸溶液中H+的数目为10-5NA
C.含0.2 mol FeCl3的氯化铁溶液中加入足量锌粉,转移的电子数目为0.2NA
D.92 g C3H8O3和C7H8的混合物中,所含C—H键的数目一定为8NA
解析:选B。氯化钠是离子化合物,无氯化钠分子,A错误;1 L pH=5的醋酸溶液中c(H+)=1×10-5mol·L-1,N(H+)=10-5NA,B正确;含0.2 mol FeCl3的氯化铁溶液中加入足量锌粉,发生2Fe3++3Zn===2Fe+3Zn2+,转移电子数目为0.2 mol×3×NA mol-1=0.6NA,C错误;C3H8O3和C7H8的摩尔质量都为92 g·mol-1,92 g C3H8O3和C7H8的混合物物质的量是1 mol,C3H8O3中C—H键不一定是8,可能含O—H键,C7H8中含C—H键8个,D错误。
5.(2022·新疆二模)设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)
A.22.4 L氢气中H2分子的数目为NA
B.0.1 mol27Al3+中含有的电子数为1.3NA
C.0.1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA
D.CH2＝CH2+H2→CH3CH3,生成1 mol乙烷时断裂的共价键总数为NA
解析:选C。未指明状态,不能用Vm=22.4 L·mol-1进行求算,A错误;1个27Al3+中含有10个电子,0.1 mol27Al3+中含有的电子数为NA,B错误;1个肼(H2N—NH2)分子中含有2个孤电子对,0.1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA,C正确;CH2＝CH2+H2→CH3CH3,生成1 mol乙烷时断裂的共价键总数为2NA,D错误。
易错提醒
(1)1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为2。
(2)CH2＝CH2+H2→CH3CH3,生成1 mol乙烷时乙烯和氢气均发生了共价键的断裂。
6.常温下将0.1 L 0.2 mol·L-1KMnO4酸性溶液与一定量pH=3的草酸
(HOOC—COOH)溶液混合,放出V L气体。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.该反应释放CO2分子数目为V22.4NA
B.pH=3的草酸溶液含有H+数目为0.001NA
C.0.1 mol HOOC—COOH含σ键数目为0.7NA
D.当1 mol KMnO4被还原时,转移电子数为10NA
解析:选C。非标准状况下CO2分子数目无法计算,A错误;草酸溶液的体积未知,无法确定氢离子的数目,B错误;根据HOOC—COOH结构,1 mol草酸含有7 mol σ键,所以0.1 mol HOOC—COOH含σ键数目为0.7NA,C正确;KMnO4被还原成Mn2+,Mn元素化合价降低5价,当1 mol KMnO4被还原时转移电子数为5NA,D错误。
方法指导
(1)计算气体的体积用到22.4 L·mol-1时,必须是标准状况。
(2)共价分子中一对共用电子对用一根短线表示,共价单键全是σ键,共价双键中有1个σ键和1个π键,共价三键中有1个σ键和2个π键。
7.(2022·沈阳一模)工业上可根据SO2+H2O2+BaCl2===BaSO4↓+2HCl反应原理,来监测SO2含量是否达到排放标准,用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是 (　　)
A.0.2 mol·L-1BaCl2溶液中含有的Cl-数目为2NA
B.2.24 L SO2气体中含有的分子数为0.1NA
C.含有0.5 mol H2O2的水溶液中含有的O原子数为NA
D.23.3 g BaSO4固体中含有的离子数目为0.2NA
解析:选D。溶液体积未知,无法计算溶液中含有的Cl-数目,A错误;气体状况未知,无法计算二氧化硫的物质的量,B错误;过氧化氢溶液中,过氧化氢、水分子都含有O,所以含有0.5 mol H2O2的水溶液中含有的O原子数大于NA,C错误;23.3 g BaSO4固体中含有的离子数目为0.2NA,D正确。
8.(2022·厦门模拟)Al遇到极稀的硝酸发生反应生成NH4NO3,其反应为8Al+30HNO3===8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)
A.将0.2 mol NH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH4+的数目小于0.2NA
B.1 L 0.1 mol·L-1Al(NO3)3溶液中,阳离子的数目为0.1NA
C.1.0 g由H218O与D2O组成的混合物中所含有的中子总数为0.5NA
D.反应中每消耗2.7 g金属Al,转移的电子数为3NA
解析:选C。根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以c(NH4+)=c(NO3-)=0.2 mol,则溶液中NH4+的数目等于0.2NA,A错误;Al(NO3)3溶液中Al3+会发生水解反应:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,水解后离子数增加,则阳离子的数目大于0.1NA,B错误;H218O与D2O的摩尔质量均为20 g·mol-1,1.0 g混合物的总物质的量为0.05 mol,H218O与D2O都含有10个中子,混合物中所含有的中子总数为0.5NA,C正确;2.7 g金属Al的物质的量为0.1 mol,根据Al~3e-,则转移的电子数为0.3NA,D错误。
9.工业制备硝酸的反应之一为3NO2+H2O===2HNO3+NO。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.室温下,22.4 L NO2中所含原子总数为3NA
B.36 g H2O中含有共价键的总数为2NA
C.上述反应,生成1 mol HNO3转移电子的数目为NA
D.标准状况下,11.2 L NO中所含电子总数为5NA
解析:选C。室温下,22.4 L气体的物质的量不是1 mol,A错误;36 g H2O为2 mol,一分子水中含有2个共价键,则2 mol水中含有共价键的总数为4NA,B错误;上述反应,生成2 mol HNO3共转移2 mol电子,生成1 mol HNO3转移1 mol电子,数目为NA,C正确;标准状况下,11.2 L NO为0.5 mol,一个NO中含有15个电子,则0.5 mol NO中所含电子总数为7.5NA,D错误。
10.(2022·松原模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 (　　)

A.28 g N60(分子结构如图所示)中含有的N—N键数目为1.5NA
B.16.85 g CsCl晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元
C.1 mol丙烯和1 mol环丙烷中所含共价键数目相同
D.0.1 mol C2H2分子中含σ键数目为0.3NA
解析:选A。1个N原子与3个N原子形成3个N—N键,每个N—N键被2个N原子共用,则28 g N60中含有的N—N键为28 g60×14 g·mol-1×60×32=3 mol,A错误;一个氯化铯晶胞有一个氯化铯结构单元,16.85 g CsCl的物质的量是0.1 mol,则该晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元,B正确;1 mol丙烯(CH2＝CH—CH3)和1 mol环丙烷()中所含共价键数目均为9NA,C正确;一个CH≡CH中含有3个σ键,0.1 mol C2H2分子中含σ键数目为0.3NA,D正确。
加固训练
海水提溴过程中发生反应:3Br2+6Na2CO3+3H2O===5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,下列说法正确的是 (　　)
A.标准状况下2 mol H2O的体积约为44.8 L
B.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中CO32-的物质的量为0.1 mol
C.反应中消耗3 mol Br2转移的电子数约为5×6.02×1023
D.反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1
解析:选C。标准状况下,水为液态,A错误;缺溶液的体积,无法计算,B错误;由方程式可知,溴元素的化合价由0价分别变为-1价和+5价,反应中消耗3 mol Br2转移的电子数约为5×6.02×1023,C正确;由方程式可知,溴元素的化合价由0价分别变为-1价和+5价,溴既是氧化剂又是还原剂,氧化产物是溴酸钠,还原产物是溴化钠,溴酸钠和溴化钠的物质的量之比为1∶5,D错误。
11.(2022·黄冈一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol AlCl3晶体中含有的Cl-数目为3NA
B.常温下,1 L 0.1 mol·L-1乙二酸溶液的pH>1,则含H+的数目大于0.1NA
C.1 mol环戊二烯()最多共平面的原子数为8NA
D.1 mol带有乙基支链的链状烃中,主链所含有的碳原子数最少为4NA
解析:选D。AlCl3为分子晶体,其晶体中不含Cl-,A错误;常温下,1 L 0.1 mol·L-1乙二酸溶液的pH>1,c(H+)小于0.1 mol·L-1,则含H+的数目小于0.1NA,B错误;环戊二烯除了亚甲基上的两个H不与其他原子共平面之外,其余最多9个原子共平面,C错误;带有乙基支链的链烃中,如为烷烃,则主链应含有至少5个碳原子,如为烯烃,则至少有4个碳原子,D正确。
加固训练
NaN3、NH4N3均是HN3(叠氮酸,常温下Ka=1.9×10-5)的盐。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.6.5 g 23Na15N3含有的中子总数为3.6NA
B.1 L 0.1 mol·L-1NaN3溶液中含N3-数为0.1NA
C.反应NH4N32N2↑+2H2↑中每生成1 mol N2,转移的电子数为6NA
D.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1HN3溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=1.9×10-5mol·L-1,HN3数目为0.05NA
解析:选D。23Na15N3的摩尔质量为68 g·mol-1,6.5 g 23Na15N3的物质的量不是0.1 mol,一个23Na15N3的中子数为36,含有的中子总数不为3.6NA,A错误;1 L 0.1 mol·L-1NaN3的物质的量为0.1 mol,而叠氮酸在常温下Ka=1.9×10-5,为弱酸,溶液中的N3-会水解,N3-数小于0.1NA,B错误;NH4N32N2↑+2H2↑中氢由+1价变为0价,每生成1 mol H2,转移的电子数为2NA,每生成1 mol H2的同时生成1 mol N2,转移电子数为2NA,C错误;常温下,向1 L 0.1 mol·L-1HN3溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=1.9×10-5 mol·L-1时,Ka=c(N3-)·c(H+)c(HN3)=c(N3-)×1.9×10-5c(HN3)=1.9×10-5,得c(HN3)=c(N3-),n(NH3)=n(N3-)=1 L×0.1mol·L-12=0.05 mol,数目为0.05NA,D正确。
12.(素养培优题)(2022·青岛模拟)设阿伏加德罗常数的值为NA。有关化工原料苯乙炔的叙述正确的是 (　　)
A.51 g该物质中含有σ键数目为2NA
B.标准状况下,22.4 L苯乙炔最多与2NA个HCl发生加成反应
C.1 mol苯乙炔分子中共线的原子数最多为6NA
D.1 mol苯乙炔分子中sp杂化的碳原子数为4NA
解析:选C。51 g苯乙炔的物质的量为51 g102 g·mol-1=0.5 mol,苯乙炔中含有14个σ键,0.5 mol苯乙炔含有σ键数目为7NA,A错误;苯乙炔在标准状况下不是气体,B错误;苯环是平面六边形结构,乙炔是直线形结构,1 mol苯乙炔分子中共线的原子数最多为6NA,C正确;苯乙炔分子中有2个碳原子是sp杂化,1 mol苯乙炔分子中sp杂化的碳原子数为2NA,D错误。
加固训练
　　 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.60 g NaHSO4固体中含有H+的数目为0.5NA
B.12 g金刚石中含有碳碳单键的数目为2NA
C.1.0 mol Cl2与1.0 mol CH4在光照下反应,生成CH3Cl的分子数为NA
D.1 mol OD-和17 g—OH所含的质子数与中子数均为9NA
解析:选B。NaHSO4固体中没有H+,A错误;金刚石中每个碳原子平均含有2个碳碳单键,12 g金刚石中含有碳碳单键的数目为2NA,B正确;CH4与Cl2在光照下的反应是连锁反应,CH3Cl的分子数小于NA,C错误;1 mol OD-含有的质子数与中子数均为9NA,而17 g—OH为1 mol,所含的质子数为9NA,中子数只有8NA,D错误。
(二)　一定物质的量浓度溶液的配制、物质的组成、含量、热重分析和滴定计算
(建议用时25分钟)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·郑州模拟)下列实验操作正确的是 (　　)

A.选用图1滴定管量取17.60 mL NaCl溶液
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.中和滴定时,选用图1滴定管盛装NaOH标准溶液
D.可用图3装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
解析:选A。图1为酸式滴定管,滴定管的精度为0.01 mL,用酸式滴定管可量取17.60 mL NaCl溶液,A正确;滴定管起始读数为0,滴定终点读数为18.10 mL,B错误;中和滴定时NaOH溶液盛装在碱式滴定管中,图1为酸式滴定管,C错误;标准液KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,应该盛装在酸式滴定管中,D错误。
2.(2022·北京石景山二模)实验室配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液,无需用到的仪器是 (　　)

解析:选A。配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液需要用到容量瓶(250 mL)、烧杯、胶头滴管等,不需要圆底烧瓶。
3.(2022·石家庄模拟)实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列说法正确的是 (　　)
A.要完成实验需称取10.6 g Na2CO3·10H2O晶体
B.本实验需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶
C.配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低
D.定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高
解析:选D。配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,需要Na2CO3·10H2O晶体的质量m=1 mol·L-1×286 g·mol-1×0.1 L=28.6 g,A错误;配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、称量或量取、溶解、冷却、移液、洗涤、定容等,用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、100 mL容量瓶、胶头滴管等,B错误;配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响,C错误;定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,依据c=nV可知溶液浓度偏高,D正确。
4.(2022·宁德模拟)二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如图。下列说法不正确的是 (　　)

A.Na2C2O4将MnO2还原为Mn2+
B.滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色
C.MnO2含量为8.7m%
D.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO2含量偏小
解析:选D。Na2C2O4具有还原性,将MnO2还原为Mn2+,A正确;高锰酸钾溶液滴定草酸钠,恰好反应后高锰酸钾过量,溶液显浅紫红色,故滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色,B正确;Na2C2O4将KMnO4还原为Mn2+,有5Na2C2O4~10e-~2KMnO4,与KMnO4反应的Na2C2O4的物质的量为20×10-3L×0.100 0 mol·L-1×52=5×10-3mol;Na2C2O4将MnO2还原为Mn2+,根据电子守恒可知,Na2C2O4~2e-~MnO2,与MnO2反应的Na2C2O4的物质的量也就是MnO2的物质的量,为30×10-3L×0.200 0 mol·L-1-5×10-3 mol=1×10-3mol,MnO2含量为87 g·mol-1×1×10-3molmg×100%=8.7m%,C正确;滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则高锰酸钾的体积读数偏小,测得MnO2含量偏大,D错误。
二、非选择题
5.PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取23.9 g PbO2,将其加热分解,受热分解过程中固体质量随温度的变化如图所示。

A点与C点对应物质的化学式分别为　　　　、　　　　。 
解析:PbO2的物质的量是0.1 mol,其中n(O)=0.2 mol。A点固体减少0.8 g,则剩余氧原子的物质的量是0.15 mol,此时剩余的铅和氧原子的个数之比是2∶3,A点对应的物质是Pb2O3。同理可得出C点对应物质是PbO。
答案:Pb2O3　PbO
6.某工业废水中含有的Mn2+、CN-等会对环境造成污染,在排放之前必须进行处理。在实验室里对该废水样品中CN-含量进行测定:取工业废水W g于锥形瓶中,加入10 mL 0.10 mol·L-1的硫酸溶液,用0.020 0 mol·L-1的KMnO4标准溶液进行滴定,当达到终点时共消耗KMnO4标准溶液25.00 mL。回答下列问题:
(1)实验中使用棕色滴定管的原因是____________________, 
滴定终点的判断依据是______________________________。 
(2)W g工业废水中CN-的物质的量为______________________________。 
(3)若盛装工业废水的锥形瓶未润洗,则测定结果将　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 
解析:(1)高锰酸钾不稳定见光易分解,所以应放在棕色滴定管中;高锰酸钾与CN-发生氧化还原反应,被还原为无色的二价锰离子,所以当达到滴定终点时,颜色由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色。
(2)设CN-物质的量为n,依据方程式
2MnO4-+8H++2CN-===2Mn2++2CO2↑+N2↑+4H2O知:
MnO4-~ CN-
1 1
0.02 mol·L-1×0.025 L n
解得n=0.000 5 mol。
(3)锥形瓶无需润洗,对测定结果没有影响。
答案:(1)防止KMnO4见光分解　滴入最后半滴标准溶液时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色
(2)0.000 5 mol　(3)无影响
加固训练
　　用氧化还原滴定法测定制备得到的产品中TiO2的质量分数:在一定条件下,将一定量的产品溶解并将TiO2还原为Ti3+,再以KSCN溶液作为指示剂,用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
(1)滴定终点的现象是____________________________________。 
(2)滴定分析时,称取TiO2试样0.2 g,消耗0.1 mol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液24.00 mL,则TiO2的质量分数为___________________________。 
解析:(1)Ti的化合价由+3价→+4价,化合价升高,把Fe3+还原成Fe2+,Fe3+遇KSCN溶液会使溶液变红,即滴定达到终点的现象是滴入最后半滴标准溶液时,锥形瓶内溶液变成红色,且半分钟内不褪色;
(2)依据得失电子数目守恒,得关系式:TiO2~NH4Fe(SO4)2,则有n(TiO2)=n(Fe3+)=24×10-3×0.1 mol=2.4×10-3mol,TiO2的质量分数为2.4×10-3×800.2×100%=96%。
答案:(1)滴入最后半滴标准溶液时,锥形瓶内溶液变成红色,且半分钟内不褪色　(2)96%
7.碱式碳酸铝镁
[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。
(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需要吸收大量热量和__________________。 
(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为___________________________。 
(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。
②另取3.390 g样品在空气中加热,样品的固体残留率随温度的变化如图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水,600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。

根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH-)∶n(CO32-)=　　　　。 
解析:(1)碱式碳酸铝镁受热分解生成氧化镁、氧化铝、二氧化碳和水,氧化镁和氧化铝覆盖在可燃物表面,具有阻燃作用。同时生成的二氧化碳和水均具有阻燃作用。
(2)根据物质中各元素的化合价代数和为零,可得2a+3b=c+2d。
(3)n(CO2)=0.560 L22.4 L·mol-1=2.50×10-2 mol,m(CO2)=2.50×10-2 mol×44 g·mol-1=1.10 g。在270~600 ℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O,m(CO2)+m(H2O)=3.390 g×(0.734 5-0.370 2)≈1.235 g,m(H2O)=1.235 g-1.10 g=0.135 g,n(H2O)=0.135 g18 g·mol-1=7.50×10-3 mol,n(OH-)=7.50×10-3 mol×2=1.50×10-2mol,n(OH-)∶n(CO32-)=(1.50×10-2mol)∶(2.50×10-2mol)=3∶5。
答案:(1)生成的产物具有阻燃作用
(2)2a+3b=c+2d　(3)3∶5
加固训练
为研究一水草酸钙(CaC2O4·H2O)的热分解性质,进行如下实验:准确称取36.50 g样品加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如图所示。

(1)300 ℃时残留固体的成分为__________________, 
900 ℃时残留固体的成分为__________________。 
(2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量　　　　　　　。 
解析:(1)n(CaC2O4·H2O)= 36.50 g146 g·mol-1=0.25 mol,含有m(H2O)=0.25 mol×18 g·mol-1=4.50 g,在300 ℃时,m(剩余)m(起始)×100%=87.67%,m(剩余)=36.50 g×87.67%≈32 g,减少的质量为36.50 g-32 g=4.50 g,故此时失去全部的结晶水,残留固体为CaC2O4;在900 ℃时,m(剩余)m(起始)×100%=38.36%,m(剩余)=36.50 g×38.36%≈14 g,其中Ca的质量没有损失,含m(Ca)=0.25 mol×40 g·mol-1=10 g,另外还含有m(O)=14 g-10 g=4 g,n(O)=4 g16 g·mol-1=0.25 mol,则n(Ca)∶n(O)=1∶1,化学式为CaO。(2)在600 ℃时,m(剩余)m(起始)×100%=68.49%,m(剩余)=36.50 g×68.49%≈25 g,从300 ℃至600 ℃时,失去的总质量为32 g-25 g=7 g,失去物质的摩尔质量为7 g÷0.25 mol=28 g·mol-1,所以600 ℃时残留固体成分为CaCO3,则500 ℃时残留固体的成分为CaC2O4和CaCO3的混合物。设混合物中CaC2O4和CaCO3的物质的量分别为x mol和y mol,根据500 ℃时固体总质量可得128x+100 y=36.50 g×76.16%,根据钙元素守恒可得x+y=0.25,解得x≈0.10,y≈0.15,m(CaC2O4)=0.10 mol×128 g·mol-1=12.80 g,m(CaCO3)=0.15 mol×100 g·mol-1=15.0 g,500 ℃时固体的成分为12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。
答案:(1)CaC2O4　CaO　(2)12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3
8.(1)某高三实验小组测定K2FeO4样品的质量分数,实验步骤如下:
步骤1:准确称量1.0 g样品,配制100 mL溶液;步骤2:准确量取25.00 mL K2FeO4溶液加入锥形瓶中;步骤3:在强碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成Fe(OH)3和CrO42-;步骤4:加稀硫酸,使CrO42-转化为Cr2O72-,CrO2-转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe3+;步骤5:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.100 0 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显紫红色),记下消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,做3次平行实验,平均消耗30.00 mL的(NH4)2Fe(SO4)2溶液。已知:滴定时发生的反应:6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。
①步骤2中准确量取25.00 mL K2FeO4溶液加入锥形瓶中所用的仪器是___________。 
②写出步骤3中发生反应的离子方程式_________________________________。 
③步骤5中能否不加指示剂　　　　(填“能”或“否”),原因是___________。 
④根据上述实验数据,测定该样品中K2FeO4的质量分数为　　　　。 
(2)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):取质量为m g的锡粉溶于稀硫酸中,向生成的SnSO4中加入过量的Fe2(SO4)3溶液,用物质的量浓度为c mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定生成的Fe2+,共用去K2Cr2O7溶液的体积为V L。则锡粉中锡的质量分数是　　　　。(Sn的摩尔质量为M g·mol-1,用含m、c、V、M的代数式表示) 
解析:(1)①K2FeO4有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,故应用酸式滴定管;②碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成Fe(OH)3和CrO42-,离子反应为CrO2-+FeO42-+2H2O===Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-;③根据滴定原理分析,步骤5中因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色,如果不加指示剂,颜色变化不明显,不能不加指示剂;
④由题得关系式:2FeO42-~2CrO2-~Cr2O72-~6Fe2+,得n(FeO42-)=13n(Fe2+)=0.030 0 L×0.100 0 mol·L-1×13=0.001 mol,100 mL溶液含有0.001 mol×100 mL25 mL=0.004 mol,该样品中K2FeO4的质量分数为0.004mol×198 g·mol-11.0 g×100%=79.2%。(2)根据滴定反应中电子转移守恒得关系式为3Sn~3SnSO4~6Fe2+~Cr2O72-,则n(Sn)=3n(Cr2O72-)=3×c mol·L-1×V L,则锡粉中锡的质量分数是3×cmol·L-1×VL×Mg·mol-1mg×100%=300cVMm%。
答案:(1)①酸式滴定管　②CrO2-+FeO42-+2H2O===Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-　③否　K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色,颜色变化不明显　④79.2%
(2)300cVMm%