2022届高考化学二轮复习课时作业2化学常用计量及其应用含答案
展开A.等物质的量的Na2O和Na2O2中含有的阴离子数均为NA
B.常温常压下14 g CO和N2的混合气体中含有的原子数为NA
C.1 L 1 ml/L的亚硫酸溶液中氢离子数小于2NA
D.18 g铝溶于NaOH溶液或盐酸转移电子数均为2NA
【解析】 Na2O是钠离子和O2-构成的离子化合物,Na2O2是钠离子和Oeq \\al(2-,2)构成的离子化合物,等物质的量的Na2O和Na2O2中含有的阴离子数相等,但物质的量不一定是1 ml,故其含有的阴离子个数相等,但阴离子不一定是NA个,故A错误;CO和氮气的摩尔质量均为28 g/ml,故14 g CO和N2的混合气体的物质的量为0.5 ml,而氮气和CO中均含2个原子,故0.5 ml混合气体中含NA个原子,故B正确;1 L 1 ml/L的亚硫酸中含有亚硫酸的物质的量为1 ml,亚硫酸是弱酸,在溶液中不能完全电离,故溶液中的氢离子的个数小于2NA个,故C正确;18 g铝的物质的量为eq \f(18 g,27 g/ml)=eq \f(2,3) ml,2Al+2NaOH+2H2O═══2NaAlO2+3H2↑,2Al+6HCl═══2AlCl3+3H2↑,反应后铝均变为+3价,故eq \f(2,3) ml铝转移eq \f(2,3) ml×3=2 ml电子,为2NA个,故D正确。
2.(2020·大同模拟)设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( B )
A.标准状况下,22.4 L的H2和22.4 L的F2气混合后,气体分子数为2NA
B.30 g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA
C.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NA
D.标准状况下,2.24 L C2H6含有的共价键数为0.6NA
【解析】 标准状况下,HF是液态,22.4 L的H2和22.4 L的F2混合后,气体分子数少于2NA,A错误;乙酸和葡萄糖的实验式均为CH2O,式量为30,30 g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA,故B正确;常温下pH=12的NaOH溶液,由于缺少溶液的体积,水电离出的氢离子没法计算,C错误;1 ml C2H6含有7 ml共价键,标准状况下,2.24 L C2H6含有的共价键数为0.7NA,故D错误。
3.(2020·广元模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( A )
A.1 ml Na2O2与SO2完全反应,转移2NA个电子
B.标准状况下,11.2 L乙醇中含有的极性共价键数目为3.5NA
C.18 g的D2O中含有的中子数为10NA
D.1 L 0.1 ml· L-1Fe2(SO4)3溶液中含有的阳离子数目小于0.2NA
【解析】 Na2O2+SO2═══Na2SO4,1 ml Na2O2与SO2完全反应,转移的电子数为2NA,A正确;标况下,乙醇为液态,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,B错误;一个D2O中含有1×2+8=10个中子,18 g D2O物质的量=eq \f(18 g,20 g/ml)=0.9 ml,含有9NA个中子,C错误;铁离子是弱碱阳离子,在溶液中会水解,由于Fe3+水解,产生更多的H+,故含有的阳离子数目大于0.2NA个,D错误。
4.(2020·宝鸡模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( B )
A.100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子数为6NA
B.标准状况下,6 g乙酸和丙醇的混合物中含有的分子数为0.1NA
C.标准状况下,铁丝在22.4 L氧气中燃烧时转移的电子数为3NA
D.将10 mL 0.1 ml· L-1 FeCl3溶液滴入沸水中,得到Fe(OH)3胶粒的个数为0.001NA
【解析】 100 g质量分数为46%的乙醇的物质的量为1 ml,由于溶液中水分子中还有氢原子,故含有的氢原子数大于6NA,故A错误;乙酸的分子式为C2H4O2,相对分子质量为60,丙醇的分子式为C3H8O,相对分子质量为60,故6 g乙酸和丙醇的混合物的物质的量为0.1 ml,含有的分子数为0.1NA,故B正确;标准状况下,22.4 L氧气为1 ml,与铁反应氧元素化合价由0价变为-2价,转移的电子数为4NA,故C错误;由于Fe(OH)3胶粒为Fe(OH)3的聚集体,则无法计算制得的胶体中含有Fe(OH)3胶粒的数目,故D错误。
5.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( B )
A.500 mL 2 ml·L-1 FeCl3溶液中Cl-数目为3NA,且eq \f(nCl-,nFe3+)=3
B.电解法精炼铜,阴极析出1 ml Cu时,阳极失去的电子数为2NA
C.64 g SO2与足量的O2在一定条件下反应生成的SO3分子数目为NA
D.在标准状况下,2.24 L NH3通入水中制成氨水,溶液中NHeq \\al(+,4)数目为0.1NA
【解析】 Fe3+为弱碱阳离子,水溶液中部分发生水解,所以500 mL 2 ml·L-1FeCl3溶液中Fe3+数目小于NA,eq \f(nCl-,nFe3+)>3,A错误;阴极析出1 ml Cu,需要得到2 ml电子,故阳极需要失去2 ml电子,B正确;该反应可逆不可进行到底,生成的SO3分子数目小于NA,C错误;NH3+H2ONH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,氨气与水的反应和一水合氨电离均可逆,所以溶液中NHeq \\al(+,4)数目小于0.1NA,D错误。
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( A )
A.11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含氢原子数目等于2NA
B.含NA个COeq \\al(2-,3)的Na2CO3浴液中,Na+数目大于2NA
C.密闭容器中,2 ml SO2和足量O2充分反应,产物的分子数小于2NA
D.4.0 g CO2气体中含电子数目等于2NA
【解析】 未指明气体在什么条件下,所以不能确定气体的物质的量及微粒数目,A错误;Na2CO3电离产生Na+、COeq \\al(2-,3)个数比为2∶1,在溶液中COeq \\al(2-,3)由于发生水解反应而消耗,所以若溶液中含NA个COeq \\al(2-,3),则Na+数目大于2NA,B正确;SO2和O2生成SO3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以密闭容器中,2 ml SO2和足量O2充分反应,产物SO3的分子数小于2NA,C正确;1个CO2分子中含有22个电子,则4.0 g CO2气体中含有的电子数为N=eq \f(4.0 g,44 g·ml-1)×22NA=2NA,D正确。
7.(2020·开封模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( B )
A.0.5 ml雄黄(As4S4),结构如图,含有NA个S—S键
B.将1 ml NH4NO3溶于适量稀氨水中,所得溶液呈中性,则溶液中NHeq \\al(+,4)的数目为NA
C.标准状况下,33.6 L二氯甲烷中含有氯原子的数目为3NA
D.高温下,16.8 g Fe与足量水蒸气完全反应,转移的电子数为0.6NA
【解析】 S原子最外层有六个电子,形成2个共价键,As原子最外层五个,形成3个共价键,由结构图知白色球为硫原子,分子中不存在S—S键,故A错误;NH4NO3═══NHeq \\al(+,4)+NOeq \\al(-,3),NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,溶于适量稀氨水中,所得溶液呈中性,则溶液中n(NHeq \\al(+,4))=n(NOeq \\al(-,3)),NHeq \\al(+,4)的数目等于NA,故B正确;标况下,二氯甲烷为液体,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,故C错误;16.8 g铁的物质的量为0.3 ml,而铁与水蒸汽反应后变为+8/3价,故0.3 ml铁失去0.8 ml电子即0.8NA个,所以D错误。
8.(2020·沧州模拟)把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a ml NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含b ml BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为( C )
A.(b-a)/V ml· L-1 B.(2b-a)/V ml· L-1
C.2(2b-a)/V ml· L-1D.2(b-a)/V ml· L-1
【解析】 一份加入含a ml NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁,那么Mg2+就有eq \f(a,2) ml,硫酸镁也就是eq \f(a,2) ml。另一份加入含b ml BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡,那么硫酸根离子有b ml。所以硫酸钾有b-eq \f(a,2) ml,钾离子就有2(b-eq \f(a,2)) ml=2b-a ml。浓度就是eq \f(2b-a,V/2) ml/L,即eq \f(22b-a,V) ml· L-1,C项符合题意。
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是( B )
A.10.4 g苯乙烯()分子中含有的碳碳双键数为0.1NA
B.1 ml NH4HCO3晶体中,含有NHeq \\al(+,4)、NH3和NH3·H2O的总数为NA
C.将1 ml Cl2通入足量NaOH溶液完全反应后,溶液中HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
D.28 g N60单质(如图)中含有的N—N键键数为3NA
【解析】 A项,苯乙烯中苯环上不存在双键,所以每个苯乙烯分子只有一个双键,正确;B项,NH4HCO3晶体中只含有NHeq \\al(+,4),不存在NH3和NH3·H2O,错误;C项,根据氯元素守恒,正确;D项,由图可知,每个氮原子分摊的键为1.5个,则含有的N—N键为eq \f(28,14)×eq \f(3,2)=3NA,正确。
10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( B )
A.1 L pH=5的醋酸溶液中含有的H+数目小于10-5NA
B.9.2 g 14CO2与Neq \\al(18,2)O的混合物中所含中子数为4.8NA
C.硝酸与铜反应生成0.1 ml NOx时,转移电子数为0.2NA
D.1 ml SO2和0.5 ml O2充分反应,生成SO3的分子数为NA
【解析】 pH=5的醋酸溶液中c(H+)=10-5 ml·L-1,所以1 L pH=5的醋酸溶液中含有的H+数目等于10-5NA,故A项错误;14CO2与Neq \\al(18,2)O的相对分子质量均为46,且每个分子中含有的中子数为24,所以9.2 g 14CO2与Neq \\al(18,2)O的混合物中所含中子数为4.8NA,故B项正确;根据得失电子守恒可得,NOx可能为NO或NO2,转移电子数介于0.1NA~0.3NA之间,故C项错误;SO2和O2反应是可逆反应,所以生成SO3的分子数小于NA,故D项错误。
11.(2020·成都模拟)为实现随处可上网,中国发射了“中星16号”卫星。NH4ClO4是火箭的固体燃料,发生反应为2NH4ClO4eq \(═══,\s\up7(210 ℃))N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( B )
A.1 ml NH4ClO4溶于水含NHeq \\al(+,4)和ClOeq \\al(-,4)离子数均为NA
B.反应中还原产物分子数与氧化产物分子总数之比为1∶3
C.产生6.4 g O2反应转移的电子总数为0.8NA
D.0.5 ml NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8 L
【解析】 NHeq \\al(+,4)为弱碱的阳离子,在水溶液中要水解,因此1 ml NH4ClO4溶于水含NHeq \\al(+,4)离子数少于NA,故A错误;2NH4ClO4eq \(═══,\s\up7(210 ℃))N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O反应中还原产物为氯气,氧化产物为氮气和氧气,还原产物分子数与氧化产物分子总数之比为1∶3,故B正确;6.4 g O2的物质的量=eq \f(6.4 g,32 g/ml)=0.2 ml,根据2NH4ClO4eq \(═══,\s\up7(210 ℃))N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,产生6.4 g O2反应转移的电子总数为1.4NA,故C错误;未告知是否为标准状况,无法计算0.5 ml NH4ClO4分解产生的气体的体积,故D错误。
12.(2020·杭州模拟)NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( D )
A.5.6 g Fe完全溶于一定量溴水中,反应过程中转移的总电子数一定为0.3NA
B.1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去2NA个电子
C.标况时,22.4 L二氯甲烷所含有的分子数为NA
D.镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,有1.5NA对共用电子对被破坏
【解析】 铁完全溶于一定量溴水,反应后的最终价态可能是+3价,还可能是+2价,故0.1 ml铁转移的电子数不一定是0.3NA个,还可能是0.2NA个,A错误;Na原子最外层是1个电子,则1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去1NA个电子,B错误;标况下二氯甲烷为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,C错误;镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,参加反应的N2为0.5 ml,而N2分子含有氮氮叁键,则有1.5NA对共用电子对被破坏,D正确。
13.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( A )
A.室温下向1 L pH=1的醋酸溶液中加水,所得溶液的H+数目大于0.1NA
B.60 g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C—O键数目为NA
C.某无水乙醇与足量金属钠反应生成5.6 L H2,该乙醇分子中共价键总数为4NA
D.已知C2H4(g)+H2(g)═══C2H6(g) ΔH=-137.0 kJ·ml-1,若乙烯与H2加成时放出68.5 kJ热量,则反应过程中被破坏的碳原子之间共用电子对数目为NA
【解析】 1 L pH=1的醋酸溶液中c(H+)=0.1 ml·L-1,则H+数目为0.1NA,稀释时醋酸的电离平衡向正反应方向移动,H+数目增大,故所得溶液中H+数目大于0.1NA,A项正确;60 g乙酸为1 ml,与足量的乙醇反应时,乙酸脱去羟基,断裂C—O键,但乙酸与乙醇的反应为可逆反应,即使乙醇过量,乙酸也不能完全反应,故断裂的C—O键数目小于NA,B项错误;没有提供温度和压强,5.6 L H2的物质的量无法确定,故乙醇的物质的量无法确定,所含共价键总数也无法确定,C项错误;乙烯与H2的加成反应中,碳碳双键中的π键断裂,当放出68.5 kJ热量时,参加反应的乙烯为0.5 ml,被破坏的碳原子之间共用电子对数目为0.5NA,D项错误。
14.雄黄(As4S4,)和雌黄(As2S3)在古代均曾入药。二者可发生如图转化:
。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( C )
A.1 ml As4S4中含有10NA个极性共价键
B.反应Ⅰ生成22.4 L SO2气体时,转移的电子数目为7NA
C.3.8 g eq \\al(2,1)Heq \\al(34,2)16S中所含中子数为2NA
D.1 ml·L-1 NaH2AsO3溶液中H2AsOeq \\al(-,3)、HAsOeq \\al(2-,3)、H3AsO3、AsOeq \\al(3-,3)共NA个
【解析】 1 ml As4S4中含有8 ml极性共价键和2 ml非极性共价键,A错误;由于未注明标准状况,所以22.4 L SO2的物质的量无法确定,电子转移数目无法计算,B错误;3.8 g eq \\al(2,1)Heq \\al(34,2)16S为0.1 ml,eq \\al(2,1)H、eq \\al(34,16)S中的中子数分别为1、18,故0.1 ml eq \\al(2,1)Heq \\al(34,2)16S中所含的中子数为2NA,C正确;由于溶液体积未知,所以无法判断,D错误。
15.(2019·江苏高考节选)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2ml·L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2Oeq \\al(2-,7)与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
(1)上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将__偏大__(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
(2)计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
【解析】 聚合硫酸铁中的Fe3+被还原为Fe2+,用K2Cr2O7滴定Fe2+,根据K2Cr2O7的消耗量,可以计算出Fe2+的量,6Fe2+~K2Cr2O7,n(Fe2+)=6×5.000×10-2×22×10-3=6.6×10-3(ml),进而计算出铁的含量,w(Fe)=eq \f(56×6.6×10-3,3.000)×100%=12.32%。若不除去具有还原性的Sn2+,则会消耗更多的K2Cr2O7,误认为是Fe2+,则铁的测定结果会偏大。
【答案】 (2)n(Cr2Oeq \\al(2-,7))=5.000×10-2 ml·L-1×22.00 mL×10-3 L·mL-1=1.100×10-3 ml
由滴定时Cr2Oeq \\al(2-,7)―→Cr3+和Fe2+―→Fe3+,
根据电子得失守恒,可得微粒的关系式:
Cr2Oeq \\al(2-,7)~6Fe2+(或Cr2Oeq \\al(2-,7)+14H++6Fe2+═══6Fe3++2Cr3++7H2O)
则n(Fe2+)=6n(Cr2Oeq \\al(2-,7))=6×1.100×10-3 ml=6.600×10-3 ml
样品中铁元素的质量:
m(Fe)=6.600×10-3 ml×56 g·ml-1=0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数:
ω(Fe)=eq \f(0.369 6 g,3.000 g)×100%=12.32%。
16.(2020·长沙模拟)硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+S═══Na2S2O3。常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3·5H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45 ℃熔化,48 ℃分解:Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图所示。
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150 mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按如下图示安装好装置。
(1)仪器2的名称为__蒸馏烧瓶__,装置6中可加入__CD__。
A.BaCl2溶液B.浓H2SO4
C.酸性KMnO4溶液D.NaOH溶液
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
①Na2CO3+SO2═══Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O═══Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2═══3S↓+2H2O
④Na2SO3+Seq \(═══,\s\up7(△))Na2S2O3
随着SO2气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通SO2气体,反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7的理由是:__Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在,S2Oeq \\al(2-,3)+2H+═══S↓+SO2↑+H2O__(用文字和相关离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3·5H2O并测定含量:
eq \x(\a\al(热的反应,混合液))eq \(—→,\s\up7(活性炭脱色),\s\d5(并保温))eq \(—→,\s\up7(操作①))eq \x(滤液)eq \(—→,\s\up7(蒸发浓缩))eq \(—→,\s\up7(冷却结晶))eq \(—→,\s\up7(操作②))eq \x(粗晶体)
(3)为减少产品的损失,操作①为__趁热过滤__,操作②是抽滤、洗涤、干燥,其中洗涤操作是用__乙醇__(填试剂名称)作洗涤剂。
(4)蒸发浓缩滤液,直至溶液呈微黄色浑浊为止。蒸发时要控制温度不宜过高,其原因是__温度过高会导致析出的晶体分解__。
(5)制得的粗产品中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量,一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假定杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。称取1.28 g粗样品溶于水,用0.40 ml/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中S2Oeq \\al(2-,3)全部被氧化时,消耗KMnO4溶液20.00 mL。(5S2Oeq \\al(2-,3)+8MnOeq \\al(-,4)+14H+═══8Mn2++10SOeq \\al(2-,4)+7H2O)
试回答:
①滴定终点时的颜色变化__溶液由无色变为浅红色,半分钟内不褪色__。
②产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为__96.9%__。
【解析】 (1)根据图示装置可知,仪器2的名称为蒸馏烧瓶;装置6是尾气吸收装置主要吸收SO2污染性气体,选项中酸性KMnO4溶液具有氧化性,能氧化SO2生成H2SO4而吸收;NaOH溶液和SO2反应生成Na2SO3和水,也能吸收SO2,而浓硫酸、氯化钡与SO2都不反应,不能吸收SO2,故选项C、D合理;(2)当溶液pH<7时,溶液显示酸性,会发生反应:S2Oeq \\al(2-,3)+2H+═══S↓+SO2↑+H2O,所以Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在,溶液的pH应不小于7;(3)常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3·5H2O,Na2S2O3·5H2O于40~45 ℃熔化,为了避免析出Na2S2O3·5H2O导致产率降低,所以操作①过滤出活性炭时需要趁热;洗涤晶体时为减少晶体损失,减少Na2S2O3·5H2O的溶解,依据Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤,且洗涤后乙醇易挥发,不引入新的杂质;(4)由于Na2S2O3·5H2O于40~45 ℃熔化,48 ℃分解,所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解,降低了产率;(5)①依据标定的原理可知,反应结束前溶液为无色,反应结束后溶液中高锰酸根离子过量,溶液变为浅红色,所以滴定终点的现象为:溶液由无色变为浅红色,半分钟内不褪色;②20.00 mL 0.40 ml/L KMnO4溶液中含有高锰酸钾的物质的量为:n(KMnO4)=0.40 ml/L×0.02 L=0.008 ml,根据反应5S2Oeq \\al(2-,3)+8MnOeq \\al(-,4)+14H+═══8Mn2++10SOeq \\al(2-,4)+7H2O可知,1.28 g的粗样品含有Na2S2O3·5H2O的物质的量为:n(Na2S2O3·5H2O)=n(S2Oeq \\al(2-,3))=eq \f(5,8)×n(KMnO4)=0.005 ml,产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为:φ=eq \f(248 g/ml×0.005 ml,1.28 g)×100%=96.9%。
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