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

化学常用计量及其应用

1．(2020·天水模拟)NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的是(　A　)

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 mol/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O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 mol，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/mol，故14 g CO和N2的混合气体的物质的量为0.5 mol，而氮气和CO中均含2个原子，故0.5 mol混合气体中含NA个原子，故B正确；1 L 1 mol/L的亚硫酸中含有亚硫酸的物质的量为1 mol，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＝ mol,2Al＋2NaOH＋2H2O═══2NaAlO2＋3H2↑，2Al＋6HCl═══2AlCl3＋3H2↑，反应后铝均变为＋3价，故 mol铝转移 mol×3＝2 mol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 mol C2H6含有7 mol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 mol 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 mol· 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 mol 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＝＝0.9 mol，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 mol· 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 mol，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 mol，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 mol，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 mol·L－1 FeCl3溶液中Cl－数目为3NA，且＝3

B．电解法精炼铜，阴极析出1 mol 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NH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 mol·L－1FeCl3溶液中Fe3＋数目小于NA，>3，A错误；阴极析出1 mol Cu，需要得到2 mol电子，故阳极需要失去2 mol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＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气与水的反应和一水合氨电离均可逆，所以溶液中NH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CO的Na2CO3浴液中，Na＋数目大于2NA

C．密闭容器中，2 mol 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＋、CO个数比为2∶1，在溶液中CO由于发生水解反应而消耗，所以若溶液中含NA个CO，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 mol 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＝×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 mol雄黄(As4S4)，结构如图，含有NA个S—S键

B．将1 mol NH4NO3溶于适量稀氨水中，所得溶液呈中性，则溶液中NH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═══NH＋NO，NH3·H2ONH＋OH－，溶于适量稀氨水中，所得溶液呈中性，则溶液中n(NH)＝n(NO)，NH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 mol，而铁与水蒸汽反应后变为＋8/3价，故0.3 mol铁失去0.8 mol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 mol 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 mol 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 mol· L－1　 B．(2b－a)/V mol· L－1

C．2(2b－a)/V mol· L－1 D．2(b－a)/V mol· L－1

【解析】　一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁，那么Mg2＋就有 mol，硫酸镁也就是 mol。另一份加入含b mol 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 mol。所以硫酸钾有b－ mol，钾离子就有2(b－) mol＝2b－a mol。浓度就是 mol/L，即 mol· 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 mol NH4HCO3晶体中，含有NH、NH3和NH3·H2O的总数为NA

C．将1 mol 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NH，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×＝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NO的混合物中所含中子数为4.8NA

C．硝酸与铜反应生成0.1 mol NOx时，转移电子数为0.2NA

D．1 mol SO2和0.5 mol 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 mol·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NO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NO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2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O，NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　B　)

A．1 mol NH4ClO4溶于水含NH和ClO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 mol NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8 L

【解析】　NH为弱碱的阳离子，在水溶液中要水解，因此1 mol NH4ClO4溶于水含NH离子数少于NA，故A错误；2NH4ClO4N2↑＋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＝＝0.2 mol，根据2NH4ClO4N2↑＋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 mol 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 mol 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 mol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 mol 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 mol，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·mol－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 mol·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 mol，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 mol，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 mol 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 H16S中所含中子数为2NA

D．1 mol·L－1 NaH2AsO3溶液中H2AsO、HAsO、H3AsO3、AsO共NA个

【解析】　1 mol As4S4中含有8 mol极性共价键和2 mol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 H16S为0.1 mol，H、S中的中子数分别为1、18，故0.1 mol H16S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5.000×10－2mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O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(mol)，进而计算出铁的含量，w(Fe)＝×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(Cr2O)＝5.000×10－2 mol·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝1.100×10－3 mol

由滴定时Cr2O―→Cr3＋和Fe2＋―→Fe3＋，

根据电子得失守恒，可得微粒的关系式：

Cr2O～6Fe2＋(或Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋═══6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)

则n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝6×1.100×10－3 mol＝6.600×10－3 mol

样品中铁元素的质量：

m(Fe)＝6.600×10－3 mol×56 g·mol－1＝0.369 6 g

样品中铁元素的质量分数：

ω(Fe)＝×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＋SNa2S2O3

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，S2O＋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：

(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 mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定，当溶液中S2O全部被氧化时，消耗KMnO4溶液20.00 mL。(5S2O＋8MnO＋14H＋═══8Mn2＋＋10SO＋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：S2O＋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 mol/L KMnO4溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：n(KMnO4)＝0.40 mol/L×0.02 L＝0.008 mol，根据反应5S2O＋8MnO＋14H＋═══8Mn2＋＋10SO＋7H2O可知，1.28 g的粗样品含有Na2S2O3·5H2O的物质的量为：n(Na2S2O3·5H2O)＝n(S2O)＝×n(KMnO4)＝0.005 mol，产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为：φ＝×100%＝96.9%。