2023年高考真题变式分类汇编:物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
一、选择题
1.(2021·辽宁)下列说法正确的是( )
A. (标准状况)与水充分反应转移 电子
B. 和 均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D. 与 溶液反应:
【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;二氧化硫的性质;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故 (标准状况)与水充分反应转移电子数目小于 ,A不符合题意;
B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2 CuCl2,故 和 均可通过化合反应得到,B符合题意;
C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C不符合题意;
D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故 与 溶液反应: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】
A.与水反应并不充分;
B.两者均可化合得到;
C.浓硫酸不易挥发,无法反应;
D.会发生氧化还原反应,化合价会变化。
2.(2021·山东)以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池,下列说法正确的是( )
A.放电过程中,K+均向负极移动
B.放电过程中,KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1molO2时,理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.据题意可知, CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池, 因此 CH3OH、N2H4、(CH3)2NNH2失去电子发生氧化反应,钾离子向正极移动,故A不符合题意
B.放电过程中,CH3OH-O2、(CH3)2NNH2-O2均产生二氧化碳消耗氢氧化钾溶液因此氢氧化钾溶液的物质的量减小,而N2H4-O2产生的是氮气不会消耗氢氧化钾,故B不符合题意
C.根据CH3OH~6e,N2H4 ~4e,(CH3)2NNH2~16e,设质量均为mg,即可计算出CH3OH转移的电子数为mol,N2H4转移的电子为mol,(CH3)2NNH2转移的电子为mol,(CH3)2NNH2转移的电子量最大,故C符合题意
D.根据 N2H4-O2燃料电池 的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O, 消耗1molO2时 产生1mol氮气,标况下体积为22.4L,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】A.根据原电池的的电子的流向即可判断钾离子的移动方向
B.考查的是电池反应产物中是否含有消耗氢氧化钾溶液的物质
C.产生的电量是由转移的电子量决定的,计算出等质量的物质转移的电子数即可
D.根据电池写出总的反应式即可判断
3.(2020·)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1 mol重水比1 mol水多NA个质子
C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D.1 L 1 mol·L 1 NaCl溶液含有28NA个电子
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下22.4L氮气的物质的量为1mol,若该氮气分子中的氮原子全部为14N,则每个N2分子含有(14-7)×2=14个中子,1mol该氮气含有14NA个中子,不是7NA,且构成该氮气的氮原子种类并不确定,A不符合题意;
B.重水分子和水分子都是两个氢原子和一个氧原子构成的,所含质子数相同,B不符合题意;
C.石墨烯和金刚石均为碳单质,12g石墨烯和12g金刚石均相当于12g碳原子,即 =1molC原子,所含碳原子数目为NA个,C符合题意;
D.1molNaCl中含有28NA个电子,但该溶液中除NaCl外,水分子中也含有电子,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A.氮气(N2)为双原子分子,每个分子含有14个中子,则1mol含有14NA个中子;
B.重水( D2O )分子和水(H2O)分子中的D和H均属于H原子,质子数相同;
C.石墨烯和金刚石互为同素异形体,均由碳原子构成;
D.溶液中除了溶质还有溶剂。
4.(2018·全国Ⅱ卷)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.常温常压下,124g P4中所含P-P键数目为4NA
B.100mL 1mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中,2mol SO2 和1mol O2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.白磷是正四面体结构,每个分子含有6个共价键,124g白磷的物质的量n=m/M=1mol,含有的化学键应为6NA,故A不符合题意
B.100mL 1mol·L-1 FeCl3溶液中含有 FeCl3的物质的量n=cV=0.1mol,但 FeCl3是强酸弱碱盐会发生水解,所以Fe3+的数目<0.1NA , 故B不符合题意
C.甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)分子中都含有氢原子,且都含有4个氢原子,标准状况下,11.2L混合物的物质的量n=V/Vm=0.5mol,所以含有的氢原子数为0.5×4=2NA,A故C符合题意
D.SO2 + O2 SO3 ,该反应是一个可逆反应,2mol SO2 和1mol O2完全反应生成SO3为2mol,但可逆反应不可能完全反应,所以分子总数应>2NA , 故D不符合题意
故答案为:C
【分析】该题考查白磷的结构及化学键、强酸弱碱盐的水解、气体摩尔体积、可逆反应等相关知识点;易错点:①P4错认为是4个共价键,实际上P4是正四面体结构,每个分子含有6个共价键;②忽略强酸弱碱盐的水解;③关于混合物中原子数的计算;④可逆反应不能进行彻底即可逆反应是一个动态平衡
5.(2023·合肥模拟)某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示,下列叙述正确的是
A.a电极为电池负极
B.电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C.b电极的电极反应:
D.当外电路中通过电子时,a电极处消耗
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,a电极为电池正极,A不符合题意;
B.原电池中氢离子向正极移动,故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动,B不符合题意;
C.b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应:,C符合题意;
D.没有标况,不能计算氧气的体积,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置为原电池,根据NOHNO3,氮元素的化合价升高,说明NO失电子发生氧化反应,则b极为负极,其电极反应式为 ,a极为正极,其电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
6.(2022·茂名模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1mol环氧乙烷()中含有共价键的总数为0.3NA
B.1molD2O比1molH2O多NA个质子
C.2.8gN2与CO混合气体中含有分子数为0.1NA
D.16.25g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
【答案】C
【知识点】有机物的结构式;胶体的性质和应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.1个环氧乙烷()分子中含有7个共价键,0.1mol环氧乙烷()中含有的共价键数为0.7NA,A不符合题意;
B.1molD2O和H2O中的质子数相同,B不符合题意;
C.N2与CO的摩尔质量均为28g/mol,则2.8gN2与CO混合气体的物质的量为0.1mol,故含有分子数为0.1NA,C符合题意;
D.16.25g FeCl3的物质的量为:=0.1mol, Fe3+水解反应为一个可逆反应,且Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体,形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.判断共价键数目要写出结构式,环氧乙烷中每个C上连接着两个氢
B.D和H互为同位素,同位素的质子数相同,中子数不同
C.利用“极值法”分析混合物问题,2.8gN2含有的分子数为0.1NA,2.8gCO含有的分子数也是0.1NA,所以 2.8gN2与CO混合气体中含有分子数为0.1NA
D.离子的水解是部分水解,且胶体粒子是许多分子的集合体或者高分子
7.(2022·海淀模拟)下列说法正确的是( )
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.同温同压下,等体积的和CO所含分子数相同
C.丁烷所含碳原子数是相同质量乙烷的2倍
D.的盐酸中, 为
【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下,水为液态,的体积不能按照气体计算公式计算体积,则的体积不为,故A不符合题意;
B.同温同压下,计算公式计算,相同体积的和物质的量相同,故含有分子数目相等,故B符合题意;
C.依据分析相同质量乙烷与丁烷的物质的量不同,故C不符合题意;
D.温度未知,水的离子积无法确定,故pH=1的盐酸中氢离子浓度无法计算,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.使用摩尔体积时需要注意物质的状态
B.利用阿伏加德罗定律即可判断
C.根据公式计算出物质的量即可
D.根据n=cv计算,但体积未知
8.(2021·台州模拟)室温下过氧化铬()在硝酸酸化的戊醇中会溶解并发生反应:。在5m1的过氧化铬戊醇溶液中滴入一定量的稀硝酸,在不同时刻测得过氧化铬浓度如下表:
时间/min 4 6 8 10 t 20 25 35
4.230 2.510 1.790 1.350 1.240 1.130 1.110 1.100
下列叙述正确的是( )
A.4~6min内过氧化铬分解的平均速率
B.8~10min内过氧化铬分解释放的体积为0.86mL(标准状况)
C.推测表中t的取值范围为:10<15
D.若升高温度后重新实验发现20min时过氧化铬浓度为,则证明反应的△H>0
【答案】C
【知识点】化学反应速率;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.4~6min内过氧化铬分解的平均速率,故A不符合题意;
B.8~10min内过氧化铬分解的物质的量为(1.790-1.350)×10-5mol/L×5×10-3L=2.2×10-8mol,根据反应可得分解得到的氧气的体积为3.85×10-8mol×22.4L/mol=8.6×10-4mL,故B不符合题意;
C.若t=15,则10~15min和15~20min这两个时间段内的速率相等,但是根据浓度越小速率越小,10~15min内速率大于后一阶段,故10<15,故C符合题意;
D.20min时反应还未达到平衡,升高温素加快了反应速率,不能判断平衡的移动方向,不能判断反应吸放热,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据表格数据,结合过氧化铬的含量不再改变即可计算出速率,即可利用方程式计算出氧气的体积,结合速率即可判断时间
9.(2021·厦门模拟)侯氏制碱法涉及的主要反应为 。 为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是( )
A.标准状况下,5.6L 的分子数为0.25
B.1个 晶胞的质量为
C.1L0.1 溶液中NH 数目小于0.1
D.反应消耗0.1 析出 数目为0.1
【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下,5.6L 的物质的量为 =0.25mol,分子数为0.25 ,故A不符合题意;
B.1个 晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子,其质量为 ,故B不符合题意;
C.1L0.1 溶液中理论上铵根离子数为0.1mol,因铵根离子发生水解,实际数目小于0.1 ,故C不符合题意;
D.反应消耗0.1 生成 数目为0.1 ,但只有超出溶解度的部分能析出晶体,析出的数目小于0.1 ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据公式n=即可计算
B.根据晶胞结构计算出含有的钠原子和氯原子的个数即可计算出晶胞的质量
C.根据n=cv计算出物质的量,但是考虑到铵根离子水解整体减小
D.晶体是达到饱和状态时才会析出晶体,当未达到饱和不会析出固体
10.(2021·深圳模拟)常温下,向100mL0.1mol·L-1H2S溶液中缓慢通入SO2气体,可发生反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O。下列关于该过程的说法错误的是( )
A.pH先增大后减小,最终保持不变
B.恰好完全反应时,反应消耗112mLSO2(标准状况)
C. 的值减小
D.0.1mol·L-1H2S溶液中:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用;电离平衡常数
【解析】【解答】A.随着反应的进行,硫化氢逐渐被消耗,反应中生成单质硫和水,当二氧化硫过量,并达到饱和以后,pH不再发生变化,所以pH先增大后减小,最终保持不变,A不符合题意;
B.硫化氢的物质的量是0.01mol,恰好完全反应时消耗0.005mol二氧化硫,在标况下的体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mLSO2,B不符合题意;
C. ,温度不变,平衡常数不变,其值不变,C符合题意;
D.0.1mol·L-1H2S溶液中依据电荷守恒可知:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.根据2H2S+SO2=3S↓+2H2O分析;
B.根据2H2S+SO2=3S↓+2H2O系数比分析;
C.Ka只与温度有关;
D.根据电荷守恒分析。
11.(2021·开封模拟)多伦多大学EdwardSargent教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法。反应在KCl电解液的流动池中进行,示意图如图。电解结束后,将阴阳极电解液输出混合,便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是( )
A.泡沫镍电极连接电源负极
B.铂箔电极附近溶液pH下降
C.该过程的总反应为CH2=CH2+HOCl→ +HCl
D.当电路中通过1mol电子时,铂箔电极上会产生11.2L气体(标准状况)
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.根据分析可知泡沫镍电极为阳极,应连接电源正极,故A不符合题意;
B.铂箔电极为阴极,水电离出的氢离子放电生成氢气,同时产生大量氢氧根,所以铂箔电极附近溶液pH升高,故B不符合题意;
C.铂箔电极的产物为H2和KOH,所以阳极区生成的HCl又会反应生成KCl,初始反应物没有HOCl,该物质是阳极产物氯气和水反应生成的,据图可知HOCl中氯元素最终又生成了氯离子,所以该反应的实际反应物只有乙烯和水,最终的生成物为环氧乙烷和氢气,总反应为 ,故C不符合题意;
D.铂箔电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,转移1mol电子生成0.5mol氢气,标况下体积为11.2L,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】据图可知泡沫镍电极上Cl-失电子被氧化生成Cl2,所以泡沫镍电极为阳极,则铂箔电极为阴极,电解质溶液为KCl溶液,所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。
12.(2021·重庆模拟)合成氨是催化界的经典反应,数次诺贝尔奖的获得,说明其从工业应用到机理认识都有着重要意义。当前,利用电化学手段进行氨的合成是人类化学控制合成的新目标,一种电化学合成氨的装置(惰性电极)示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电极连接电源的负极
B. 电极的电极反应式为:
C.当有 生成时,理论上产生
D.电流从 极经共熔物到 极,再经电源流回 极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,a电极为电解池的阳极,与电源的正极相连,故A不符合题意;
B.由分析可知,b电极为阴极,氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为 ,故B符合题意;
C.未注明标准状况,无法计算1mol氨气生成时生成氧气的体积,故C不符合题意;
D.由电解原理可知,电流从b极流向电源,再经电源流回a极,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由图可知,该装置为电解池装置,a电极为电解池的阳极,在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气,b电极为阴极,氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气。
13.(2021·吕梁模拟)二茂铁( )广泛应用于航天化工等领域中,其电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂),下列说法正确的是( )
A.Fe与电源的正极相连
B.流程中生成催化剂金属钠,金属钠能与水发生反应,因此DMF溶液不能用水代替
C.该过程中理论上产生11.2 L的H2消耗1 mol环戊二烯
D.二茂铁制备过程中阴极的电极反应为2H++2e-=H2↑
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由上述原理图可知,过程中Fe电极发生反应Fe-2e-=Fe2+,化合价升高,被氧化,故Fe与电源的正极相连作阳极,A符合题意;
B.流程中生成金属钠是中间产物,而不是催化剂,金属钠能与水发生反应,因此DMF溶液不能用水代替,B不符合题意;
C.题目中为告知气体的状况,无法计算H2的体积,C不符合题意;
D.由原理示意图可知,二茂铁制备过程中阴极的电极反应为Na++e-=Na,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据流程中出现亚铁离子,因此铁参与反应失去电子故为阳极
B.根据流程,钠只是中间产物不是催化剂
C.使用摩尔体积时需要注意物质的状态和条件
D.根据流程即可判断出阴极是钠离子得电子变为钠单质
14.(2020高三上·随州月考)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L CHCl3中分子数为NA
B.常温常压下,28gN2含有的原子数为2NA
C.1L0.1mol L 1CH3COOH的水溶液中含氧原子数为0.2NA
D.常温下,28g铁片投入足量浓H2SO4中生成SO2为0.5NA
【答案】B
【知识点】分子、原子、离子;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.CHCl3在标准状况下是液体,不能用气体摩尔体积进行计算,故22.4 L CHCl3中分子数不等于NA,A不符合题意;
B.常温常压下,28gN2含有的原子数为 ,B符合题意;
C.除CH3COOH中含有O原子外,H2O中也含有O原子,故1L0.1mol L 1CH3COOH的水溶液中含氧原子数大于0.2NA,C不符合题意;
D.常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化,故28g铁片(0.5mol)投入足量浓H2SO4中几乎不生成SO2,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.CHCl3在标准状况下是液体;
B.根据n=计算;
C.水中有大量的O;
D.常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化;
15.(2020高二下·金华期末)某海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是( )
离子
含量 9360 83 200 1100 16000 1200 118
A.甲室的电极反应式为:
B.乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b
C.当戊室收集到 (标准状况)气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol
D.淡化过程中易在戊室形成水垢
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.甲室中的电极为阳极,Cl-放电生成Cl2,电极反应为甲室的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,A符合题意,不选;
B.甲室Cl-放电,阳离子甲室进入乙室,戊室2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴离子戊室进入丁室,丙室的阳离子进入丁室,阴离子进入乙室,因此乙室和丁室中部分离子的浓度增大,丙中得到淡水,其出口为b;B符合题意,不选;
C.戊室收集到1molH2,转移2mol电子,由甲室进入乙室的阳离子可能为Na+、K+,也可能是Mg2+、Ca2+,其电荷不同,C不符合题意,故选C;
D.戊室生成的 可能与 结合生成水垢,D符合题意,不选。
故答案为:C。
【分析】在电解池中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,因此,阳离子向右移动,阴离子向左移动,而阳离子只能通过阳膜,阴离子只能通过阴膜,综上可知,乙室和丁室的溶液中部分阴阳离子浓度增大,丙室中阴阳离子浓度减小;在甲室,Cl-在阳极失去电离生成Cl-,在戊室,水会得到电子,生成氢气。
16.(2020·汉中模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目相等
B.标准状况下,22.4LHF所含有的分子数目为NA
C.常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g,原子总数为3NA
D.0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为NA
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目不一定相等,因为各溶液的体积未知,A不符合题意;
B.标准状况下HF不是气态,22.4LHF所含有的分子数目不是NA,B不符合题意;
C.NO2与N2O4的最简式均是NO2,常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g含有1mol“NO2”,原子总数为3NA,C符合题意;
D.-NH2(氨基)含有9个电子,0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为0.9NA,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】选项B是解答的易错点,容易根据HCl是气体而认为HF在标况下也是气态,错因在于忽略了HF分子间存在氢键,从而导致HF熔沸点升高,标况下不是气态。
17.(2020·柳州模拟) 是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.23 g Na在氧气中充分燃烧生成 ,转移电子数为2
B. 的NaOH溶液中,含有 的数日为0.01
C.电子数为 的 分子的质量为1.6g
D.标准状况下,3.36 L的 中含有氧原子的数目为0.45
【答案】C
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.钠转化为过氧化钠时需要失去电子,23g Na(即1mol Na)共失去1mol电子,故23g Na充分燃烧生成Na2O2时,转移电子数为NA,A不符合题意;
B.溶液体积未知,不能计算溶液中OH-的个数,B不符合题意;
C. 1mol甲烷分子中有10mol电子,当有NA(即1mol)个电子时,甲烷的物质的量为0.1mol,故甲烷质量为1.6g,C符合题意;
D.标准状况下,SO3为固体,无法利用气体摩尔体积进行计算,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、钠只变化了1价,故1mol钠转移的电子数为1NA
B、没有标明常温,没有标明体积
C、1mol甲烷所含电子数为10NA,则NA对应的甲烷的质量为1.6g
D、标况下,三氧化硫是固体
18.(2020·南昌模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,1mol -OH中含有9NA个电子
B.在精炼铜的过程中,当阳极有32g铜参加反应时转移电子数为NA
C.常温下,0.1mol环氧乙烷( )中含有的共价键数目为0.3NA
D.1L0.5mol/LpH=7的CH3COONH4溶液中 数目为0.5NA
【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.1个-OH所含电子数为9,所以1mol-OH含有9mol电子,即9NA个,故A符合题意;
B.1mol铜变为铜离子失去2mol电子;精炼铜的过程中阳极上为粗铜,粗铜中比铜活泼的金属会先放电,所以当32g铜(物质的量为0.5mol)参加反应时转移电子数不是NA,故B不符合题意;
C.1个环氧乙烷分子中有7个共价键,所以0.1mol环氧乙烷中含有的共价键数目为0.7NA,故C不符合题意;
D.CH3COONH4溶液中铵根会发生水解,所以1L0.5mol/LpH=7的CH3COONH4溶液中 数目小于0.5NA,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】B、阳极为粗铜,除了铜还有其他的金属参加反应
C、忽略了C-H键
D、铵根离子会发生水解
19.(2020·南京模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.常温常压下,2.24 L H2O中含有极性共价键的数目为0.2NA
B.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中含有NH 的数目小于0.1NA
C.100 mL 12 mol·L-1的浓HNO3与过量Cu反应转移电子的数目为0.6NA
D.标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA
【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A、常温常压下,2.24 L H2O的物质的量不是0.1mol,因此其中含有极性共价键的数目不是0.2 NA,A不符合题意;
B、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中NH4+的浓度小于0.1mol/L,但不能确定溶液的体积,因此不能计算含有的数目,B不符合题意;
C、100 mL 12 mol·L-1的浓HNO3的物质的量是1.2mol,与过量Cu反应,随着反应的进行,浓度降低,因此在反应过程中既有NO2,也有NO生成,则不能计算转移电子的数目,C不符合题意;
D、标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体的物质的量是0.5mol,二者均还有4个氢原子,因此其中含有氢原子的数目为2NA,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、常温常压下,水是液体
B、n=cV,没有说明体积
C、硝酸会变浓产物不固定,故不能计算转移电子的数目
20.(2020·松江模拟)常温下,将一定量的氯气通入100mL4mol·L-1的氢氧化钠溶液中,发生反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。充分反应后,下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)( )
A.当通入的Cl2为2.24L时,反应中电子转移数目为0.1NA
B.当电子转移数目为0.2NA时,溶液质量增加14.2g
C.当溶液中Na+为0.4NA时,溶液中的Cl-为0.2NA
D.当溶液质量增加7.1g时,溶液中ClO-为0.1NA
【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.Cl2为2.24L时,状况未知,不能计算其物质的量,则不能计算转移电子,A不符合题意;
B.由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知,电子转移数目为 NA时,只有1mol氯气参加反应,溶液质量增加71g,则当电子转移数目为0.2 NA时,溶液质量增加为0.2mol×71g/mol=14.2 g,B符合题意;
C.100mL 4mol/L的氢氧化钠溶液中,钠离子的物质的量为0.1L×4mol/L=0.4mol,Na+为0.4 NA,且钠离子不参加离子反应,不能确定反应进行的程度,无法计算溶液中Cl 的物质的量,C不符合题意;
D. 当溶液质量增加7.1 g时,即参加反应的氯气为 ,由反应可知,生成NaClO为0.1mol,但ClO 水解,则溶液中ClO 小于0.1 NA,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.气体必须指明温度和压强;
B.根据化学方程式计算可得;
C.不能根据钠离子的变化推算反应进度;
D. 注意增加的质量为氯气的质量。
21.(2020·广州模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为3N
B.0.1 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为0.1 NA
C.常温常压下,124 g P4中所含P-P键数目4 NA
D.标准状况下,22.4 L丙烷中所含共价键数目为10 NA
【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A. K2Cr2O7中Cr元素化合价由+6价降低为Cr3+中的+3价,则1mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为(6-3)×2=6mol,即6NA,A不符合题意;
B. 0.1molCH4与Cl2在光照下反应,生成物是氯化氢和四种卤代烃,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,B不符合题意;
C. 常温常压下,124gP4的物质的量为=1mol,P4分子中所含6个P-P键,则124gP4中P-P键数目6NA,C不符合题意;
D. 标准状况下,22.4L丙烷的物质的量为1mol,丙烷分子中含有10个共价键,则所含共价键数目为10NA,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A. 根据K2Cr2O7中Cr元素化合价变化来计算;
B. CH4与Cl2在光照下的反应,生成物是混合物,不会单独生成 CH3Cl;
C. P4为正四面体结构,一分子P4含6个P-P键,然后根据P4的物质的量计算;
D. 烷烃通式CnH2n+2,(共价键)=2n+2+(n-1)=3n+1(mol),分别从H、C出发考虑:C-H键:仅计H原子;C-C键:总数目=C原子数-1。
22.(2020·邵阳模拟)下列各物质所包含的原子物质的量最多的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
A.44gCO2气体 B.标准状况下44.8LH2
C.18g水 D.2NA个NH3分子
【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.44gCO2气体物质的量是1mol,含有3NA个原子;
B. 标准状况下44.8LH2的物质的量是2mol,含有4NA个原子;
C.18g水的物质的量是1mol,含有3NA个原子;
D.2NA个NH3分子含有8NA个原子;比较四个选项,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A.一个CO2分子含有3个原子;
B. H2为双原子分子;
C.水分子式为:H2O,一个水分子含有3个原子;
D.一个NH3分子含有4个原子。
23.(2020·来宾模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常温下0.1mol/LNa2S2O3溶液与pH=1的H2SO4溶液的说法正确的是( )
A.1LpH=1的H2SO4溶液中,含H+的数目为0.2NA
B.98g纯H2SO4中离子数目为3NA
C.含0.1molNa2S2O3的水溶液中阴离子数目大于0.1NA
D.Na2S2O3与H2SO4溶液混合产生22.4L气体时转移的电子数为2NA
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.pH=1的硫酸溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,故1L溶液中氢离子的物质的量为0.1mol,则个数为0.1NA个,故A不符合题意;
B.硫酸是共价化合物,无氢离子,即纯硫酸中离子数为0,故B不符合题意;
C.硫代硫酸根是弱酸根,硫代硫酸根离子在溶液中的水解会导致阴离子个数增多,故含0.1molNa2S2O3的溶液中阴离子数目大于0.1NA,故C符合题意;
D.所产生的气体所处的状态不明确,气体的摩尔体积不确定,则22.4L气体的物质的量不一定是1mol,转移的电子数也不一定是2NA,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】考查物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键,常见问题和注意事项:①气体注意条件是否为标况;②物质的结构,如硫酸是共价化合物,不存在离子;③易水解盐中离子数目的判断;选项C为难点,多元素弱酸根离子水解后,溶液中阴离子总数增加。
24.(2019·莆田模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA
B.2molSO2与3molO2反应生成的SO3分子数为2NA
C.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.6NA
D.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NA
【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O,故30g混合物中含有的CH2O的物质的量为1mol,则含2NA个H原子,故A符合题意;
B.SO2和氧气的反应为可逆反应,故不能进行彻底,则2molSO2与3molO2反应生成的SO3分子个数小于2NA个,故B不符合题意;
C.标况下2.24L乙烷的物质的量为0.1mol,而乙烷中含6条C-H键和1条C-C键共7条共价键,故0.1mol乙烷中含0.7NA条共价键,故C不符合题意;
D.溶液体积不明确,故溶液中水电离出的氢离子的个数无法计算,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】B、为可逆反应。二氧化硫不能转化成三氧化硫
C、忽略了C-C键
D、没有说体积
25.(2018·乌鲁木齐模拟)设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L苯中含有的碳氢键数目为6NA
B.标准状况下,22.4LNO与11.2L 的O2组成的混合气体中含有的原子数为3NA
C.25℃时,pH=1的CH3COOH溶液中含有的H+数目等于0.1NA
D.已知反应: Cu2S+O2 2Cu+SO2,每生成1molCu转移的电子数为2NA
【答案】B
【知识点】气体摩尔体积;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下苯是液体,故A不符合题意;
B.标准状况下,22.4LNO的物质的量是1mol,11.2L 的O2的物质的量是0.5mol,根据质量守恒,混合气体中含有的原子数为3NA,故B符合题意;
C.没有溶液体积,不能计算氢离子数目,故C不符合题意;
D.Cu2S+O2 2Cu+SO2每生成1molCu转移的电子数为3NA,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】B中依据原子守恒,在反应前后,原子的种类和个数保持不变。
26.(2018·东莞模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
B.0.3mol二氧化氮与水反应转移电子数为0.2NA
C.1L2mol·L-1的 NaHCO3溶液中所含H原子数为2NA
D.0.1mol的NO与足量O2的混合物中含有的N原子数为0.2NA
【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A. 标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后生成的HF非气体,气体分子数为0,选项A不符合题意;
B. 0.3mol二氧化氮与水反应生成0.2mol硝酸和0.1molNO,转移电子数为0.2NA,选项B符合题意;
C. NaHCO3溶液中水分子也含有氢原子,故所含H原子数大于2NA,选项C不符合题意;
D. 0.1mol的NO与足量O2的混合物中含有的N原子数为0.1NA,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A中HF在标准状况下是液体,而不是气体故气体分子数为0.D中N 原子守恒。
27.(2018·河北模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,5.6L.Cl2与足量NaOH反应转移的电子数为0.25NA
B.室温下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成56gN2时,转移的电子数目为3.75NA
【答案】A
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A,Cl2 与足量NaOH 反应生成氯化钠和次氯酸钠,1mol氯气转移1mol电子,所以标准状况下,5.6LCl2 与足量NaOH反应转移的电子数为0.25NA,故A正确;
B,室温下, pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子的浓度是 ,1LpH=13 的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为 NA,故B不符合题意;
C,氢氧燃料电池正极是氧气得电子,1mol氧气得4mol电子,所以消耗22.4L( 标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为4NA,故C不符合题意;
D,根据方程式5NH4NO3 2HNO3 +4N2↑+9H2O,生成4molN2 转移15mol电子,所以生成56gN2 时,转移的电子数目为7.5NA,故D不符合题意。
故答案选A。
【分析】A,标准状况下用n=V/Vm=N/NA解答;
B,水的离子积常数的运用,常温下Kw=[OH-][H+]=10-14;
C,氢氧燃料电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应;
D,根据方程式中化学计量数和转移电子数列比例求解;
28.(2017·白山模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( )
A.一定条件下,将1molN2和3molH2混合发生反应,转移的电子总数为6NA
B.1L0.1mol L﹣1的Na2CO3溶液中阴离子的总数大于0.1NA
C.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有2molFe2+被氧化时,消耗Cl2的分子数为NA
D.1mol﹣CH3中所含的电子总数为10NA
【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】解:A.将1molN2和3molH2混合发生反应生成氨气,因为该反应为可逆反应,所以氮气与氢气不能全部转化为氨气,则转移的电子总数小于6NA,故A错误;
B.碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,阴离子数增多.1L0.1mol/LNa2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA,故B正确;
C.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有2molFe2+被氧化说明碘离子全部被氧化,则消耗Cl2的分子数大于NA,故C错误;
D.1mol﹣CH3中所含的电子总数为9NA,故D错误;
故选:B.
【分析】A.合成氨为可逆反应,可逆反应不能进行到底;
B.碳酸根离子为弱酸根离子,部分水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子;
C.碘离子还原性强于二价铁离子,氯气先氧化碘离子再氧化二价铁离子;
D.1个甲基含有9个电子.
29.(2017·茂名模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.20 g D2O 含有的质子数为10NA
B.1mol Na2O2与足量水反应转移的电子数为NA,生成的气体在标况下的体积为22.4L
C.1L 0.1mol/L HF溶液中含有共价键数目为0.1 NA
D.NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107g
【答案】A
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】解:A、20g重水的物质的量为1mol,而重水中含10个质子,故1mol重水中含10NA个质子,故A正确;
B、过氧化钠和水的反应中,1mol过氧化钠转移1mol电子,生成0.5mol氧气,在标况下体积为11.2L,故B错误;
C、HF溶液中,除了HF有共价键,水中也含共价键,故溶液中的共价键个数无法计算,故C错误;
D、一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体,故NA个氢氧化铁胶粒中氢氧化铁的物质的量大于1mol,则质量大于107g,故D错误.
故选A.
【分析】A、求出重水的物质的量,然后根据重水中含10个质子来分析;
B、过氧化钠和水的反应中,1mol过氧化钠转移1mol电子,生成0.5mol氧气;
C、HF溶液中,除了HF有共价键,水中也含共价键;
D、一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体.
二、非选择题
30.(2021·台州模拟)化合物X(只含有一种阳离子)由三种短周期元素组成,按照如下流程进行实验。已知固体A为一种单质和一种化合物的混合物,溶液C的焰色反应星黄色。
(1)E的化学式为 ,化合物X中阴离子的电子式为 。
(2)写出确定气体B的依据: 。
(3)上述流程中溶液C生成白色沉淀D的离子方程式为 。
(4)化合物X在加热条件下可将CuO还原成Cu,反应化学方程式为 。A中的化合物在加热条件下也可以将CuO还原成Cu,取足量A中的化台物与W g CuO(设CuO完全反应)共热,请设计实验证明还原产物的组成 。(提示:CuO的还原产物可能为,在酸性条件下不稳定,发生反应为)
【答案】(1);
(2),所以B是
(3)
(4);将反应后的固体加水搅拌、过滤、洗涤、干燥,称量若固体质量为0.8Wg,则产物为铜,若固体质量为0.9Wg,则产物为氧化亚铜,若大于0.8Wg小于0.9Wg,则产物为铜和氧化亚铜
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;离子方程式的书写;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)C溶液通入过量二氧化碳气体,生成白色沉淀D,D加热能分解为固体E,则D是Al(OH)3、E是Al2O3;X中含有0.1molNa元素、(0.1+0.3)molH元素、0.1molAl元素,X的化学式是NaAlH4,X只含一种阳离子,化合物X中阴离子是AlH,电子式为;
(2)5.4gX隔绝空气加强热,生成5.1g固体A,根据质量守恒定律,生成B的质量是0.3g,B的物质的量是,,所以B是;
(3)根据以上分析,C是偏铝酸钠溶液,通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为;
(4)NaAlH4在加热条件下可将CuO还原成Cu,同时生成偏铝酸钠、水,反应化学方程式为。
根据铜元素守恒,若W g CuO完全被还原为Cu,生成固体铜的质量是0.8Wg,若W g CuO完全被还原为,生成固体的质量是0.9Wg;将反应后的固体加水搅拌、过滤、洗涤、干燥,称量若固体质量为0.8Wg,则产物为铜,若固体质量为0.9Wg,则产物为氧化亚铜,若大于0.8Wg小于0.9Wg,则产物为铜和氧化亚铜。
【分析】(1)根据通入二氧化碳后有白色沉淀,可以得出沉淀D为氢氧化铝,即可判断E为氧化铝,溶液C为偏铝酸钠,固体A加入水得到气体B和溶液C,且A为固体和单质,故A为铝和氢化钠,故气体B为氢气,结合质量计算出物质的量即可计算出X的化学式为NaAlH4,结合核外电子成键即可写出电子式
(2)根据A的质量和E的质量计算出B的质量和物质的量
(3)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(4)根据反应物性质即可写出方程式,根据与酸反应即可判断
31.(2020·西安模拟)
(1)全固态锂离子电池的结构如图所示,放电时电池反应为 2Li+MgH2=Mg+2LiH。放电时,X 极作 极。充电时,Y 极反应式为 。
(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。
①阳极的电极反应式为
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:
③电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6~8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400 mL 10 g L 1 乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为 145 g L 1 (溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为 L。(乳酸的摩尔质量为90 g mol-1)
【答案】(1)正;LiH + e- = Li +H-
(2)4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O;阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;6.72
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】⑴全固态锂离子电池的结构如图所示,放电时电池反应为 2Li+MgH2 = Mg+2LiH。Li化合价升高失去电子,放电时,作负极,MgH2作正极,因此放电时,X极作正极,充电时,Y极为阴极,其电极反应式为LiH + e- = Li +H-,故答案为:正;LiH + e- = Li +H-;⑵①阳极上阴离子得到电子,即水中的氢氧根得到电子,其电极反应式为4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O,故答案为:4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O;②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA,故答案为:阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;③400 mL 10 g L 1 乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为 145 g L 1 (溶液体积变化忽略不计),则增加的乳酸的质量为(145 g L 1 10 g L 1)×0.4L=54g,增加的乳酸的物质的量为 ,根据2HA —2A-—H2关系得到阴极上产生的 H2的物质的量为 ,在标准状况下的体积约为0.3mol×22.4 L mol 1 = 6.72L,故答案为:6.72。
【分析】⑴放电时电池反应为 2Li+MgH2 = Mg+2LiH。Li化合价升高失去电子,放电时,作负极,MgH2作正极;⑵①阳极上阴离子得到电子,即水中的氢氧根得到电子;②阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;③计算乳酸增加的质量,再计算乳酸的物质的量,根据2HA —2A-—H2关系得到阴极上产生的H2的物质的量及体积。
32.(2022高一上·河北期末)实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如下实验装置。
请按要求回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 ,其中发生反应的化学方程式为 。
(2)欲除去中的HCl,装置B中应选用的试剂为 (填序号)。
a.饱和食盐水 b.饱和氢氧化钠溶液 c.饱和亚硫酸钠溶液
(3)进入装置B的中含有的杂质,除HCl外还有 (填化学式)。欲除去该杂质,装置C中盛放的试剂名称为 。
(4)装置D中的一处明显不正确为 。
(5)装置E中的试剂为 ,其作用为 。
(6)加热150mL12mol/L溶液和3.48g粉末的混合物,若反应充分进行,则理论上可产生的在标准状况下的体积为 mL。
【答案】(1)圆底烧瓶;
(2)a
(3)H2O;浓硫酸
(4)D中的导气管应该左长右短
(5)NaOH;吸收多余的氯气
(6)896
【知识点】氯气的实验室制法;常用仪器及其使用;除杂;化学方程式的有关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)X为圆底烧瓶,根据分析,A装置制取氯气;
故答案为:圆底烧瓶;;
(2)根据分析,去除氯气中的氯化氢气体需要用饱和食盐水;
故答案为:a;
(3)根据分析,制取氯气后,含有的杂质为HCl和水蒸气,水蒸气需要用浓硫酸除去;
故答案为:H2O;浓硫酸;
(4)D中需要用向上排空气法收集氯气,故多功能瓶中的导管应该长进短出;
故答案为:D中的导气管应该左长右短;
(5)根据分析,E中用NaOH去除多余的氯气;
故答案为:NaOH;去除多余的氯气;
(6),,根据制取氯气的关系,,盐酸过量,,则;
故答案为:896。
【分析】根据图示信息,装置A用于制取氯气,其化学方程式为;由于浓盐酸有挥发性,制得的Cl2中含有HCl和水蒸气,一般可用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸除去水蒸气,所以装置B中盛放饱和食盐水,用于除去HCl;装置C中盛放浓硫酸,用于干燥Cl2;装置D用于收集Cl2(注意长管进短管出);装置E用于吸收多余的Cl2,以防污染空气。据此分析。
33.(2021高一上·金华期末)向含有一定量盐酸和的混合溶液中逐滴滴加溶液,产生沉淀的质量m与加入的物质的量n之间的关系如图所示,按要求填空:
(1)段产生的沉淀为 (填写化学式)。
(2)原混合溶液中 。
【答案】(1)Cu(OH)2
(2)4
【知识点】化学方程式的有关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)b点时溶液中的溶质是CuCl2、BaCl2,b→c时发生的离子反应为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,沉淀为Cu(OH)2;
(2)根据图示,0→a段发生的反应是Ba2++SO
+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O;a→b段发生的反应是H++OH-=H2O,原溶液中氢离子的物质的量是4mol,所以原混合溶液中n(HCl)=4mol。
【分析】根据产物的性质,oa段是钡离子和硫酸根离子作用,ob段是氢离子和氢氧根离子反应,bc是铜离子和氢氧根离子反应结合数据即可计算
34.(2021高一上·金华期末)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,请回答下列问题。
(1)Ⅰ春秋末期工艺官书《考工记》中记载有“涑帛”的方法,即利用含有碳酸钠的水溶液来洗涤丝帛。
请写出碳酸钠水溶液中通入气体的化学方程式 。
(2)用的溶液吸收,所得溶液中和物质的量浓度之比为 。
(3)Ⅱ.如图为铁及其化合物的“价一类”二维图。
图中①处填 ,②处填 。
(4)某小组在探究性质的实验(实验1)时,观察到溶液变红,片刻红色褪去,有气体生成。
用实验2探究“红色褪去”的原因,则红色褪去的原因是 。
【答案】(1)
(2)1:3
(3)单质;
(4)被氧化为
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)碳酸钠水溶液与
反应生成碳酸氢钠,则其化学方程式为:
,故答案为:
;
(2)设生成
、
的物质的量分别为
则
,解得
,故所得溶液中
和
物质的量浓度之比为1:3,故答案为:1:3;
(3)右图所示①的正上方为单质铁,则①为单质;②为氢氧化物且铁的化合价为+3价,则②为
,故答案为:单质;
;
(4)褪色后的溶液加入氯化铁无明显实验现象,则说明溶液中不含硫氰化钾,滴加硫氰化钾变红,说明溶液中含铁离子,加入盐酸和氯化钡有白色沉淀生成,说明有硫酸根离子存在,根据元素守恒分析可知应为
被氧化为
,故答案为:
被氧化为
。
【分析】(1)根据反应物和性质即可写出化学方程式
(2)钠元素和碳元素守恒即可计算出浓度之比
(3)根据图表结合化合价即可填写
(4)过氧化氢溶液具有氧化性可将SCN-进行氧化
35.(2021高一上·金华期末)固体化合物X由3种元素组成.某学习小组进行了如下实验:
已知:A为二元化合物,其标况下的密度2.86g/L;Z加盐酸得到蓝色溶液:B加硫酸产生白色沉淀。请回答:
(1)A的分子式 。
(2)化合物X含有 元素(填元素符号),X的化学式 。
(3)实验室常将通过热的固体Z制备氮气,该反应的化学方程式是 。
【答案】(1)SO2
(2)Ba、Cu、S;BaCuS2
(3)2NH3+3CuON2+3H2O
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的分子式为SO2,故答案为:SO2;
(2)由分析可知,化合物X含有Ba、Cu、S三种元素,X的化学式为BaCuS2,故答案为:Ba、Cu、S;BaCuS2;
(3)由分析可知,Z为CuO,实验室常将
通过热的固体Z制备氮气,即NH3和CuO反应生成N2和H2O,则该反应的化学方程式是2NH3+3CuO
N2+3H2O,故答案为:2NH3+3CuO
N2+3H2O。
【分析】根据Z黑色化合物,即可判断Z为氧化铜,B中加入硫酸得到白策沉淀,B中含有氢氧化钡。因此Y为氧化铜和氧化钡。根据质量守恒即可计算出A的质量,结合密度判断出二氧化硫,因此X中有Cu,Ba,S三种元素,结合题目即可作出解答
36.(2021高一上·南阳期末)完成下列问题。
(1)常温常压下,用等质量的、CO、、四种气体分别吹出四个气球。其中气体为的是____(填序号)。
A. B. C. D.
(2)在标准状况下,2.24L由、组成的混合气体中含有的氮元素的质量约为 。
(3)在0.1L由KCl、、形成的植物营养液中,,,,向混合溶液中滴加足量的溶液后产生沉淀的物质的量为 。
(4)在干燥烧瓶中用向下排空气法收集氨气(已知:空气不可能排净,空气的平均相对分子质量为29,瓶内气体对氢气的相对密度为9.5,氨气极易溶于水),将此瓶气体倒置于水槽中,烧瓶内液面上升的体积占烧瓶总体积的 。
(5)100mL0.3溶液(密度为,)和50mL0.2溶液(密度为)的混合,所得密度为的混合溶液中的浓度为 (用含d1、d2、d3的式子表示)。
【答案】(1)A
(2)2.8g
(3)0.03mol
(4)
(5)
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算;阿伏加德罗定律及推论;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)在相同条件下,气体的物质的量越大,气体的体积越大,四种气体的质量相等,根据可知,气体的摩尔质量越大,物质的量越小,四种气体中二氧化硫的摩尔质量最大,物质的量最小,体积最小,故答案为:A;
(2)在标准状况下,2.24L由、组成的混合气体的物质的量是0.1mol,因为一个和分子中都含有2个氮原子,所以不论和的比例如何,N的物质的量就是混合气体的物质的量的2倍,故2.24L由、组成的混合气体中含有的氮元素的物质的量为0.2mol,氮元素的质量为,故答案为:2.8g;
(3)由溶液呈电中性可知,+2=+2,溶液中硫酸根离子的浓度,则硫酸根离子的物质的量为,则向混合溶液中滴加足量的溶液后产生硫酸钡沉淀的物质的量为0.03mol,故答案为:0.03mol;
(4)用排空气法收集到的氨气气体不纯,混合气体的平均相对分子质量为。设烧瓶的容积为V,氨气的体积为x,空气的体积为V-x,则有,解得,将此瓶气体倒置于水槽中,进入烧瓶的液体体积为氨气的体积,即,故答案为:;
(5)混合溶液的质量为,混合后溶液的体积为,混合溶液中,混合溶液中的浓度为,故答案为:。
【分析】(1)等质量的 、CO、、 四种气体的物质的量与其摩尔质量成反比,即摩尔质量越大,则物质的量越小,在同温同压下,体积越小;
(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体的物质的量是0.1mol,因为一个N2和N2O分子中都含有2个氮原子,所以不论N2和N2O的比例如何,只要物质的量是确定的,则N的物质的量就是混合气体物质的量的2倍;
(3)由溶液呈电中性可知,可求得溶液中硫酸根离子的浓度,则硫酸根离子的物质的量为等于硫酸钡沉淀的物质的量;
(4)用排气法收集氨气后,收集到的氨气气体不纯,含有空气,空气的平均相对分子质量为29,混合气体的平均相对分子质量为9.5X2=19;设烧瓶的容积为VL,氨气的体积为xL,空气的体积为(V- x)L,则
依据分析解答;
(5)由混合液的质量和混合溶液的体积,结合及分析解答。
2023年高考真题变式分类汇编:物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
一、选择题
1.(2021·辽宁)下列说法正确的是( )
A. (标准状况)与水充分反应转移 电子
B. 和 均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D. 与 溶液反应:
2.(2021·山东)以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池,下列说法正确的是( )
A.放电过程中,K+均向负极移动
B.放电过程中,KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1molO2时,理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
3.(2020·)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1 mol重水比1 mol水多NA个质子
C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D.1 L 1 mol·L 1 NaCl溶液含有28NA个电子
4.(2018·全国Ⅱ卷)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.常温常压下,124g P4中所含P-P键数目为4NA
B.100mL 1mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中,2mol SO2 和1mol O2催化反应后分子总数为2NA
5.(2023·合肥模拟)某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示,下列叙述正确的是
A.a电极为电池负极
B.电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C.b电极的电极反应:
D.当外电路中通过电子时,a电极处消耗
6.(2022·茂名模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1mol环氧乙烷()中含有共价键的总数为0.3NA
B.1molD2O比1molH2O多NA个质子
C.2.8gN2与CO混合气体中含有分子数为0.1NA
D.16.25g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
7.(2022·海淀模拟)下列说法正确的是( )
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.同温同压下,等体积的和CO所含分子数相同
C.丁烷所含碳原子数是相同质量乙烷的2倍
D.的盐酸中, 为
8.(2021·台州模拟)室温下过氧化铬()在硝酸酸化的戊醇中会溶解并发生反应:。在5m1的过氧化铬戊醇溶液中滴入一定量的稀硝酸,在不同时刻测得过氧化铬浓度如下表:
时间/min 4 6 8 10 t 20 25 35
4.230 2.510 1.790 1.350 1.240 1.130 1.110 1.100
下列叙述正确的是( )
A.4~6min内过氧化铬分解的平均速率
B.8~10min内过氧化铬分解释放的体积为0.86mL(标准状况)
C.推测表中t的取值范围为:10<15
D.若升高温度后重新实验发现20min时过氧化铬浓度为,则证明反应的△H>0
9.(2021·厦门模拟)侯氏制碱法涉及的主要反应为 。 为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是( )
A.标准状况下,5.6L 的分子数为0.25
B.1个 晶胞的质量为
C.1L0.1 溶液中NH 数目小于0.1
D.反应消耗0.1 析出 数目为0.1
10.(2021·深圳模拟)常温下,向100mL0.1mol·L-1H2S溶液中缓慢通入SO2气体,可发生反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O。下列关于该过程的说法错误的是( )
A.pH先增大后减小,最终保持不变
B.恰好完全反应时,反应消耗112mLSO2(标准状况)
C. 的值减小
D.0.1mol·L-1H2S溶液中:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
11.(2021·开封模拟)多伦多大学EdwardSargent教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法。反应在KCl电解液的流动池中进行,示意图如图。电解结束后,将阴阳极电解液输出混合,便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是( )
A.泡沫镍电极连接电源负极
B.铂箔电极附近溶液pH下降
C.该过程的总反应为CH2=CH2+HOCl→ +HCl
D.当电路中通过1mol电子时,铂箔电极上会产生11.2L气体(标准状况)
12.(2021·重庆模拟)合成氨是催化界的经典反应,数次诺贝尔奖的获得,说明其从工业应用到机理认识都有着重要意义。当前,利用电化学手段进行氨的合成是人类化学控制合成的新目标,一种电化学合成氨的装置(惰性电极)示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电极连接电源的负极
B. 电极的电极反应式为:
C.当有 生成时,理论上产生
D.电流从 极经共熔物到 极,再经电源流回 极
13.(2021·吕梁模拟)二茂铁( )广泛应用于航天化工等领域中,其电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂),下列说法正确的是( )
A.Fe与电源的正极相连
B.流程中生成催化剂金属钠,金属钠能与水发生反应,因此DMF溶液不能用水代替
C.该过程中理论上产生11.2 L的H2消耗1 mol环戊二烯
D.二茂铁制备过程中阴极的电极反应为2H++2e-=H2↑
14.(2020高三上·随州月考)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L CHCl3中分子数为NA
B.常温常压下,28gN2含有的原子数为2NA
C.1L0.1mol L 1CH3COOH的水溶液中含氧原子数为0.2NA
D.常温下,28g铁片投入足量浓H2SO4中生成SO2为0.5NA
15.(2020高二下·金华期末)某海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是( )
离子
含量 9360 83 200 1100 16000 1200 118
A.甲室的电极反应式为:
B.乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b
C.当戊室收集到 (标准状况)气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol
D.淡化过程中易在戊室形成水垢
16.(2020·汉中模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目相等
B.标准状况下,22.4LHF所含有的分子数目为NA
C.常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g,原子总数为3NA
D.0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为NA
17.(2020·柳州模拟) 是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.23 g Na在氧气中充分燃烧生成 ,转移电子数为2
B. 的NaOH溶液中,含有 的数日为0.01
C.电子数为 的 分子的质量为1.6g
D.标准状况下,3.36 L的 中含有氧原子的数目为0.45
18.(2020·南昌模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,1mol -OH中含有9NA个电子
B.在精炼铜的过程中,当阳极有32g铜参加反应时转移电子数为NA
C.常温下,0.1mol环氧乙烷( )中含有的共价键数目为0.3NA
D.1L0.5mol/LpH=7的CH3COONH4溶液中 数目为0.5NA
19.(2020·南京模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.常温常压下,2.24 L H2O中含有极性共价键的数目为0.2NA
B.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中含有NH 的数目小于0.1NA
C.100 mL 12 mol·L-1的浓HNO3与过量Cu反应转移电子的数目为0.6NA
D.标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA
20.(2020·松江模拟)常温下,将一定量的氯气通入100mL4mol·L-1的氢氧化钠溶液中,发生反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。充分反应后,下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)( )
A.当通入的Cl2为2.24L时,反应中电子转移数目为0.1NA
B.当电子转移数目为0.2NA时,溶液质量增加14.2g
C.当溶液中Na+为0.4NA时,溶液中的Cl-为0.2NA
D.当溶液质量增加7.1g时,溶液中ClO-为0.1NA
21.(2020·广州模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为3N
B.0.1 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为0.1 NA
C.常温常压下,124 g P4中所含P-P键数目4 NA
D.标准状况下,22.4 L丙烷中所含共价键数目为10 NA
22.(2020·邵阳模拟)下列各物质所包含的原子物质的量最多的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
A.44gCO2气体 B.标准状况下44.8LH2
C.18g水 D.2NA个NH3分子
23.(2020·来宾模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常温下0.1mol/LNa2S2O3溶液与pH=1的H2SO4溶液的说法正确的是( )
A.1LpH=1的H2SO4溶液中,含H+的数目为0.2NA
B.98g纯H2SO4中离子数目为3NA
C.含0.1molNa2S2O3的水溶液中阴离子数目大于0.1NA
D.Na2S2O3与H2SO4溶液混合产生22.4L气体时转移的电子数为2NA
24.(2019·莆田模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA
B.2molSO2与3molO2反应生成的SO3分子数为2NA
C.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.6NA
D.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NA
25.(2018·乌鲁木齐模拟)设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L苯中含有的碳氢键数目为6NA
B.标准状况下,22.4LNO与11.2L 的O2组成的混合气体中含有的原子数为3NA
C.25℃时,pH=1的CH3COOH溶液中含有的H+数目等于0.1NA
D.已知反应: Cu2S+O2 2Cu+SO2,每生成1molCu转移的电子数为2NA
26.(2018·东莞模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
B.0.3mol二氧化氮与水反应转移电子数为0.2NA
C.1L2mol·L-1的 NaHCO3溶液中所含H原子数为2NA
D.0.1mol的NO与足量O2的混合物中含有的N原子数为0.2NA
27.(2018·河北模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,5.6L.Cl2与足量NaOH反应转移的电子数为0.25NA
B.室温下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成56gN2时,转移的电子数目为3.75NA
28.(2017·白山模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是( )
A.一定条件下,将1molN2和3molH2混合发生反应,转移的电子总数为6NA
B.1L0.1mol L﹣1的Na2CO3溶液中阴离子的总数大于0.1NA
C.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有2molFe2+被氧化时,消耗Cl2的分子数为NA
D.1mol﹣CH3中所含的电子总数为10NA
29.(2017·茂名模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.20 g D2O 含有的质子数为10NA
B.1mol Na2O2与足量水反应转移的电子数为NA,生成的气体在标况下的体积为22.4L
C.1L 0.1mol/L HF溶液中含有共价键数目为0.1 NA
D.NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107g
二、非选择题
30.(2021·台州模拟)化合物X(只含有一种阳离子)由三种短周期元素组成,按照如下流程进行实验。已知固体A为一种单质和一种化合物的混合物,溶液C的焰色反应星黄色。
(1)E的化学式为 ,化合物X中阴离子的电子式为 。
(2)写出确定气体B的依据: 。
(3)上述流程中溶液C生成白色沉淀D的离子方程式为 。
(4)化合物X在加热条件下可将CuO还原成Cu,反应化学方程式为 。A中的化合物在加热条件下也可以将CuO还原成Cu,取足量A中的化台物与W g CuO(设CuO完全反应)共热,请设计实验证明还原产物的组成 。(提示:CuO的还原产物可能为,在酸性条件下不稳定,发生反应为)
31.(2020·西安模拟)
(1)全固态锂离子电池的结构如图所示,放电时电池反应为 2Li+MgH2=Mg+2LiH。放电时,X 极作 极。充电时,Y 极反应式为 。
(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。
①阳极的电极反应式为
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:
③电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6~8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400 mL 10 g L 1 乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为 145 g L 1 (溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为 L。(乳酸的摩尔质量为90 g mol-1)
32.(2022高一上·河北期末)实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如下实验装置。
请按要求回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 ,其中发生反应的化学方程式为 。
(2)欲除去中的HCl,装置B中应选用的试剂为 (填序号)。
a.饱和食盐水 b.饱和氢氧化钠溶液 c.饱和亚硫酸钠溶液
(3)进入装置B的中含有的杂质,除HCl外还有 (填化学式)。欲除去该杂质,装置C中盛放的试剂名称为 。
(4)装置D中的一处明显不正确为 。
(5)装置E中的试剂为 ,其作用为 。
(6)加热150mL12mol/L溶液和3.48g粉末的混合物,若反应充分进行,则理论上可产生的在标准状况下的体积为 mL。
33.(2021高一上·金华期末)向含有一定量盐酸和的混合溶液中逐滴滴加溶液,产生沉淀的质量m与加入的物质的量n之间的关系如图所示,按要求填空:
(1)段产生的沉淀为 (填写化学式)。
(2)原混合溶液中 。
34.(2021高一上·金华期末)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,请回答下列问题。
(1)Ⅰ春秋末期工艺官书《考工记》中记载有“涑帛”的方法,即利用含有碳酸钠的水溶液来洗涤丝帛。
请写出碳酸钠水溶液中通入气体的化学方程式 。
(2)用的溶液吸收,所得溶液中和物质的量浓度之比为 。
(3)Ⅱ.如图为铁及其化合物的“价一类”二维图。
图中①处填 ,②处填 。
(4)某小组在探究性质的实验(实验1)时,观察到溶液变红,片刻红色褪去,有气体生成。
用实验2探究“红色褪去”的原因,则红色褪去的原因是 。
35.(2021高一上·金华期末)固体化合物X由3种元素组成.某学习小组进行了如下实验:
已知:A为二元化合物,其标况下的密度2.86g/L;Z加盐酸得到蓝色溶液:B加硫酸产生白色沉淀。请回答:
(1)A的分子式 。
(2)化合物X含有 元素(填元素符号),X的化学式 。
(3)实验室常将通过热的固体Z制备氮气,该反应的化学方程式是 。
36.(2021高一上·南阳期末)完成下列问题。
(1)常温常压下,用等质量的、CO、、四种气体分别吹出四个气球。其中气体为的是____(填序号)。
A. B. C. D.
(2)在标准状况下,2.24L由、组成的混合气体中含有的氮元素的质量约为 。
(3)在0.1L由KCl、、形成的植物营养液中,,,,向混合溶液中滴加足量的溶液后产生沉淀的物质的量为 。
(4)在干燥烧瓶中用向下排空气法收集氨气(已知:空气不可能排净,空气的平均相对分子质量为29,瓶内气体对氢气的相对密度为9.5,氨气极易溶于水),将此瓶气体倒置于水槽中,烧瓶内液面上升的体积占烧瓶总体积的 。
(5)100mL0.3溶液(密度为,)和50mL0.2溶液(密度为)的混合,所得密度为的混合溶液中的浓度为 (用含d1、d2、d3的式子表示)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;二氧化硫的性质;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故 (标准状况)与水充分反应转移电子数目小于 ,A不符合题意;
B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2 CuCl2,故 和 均可通过化合反应得到,B符合题意;
C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C不符合题意;
D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故 与 溶液反应: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】
A.与水反应并不充分;
B.两者均可化合得到;
C.浓硫酸不易挥发,无法反应;
D.会发生氧化还原反应,化合价会变化。
2.【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.据题意可知, CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池, 因此 CH3OH、N2H4、(CH3)2NNH2失去电子发生氧化反应,钾离子向正极移动,故A不符合题意
B.放电过程中,CH3OH-O2、(CH3)2NNH2-O2均产生二氧化碳消耗氢氧化钾溶液因此氢氧化钾溶液的物质的量减小,而N2H4-O2产生的是氮气不会消耗氢氧化钾,故B不符合题意
C.根据CH3OH~6e,N2H4 ~4e,(CH3)2NNH2~16e,设质量均为mg,即可计算出CH3OH转移的电子数为mol,N2H4转移的电子为mol,(CH3)2NNH2转移的电子为mol,(CH3)2NNH2转移的电子量最大,故C符合题意
D.根据 N2H4-O2燃料电池 的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O, 消耗1molO2时 产生1mol氮气,标况下体积为22.4L,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】A.根据原电池的的电子的流向即可判断钾离子的移动方向
B.考查的是电池反应产物中是否含有消耗氢氧化钾溶液的物质
C.产生的电量是由转移的电子量决定的,计算出等质量的物质转移的电子数即可
D.根据电池写出总的反应式即可判断
3.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下22.4L氮气的物质的量为1mol,若该氮气分子中的氮原子全部为14N,则每个N2分子含有(14-7)×2=14个中子,1mol该氮气含有14NA个中子,不是7NA,且构成该氮气的氮原子种类并不确定,A不符合题意;
B.重水分子和水分子都是两个氢原子和一个氧原子构成的,所含质子数相同,B不符合题意;
C.石墨烯和金刚石均为碳单质,12g石墨烯和12g金刚石均相当于12g碳原子,即 =1molC原子,所含碳原子数目为NA个,C符合题意;
D.1molNaCl中含有28NA个电子,但该溶液中除NaCl外,水分子中也含有电子,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A.氮气(N2)为双原子分子,每个分子含有14个中子,则1mol含有14NA个中子;
B.重水( D2O )分子和水(H2O)分子中的D和H均属于H原子,质子数相同;
C.石墨烯和金刚石互为同素异形体,均由碳原子构成;
D.溶液中除了溶质还有溶剂。
4.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.白磷是正四面体结构,每个分子含有6个共价键,124g白磷的物质的量n=m/M=1mol,含有的化学键应为6NA,故A不符合题意
B.100mL 1mol·L-1 FeCl3溶液中含有 FeCl3的物质的量n=cV=0.1mol,但 FeCl3是强酸弱碱盐会发生水解,所以Fe3+的数目<0.1NA , 故B不符合题意
C.甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)分子中都含有氢原子,且都含有4个氢原子,标准状况下,11.2L混合物的物质的量n=V/Vm=0.5mol,所以含有的氢原子数为0.5×4=2NA,A故C符合题意
D.SO2 + O2 SO3 ,该反应是一个可逆反应,2mol SO2 和1mol O2完全反应生成SO3为2mol,但可逆反应不可能完全反应,所以分子总数应>2NA , 故D不符合题意
故答案为:C
【分析】该题考查白磷的结构及化学键、强酸弱碱盐的水解、气体摩尔体积、可逆反应等相关知识点;易错点:①P4错认为是4个共价键,实际上P4是正四面体结构,每个分子含有6个共价键;②忽略强酸弱碱盐的水解;③关于混合物中原子数的计算;④可逆反应不能进行彻底即可逆反应是一个动态平衡
5.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,a电极为电池正极,A不符合题意;
B.原电池中氢离子向正极移动,故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动,B不符合题意;
C.b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应:,C符合题意;
D.没有标况,不能计算氧气的体积,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置为原电池,根据NOHNO3,氮元素的化合价升高,说明NO失电子发生氧化反应,则b极为负极,其电极反应式为 ,a极为正极,其电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
6.【答案】C
【知识点】有机物的结构式;胶体的性质和应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.1个环氧乙烷()分子中含有7个共价键,0.1mol环氧乙烷()中含有的共价键数为0.7NA,A不符合题意;
B.1molD2O和H2O中的质子数相同,B不符合题意;
C.N2与CO的摩尔质量均为28g/mol,则2.8gN2与CO混合气体的物质的量为0.1mol,故含有分子数为0.1NA,C符合题意;
D.16.25g FeCl3的物质的量为:=0.1mol, Fe3+水解反应为一个可逆反应,且Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体,形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.判断共价键数目要写出结构式,环氧乙烷中每个C上连接着两个氢
B.D和H互为同位素,同位素的质子数相同,中子数不同
C.利用“极值法”分析混合物问题,2.8gN2含有的分子数为0.1NA,2.8gCO含有的分子数也是0.1NA,所以 2.8gN2与CO混合气体中含有分子数为0.1NA
D.离子的水解是部分水解,且胶体粒子是许多分子的集合体或者高分子
7.【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下,水为液态,的体积不能按照气体计算公式计算体积,则的体积不为,故A不符合题意;
B.同温同压下,计算公式计算,相同体积的和物质的量相同,故含有分子数目相等,故B符合题意;
C.依据分析相同质量乙烷与丁烷的物质的量不同,故C不符合题意;
D.温度未知,水的离子积无法确定,故pH=1的盐酸中氢离子浓度无法计算,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.使用摩尔体积时需要注意物质的状态
B.利用阿伏加德罗定律即可判断
C.根据公式计算出物质的量即可
D.根据n=cv计算,但体积未知
8.【答案】C
【知识点】化学反应速率;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.4~6min内过氧化铬分解的平均速率,故A不符合题意;
B.8~10min内过氧化铬分解的物质的量为(1.790-1.350)×10-5mol/L×5×10-3L=2.2×10-8mol,根据反应可得分解得到的氧气的体积为3.85×10-8mol×22.4L/mol=8.6×10-4mL,故B不符合题意;
C.若t=15,则10~15min和15~20min这两个时间段内的速率相等,但是根据浓度越小速率越小,10~15min内速率大于后一阶段,故10<15,故C符合题意;
D.20min时反应还未达到平衡,升高温素加快了反应速率,不能判断平衡的移动方向,不能判断反应吸放热,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据表格数据,结合过氧化铬的含量不再改变即可计算出速率,即可利用方程式计算出氧气的体积,结合速率即可判断时间
9.【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下,5.6L 的物质的量为 =0.25mol,分子数为0.25 ,故A不符合题意;
B.1个 晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子,其质量为 ,故B不符合题意;
C.1L0.1 溶液中理论上铵根离子数为0.1mol,因铵根离子发生水解,实际数目小于0.1 ,故C不符合题意;
D.反应消耗0.1 生成 数目为0.1 ,但只有超出溶解度的部分能析出晶体,析出的数目小于0.1 ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据公式n=即可计算
B.根据晶胞结构计算出含有的钠原子和氯原子的个数即可计算出晶胞的质量
C.根据n=cv计算出物质的量,但是考虑到铵根离子水解整体减小
D.晶体是达到饱和状态时才会析出晶体,当未达到饱和不会析出固体
10.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用;电离平衡常数
【解析】【解答】A.随着反应的进行,硫化氢逐渐被消耗,反应中生成单质硫和水,当二氧化硫过量,并达到饱和以后,pH不再发生变化,所以pH先增大后减小,最终保持不变,A不符合题意;
B.硫化氢的物质的量是0.01mol,恰好完全反应时消耗0.005mol二氧化硫,在标况下的体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mLSO2,B不符合题意;
C. ,温度不变,平衡常数不变,其值不变,C符合题意;
D.0.1mol·L-1H2S溶液中依据电荷守恒可知:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.根据2H2S+SO2=3S↓+2H2O分析;
B.根据2H2S+SO2=3S↓+2H2O系数比分析;
C.Ka只与温度有关;
D.根据电荷守恒分析。
11.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.根据分析可知泡沫镍电极为阳极,应连接电源正极,故A不符合题意;
B.铂箔电极为阴极,水电离出的氢离子放电生成氢气,同时产生大量氢氧根,所以铂箔电极附近溶液pH升高,故B不符合题意;
C.铂箔电极的产物为H2和KOH,所以阳极区生成的HCl又会反应生成KCl,初始反应物没有HOCl,该物质是阳极产物氯气和水反应生成的,据图可知HOCl中氯元素最终又生成了氯离子,所以该反应的实际反应物只有乙烯和水,最终的生成物为环氧乙烷和氢气,总反应为 ,故C不符合题意;
D.铂箔电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,转移1mol电子生成0.5mol氢气,标况下体积为11.2L,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】据图可知泡沫镍电极上Cl-失电子被氧化生成Cl2,所以泡沫镍电极为阳极,则铂箔电极为阴极,电解质溶液为KCl溶液,所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。
12.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,a电极为电解池的阳极,与电源的正极相连,故A不符合题意;
B.由分析可知,b电极为阴极,氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为 ,故B符合题意;
C.未注明标准状况,无法计算1mol氨气生成时生成氧气的体积,故C不符合题意;
D.由电解原理可知,电流从b极流向电源,再经电源流回a极,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由图可知,该装置为电解池装置,a电极为电解池的阳极,在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气,b电极为阴极,氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气。
13.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由上述原理图可知,过程中Fe电极发生反应Fe-2e-=Fe2+,化合价升高,被氧化,故Fe与电源的正极相连作阳极,A符合题意;
B.流程中生成金属钠是中间产物,而不是催化剂,金属钠能与水发生反应,因此DMF溶液不能用水代替,B不符合题意;
C.题目中为告知气体的状况,无法计算H2的体积,C不符合题意;
D.由原理示意图可知,二茂铁制备过程中阴极的电极反应为Na++e-=Na,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据流程中出现亚铁离子,因此铁参与反应失去电子故为阳极
B.根据流程,钠只是中间产物不是催化剂
C.使用摩尔体积时需要注意物质的状态和条件
D.根据流程即可判断出阴极是钠离子得电子变为钠单质
14.【答案】B
【知识点】分子、原子、离子;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.CHCl3在标准状况下是液体,不能用气体摩尔体积进行计算,故22.4 L CHCl3中分子数不等于NA,A不符合题意;
B.常温常压下,28gN2含有的原子数为 ,B符合题意;
C.除CH3COOH中含有O原子外,H2O中也含有O原子,故1L0.1mol L 1CH3COOH的水溶液中含氧原子数大于0.2NA,C不符合题意;
D.常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化,故28g铁片(0.5mol)投入足量浓H2SO4中几乎不生成SO2,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.CHCl3在标准状况下是液体;
B.根据n=计算;
C.水中有大量的O;
D.常温下,铁片在浓硫酸中发生钝化;
15.【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.甲室中的电极为阳极,Cl-放电生成Cl2,电极反应为甲室的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,A符合题意,不选;
B.甲室Cl-放电,阳离子甲室进入乙室,戊室2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴离子戊室进入丁室,丙室的阳离子进入丁室,阴离子进入乙室,因此乙室和丁室中部分离子的浓度增大,丙中得到淡水,其出口为b;B符合题意,不选;
C.戊室收集到1molH2,转移2mol电子,由甲室进入乙室的阳离子可能为Na+、K+,也可能是Mg2+、Ca2+,其电荷不同,C不符合题意,故选C;
D.戊室生成的 可能与 结合生成水垢,D符合题意,不选。
故答案为:C。
【分析】在电解池中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,因此,阳离子向右移动,阴离子向左移动,而阳离子只能通过阳膜,阴离子只能通过阴膜,综上可知,乙室和丁室的溶液中部分阴阳离子浓度增大,丙室中阴阳离子浓度减小;在甲室,Cl-在阳极失去电离生成Cl-,在戊室,水会得到电子,生成氢气。
16.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目不一定相等,因为各溶液的体积未知,A不符合题意;
B.标准状况下HF不是气态,22.4LHF所含有的分子数目不是NA,B不符合题意;
C.NO2与N2O4的最简式均是NO2,常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g含有1mol“NO2”,原子总数为3NA,C符合题意;
D.-NH2(氨基)含有9个电子,0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为0.9NA,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】选项B是解答的易错点,容易根据HCl是气体而认为HF在标况下也是气态,错因在于忽略了HF分子间存在氢键,从而导致HF熔沸点升高,标况下不是气态。
17.【答案】C
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.钠转化为过氧化钠时需要失去电子,23g Na(即1mol Na)共失去1mol电子,故23g Na充分燃烧生成Na2O2时,转移电子数为NA,A不符合题意;
B.溶液体积未知,不能计算溶液中OH-的个数,B不符合题意;
C. 1mol甲烷分子中有10mol电子,当有NA(即1mol)个电子时,甲烷的物质的量为0.1mol,故甲烷质量为1.6g,C符合题意;
D.标准状况下,SO3为固体,无法利用气体摩尔体积进行计算,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、钠只变化了1价,故1mol钠转移的电子数为1NA
B、没有标明常温,没有标明体积
C、1mol甲烷所含电子数为10NA,则NA对应的甲烷的质量为1.6g
D、标况下,三氧化硫是固体
18.【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.1个-OH所含电子数为9,所以1mol-OH含有9mol电子,即9NA个,故A符合题意;
B.1mol铜变为铜离子失去2mol电子;精炼铜的过程中阳极上为粗铜,粗铜中比铜活泼的金属会先放电,所以当32g铜(物质的量为0.5mol)参加反应时转移电子数不是NA,故B不符合题意;
C.1个环氧乙烷分子中有7个共价键,所以0.1mol环氧乙烷中含有的共价键数目为0.7NA,故C不符合题意;
D.CH3COONH4溶液中铵根会发生水解,所以1L0.5mol/LpH=7的CH3COONH4溶液中 数目小于0.5NA,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】B、阳极为粗铜,除了铜还有其他的金属参加反应
C、忽略了C-H键
D、铵根离子会发生水解
19.【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A、常温常压下,2.24 L H2O的物质的量不是0.1mol,因此其中含有极性共价键的数目不是0.2 NA,A不符合题意;
B、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中NH4+的浓度小于0.1mol/L,但不能确定溶液的体积,因此不能计算含有的数目,B不符合题意;
C、100 mL 12 mol·L-1的浓HNO3的物质的量是1.2mol,与过量Cu反应,随着反应的进行,浓度降低,因此在反应过程中既有NO2,也有NO生成,则不能计算转移电子的数目,C不符合题意;
D、标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体的物质的量是0.5mol,二者均还有4个氢原子,因此其中含有氢原子的数目为2NA,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、常温常压下,水是液体
B、n=cV,没有说明体积
C、硝酸会变浓产物不固定,故不能计算转移电子的数目
20.【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.Cl2为2.24L时,状况未知,不能计算其物质的量,则不能计算转移电子,A不符合题意;
B.由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知,电子转移数目为 NA时,只有1mol氯气参加反应,溶液质量增加71g,则当电子转移数目为0.2 NA时,溶液质量增加为0.2mol×71g/mol=14.2 g,B符合题意;
C.100mL 4mol/L的氢氧化钠溶液中,钠离子的物质的量为0.1L×4mol/L=0.4mol,Na+为0.4 NA,且钠离子不参加离子反应,不能确定反应进行的程度,无法计算溶液中Cl 的物质的量,C不符合题意;
D. 当溶液质量增加7.1 g时,即参加反应的氯气为 ,由反应可知,生成NaClO为0.1mol,但ClO 水解,则溶液中ClO 小于0.1 NA,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.气体必须指明温度和压强;
B.根据化学方程式计算可得;
C.不能根据钠离子的变化推算反应进度;
D. 注意增加的质量为氯气的质量。
21.【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A. K2Cr2O7中Cr元素化合价由+6价降低为Cr3+中的+3价,则1mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为(6-3)×2=6mol,即6NA,A不符合题意;
B. 0.1molCH4与Cl2在光照下反应,生成物是氯化氢和四种卤代烃,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,B不符合题意;
C. 常温常压下,124gP4的物质的量为=1mol,P4分子中所含6个P-P键,则124gP4中P-P键数目6NA,C不符合题意;
D. 标准状况下,22.4L丙烷的物质的量为1mol,丙烷分子中含有10个共价键,则所含共价键数目为10NA,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A. 根据K2Cr2O7中Cr元素化合价变化来计算;
B. CH4与Cl2在光照下的反应,生成物是混合物,不会单独生成 CH3Cl;
C. P4为正四面体结构,一分子P4含6个P-P键,然后根据P4的物质的量计算;
D. 烷烃通式CnH2n+2,(共价键)=2n+2+(n-1)=3n+1(mol),分别从H、C出发考虑:C-H键:仅计H原子;C-C键:总数目=C原子数-1。
22.【答案】D
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.44gCO2气体物质的量是1mol,含有3NA个原子;
B. 标准状况下44.8LH2的物质的量是2mol,含有4NA个原子;
C.18g水的物质的量是1mol,含有3NA个原子;
D.2NA个NH3分子含有8NA个原子;比较四个选项,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A.一个CO2分子含有3个原子;
B. H2为双原子分子;
C.水分子式为:H2O,一个水分子含有3个原子;
D.一个NH3分子含有4个原子。
23.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.pH=1的硫酸溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,故1L溶液中氢离子的物质的量为0.1mol,则个数为0.1NA个,故A不符合题意;
B.硫酸是共价化合物,无氢离子,即纯硫酸中离子数为0,故B不符合题意;
C.硫代硫酸根是弱酸根,硫代硫酸根离子在溶液中的水解会导致阴离子个数增多,故含0.1molNa2S2O3的溶液中阴离子数目大于0.1NA,故C符合题意;
D.所产生的气体所处的状态不明确,气体的摩尔体积不确定,则22.4L气体的物质的量不一定是1mol,转移的电子数也不一定是2NA,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】考查物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键,常见问题和注意事项:①气体注意条件是否为标况;②物质的结构,如硫酸是共价化合物,不存在离子;③易水解盐中离子数目的判断;选项C为难点,多元素弱酸根离子水解后,溶液中阴离子总数增加。
24.【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O,故30g混合物中含有的CH2O的物质的量为1mol,则含2NA个H原子,故A符合题意;
B.SO2和氧气的反应为可逆反应,故不能进行彻底,则2molSO2与3molO2反应生成的SO3分子个数小于2NA个,故B不符合题意;
C.标况下2.24L乙烷的物质的量为0.1mol,而乙烷中含6条C-H键和1条C-C键共7条共价键,故0.1mol乙烷中含0.7NA条共价键,故C不符合题意;
D.溶液体积不明确,故溶液中水电离出的氢离子的个数无法计算,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】B、为可逆反应。二氧化硫不能转化成三氧化硫
C、忽略了C-C键
D、没有说体积
25.【答案】B
【知识点】气体摩尔体积;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.标准状况下苯是液体,故A不符合题意;
B.标准状况下,22.4LNO的物质的量是1mol,11.2L 的O2的物质的量是0.5mol,根据质量守恒,混合气体中含有的原子数为3NA,故B符合题意;
C.没有溶液体积,不能计算氢离子数目,故C不符合题意;
D.Cu2S+O2 2Cu+SO2每生成1molCu转移的电子数为3NA,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】B中依据原子守恒,在反应前后,原子的种类和个数保持不变。
26.【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A. 标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后生成的HF非气体,气体分子数为0,选项A不符合题意;
B. 0.3mol二氧化氮与水反应生成0.2mol硝酸和0.1molNO,转移电子数为0.2NA,选项B符合题意;
C. NaHCO3溶液中水分子也含有氢原子,故所含H原子数大于2NA,选项C不符合题意;
D. 0.1mol的NO与足量O2的混合物中含有的N原子数为0.1NA,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A中HF在标准状况下是液体,而不是气体故气体分子数为0.D中N 原子守恒。
27.【答案】A
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A,Cl2 与足量NaOH 反应生成氯化钠和次氯酸钠,1mol氯气转移1mol电子,所以标准状况下,5.6LCl2 与足量NaOH反应转移的电子数为0.25NA,故A正确;
B,室温下, pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子的浓度是 ,1LpH=13 的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为 NA,故B不符合题意;
C,氢氧燃料电池正极是氧气得电子,1mol氧气得4mol电子,所以消耗22.4L( 标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为4NA,故C不符合题意;
D,根据方程式5NH4NO3 2HNO3 +4N2↑+9H2O,生成4molN2 转移15mol电子,所以生成56gN2 时,转移的电子数目为7.5NA,故D不符合题意。
故答案选A。
【分析】A,标准状况下用n=V/Vm=N/NA解答;
B,水的离子积常数的运用,常温下Kw=[OH-][H+]=10-14;
C,氢氧燃料电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应;
D,根据方程式中化学计量数和转移电子数列比例求解;
28.【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】解:A.将1molN2和3molH2混合发生反应生成氨气,因为该反应为可逆反应,所以氮气与氢气不能全部转化为氨气,则转移的电子总数小于6NA,故A错误;
B.碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,阴离子数增多.1L0.1mol/LNa2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA,故B正确;
C.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有2molFe2+被氧化说明碘离子全部被氧化,则消耗Cl2的分子数大于NA,故C错误;
D.1mol﹣CH3中所含的电子总数为9NA,故D错误;
故选:B.
【分析】A.合成氨为可逆反应,可逆反应不能进行到底;
B.碳酸根离子为弱酸根离子,部分水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子;
C.碘离子还原性强于二价铁离子,氯气先氧化碘离子再氧化二价铁离子;
D.1个甲基含有9个电子.
29.【答案】A
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】解:A、20g重水的物质的量为1mol,而重水中含10个质子,故1mol重水中含10NA个质子,故A正确;
B、过氧化钠和水的反应中,1mol过氧化钠转移1mol电子,生成0.5mol氧气,在标况下体积为11.2L,故B错误;
C、HF溶液中,除了HF有共价键,水中也含共价键,故溶液中的共价键个数无法计算,故C错误;
D、一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体,故NA个氢氧化铁胶粒中氢氧化铁的物质的量大于1mol,则质量大于107g,故D错误.
故选A.
【分析】A、求出重水的物质的量,然后根据重水中含10个质子来分析;
B、过氧化钠和水的反应中,1mol过氧化钠转移1mol电子,生成0.5mol氧气;
C、HF溶液中,除了HF有共价键,水中也含共价键;
D、一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体.
30.【答案】(1);
(2),所以B是
(3)
(4);将反应后的固体加水搅拌、过滤、洗涤、干燥,称量若固体质量为0.8Wg,则产物为铜,若固体质量为0.9Wg,则产物为氧化亚铜,若大于0.8Wg小于0.9Wg,则产物为铜和氧化亚铜
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;离子方程式的书写;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)C溶液通入过量二氧化碳气体,生成白色沉淀D,D加热能分解为固体E,则D是Al(OH)3、E是Al2O3;X中含有0.1molNa元素、(0.1+0.3)molH元素、0.1molAl元素,X的化学式是NaAlH4,X只含一种阳离子,化合物X中阴离子是AlH,电子式为;
(2)5.4gX隔绝空气加强热,生成5.1g固体A,根据质量守恒定律,生成B的质量是0.3g,B的物质的量是,,所以B是;
(3)根据以上分析,C是偏铝酸钠溶液,通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为;
(4)NaAlH4在加热条件下可将CuO还原成Cu,同时生成偏铝酸钠、水,反应化学方程式为。
根据铜元素守恒,若W g CuO完全被还原为Cu,生成固体铜的质量是0.8Wg,若W g CuO完全被还原为,生成固体的质量是0.9Wg;将反应后的固体加水搅拌、过滤、洗涤、干燥,称量若固体质量为0.8Wg,则产物为铜,若固体质量为0.9Wg,则产物为氧化亚铜,若大于0.8Wg小于0.9Wg,则产物为铜和氧化亚铜。
【分析】(1)根据通入二氧化碳后有白色沉淀,可以得出沉淀D为氢氧化铝,即可判断E为氧化铝,溶液C为偏铝酸钠,固体A加入水得到气体B和溶液C,且A为固体和单质,故A为铝和氢化钠,故气体B为氢气,结合质量计算出物质的量即可计算出X的化学式为NaAlH4,结合核外电子成键即可写出电子式
(2)根据A的质量和E的质量计算出B的质量和物质的量
(3)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(4)根据反应物性质即可写出方程式,根据与酸反应即可判断
31.【答案】(1)正;LiH + e- = Li +H-
(2)4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O;阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;6.72
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】⑴全固态锂离子电池的结构如图所示,放电时电池反应为 2Li+MgH2 = Mg+2LiH。Li化合价升高失去电子,放电时,作负极,MgH2作正极,因此放电时,X极作正极,充电时,Y极为阴极,其电极反应式为LiH + e- = Li +H-,故答案为:正;LiH + e- = Li +H-;⑵①阳极上阴离子得到电子,即水中的氢氧根得到电子,其电极反应式为4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O,故答案为:4OH- 4e- = O2↑+ 2H2O;②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA,故答案为:阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;③400 mL 10 g L 1 乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为 145 g L 1 (溶液体积变化忽略不计),则增加的乳酸的质量为(145 g L 1 10 g L 1)×0.4L=54g,增加的乳酸的物质的量为 ,根据2HA —2A-—H2关系得到阴极上产生的 H2的物质的量为 ,在标准状况下的体积约为0.3mol×22.4 L mol 1 = 6.72L,故答案为:6.72。
【分析】⑴放电时电池反应为 2Li+MgH2 = Mg+2LiH。Li化合价升高失去电子,放电时,作负极,MgH2作正极;⑵①阳极上阴离子得到电子,即水中的氢氧根得到电子;②阳极室中的H+穿过阳离子交换膜与阴极室中穿过阴离子交换膜的A-离子在浓缩室结合生成HA;③计算乳酸增加的质量,再计算乳酸的物质的量,根据2HA —2A-—H2关系得到阴极上产生的H2的物质的量及体积。
32.【答案】(1)圆底烧瓶;
(2)a
(3)H2O;浓硫酸
(4)D中的导气管应该左长右短
(5)NaOH;吸收多余的氯气
(6)896
【知识点】氯气的实验室制法;常用仪器及其使用;除杂;化学方程式的有关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)X为圆底烧瓶,根据分析,A装置制取氯气;
故答案为:圆底烧瓶;;
(2)根据分析,去除氯气中的氯化氢气体需要用饱和食盐水;
故答案为:a;
(3)根据分析,制取氯气后,含有的杂质为HCl和水蒸气,水蒸气需要用浓硫酸除去;
故答案为:H2O;浓硫酸;
(4)D中需要用向上排空气法收集氯气,故多功能瓶中的导管应该长进短出;
故答案为:D中的导气管应该左长右短;
(5)根据分析,E中用NaOH去除多余的氯气;
故答案为:NaOH;去除多余的氯气;
(6),,根据制取氯气的关系,,盐酸过量,,则;
故答案为:896。
【分析】根据图示信息,装置A用于制取氯气,其化学方程式为;由于浓盐酸有挥发性,制得的Cl2中含有HCl和水蒸气,一般可用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸除去水蒸气,所以装置B中盛放饱和食盐水,用于除去HCl;装置C中盛放浓硫酸,用于干燥Cl2;装置D用于收集Cl2(注意长管进短管出);装置E用于吸收多余的Cl2,以防污染空气。据此分析。
33.【答案】(1)Cu(OH)2
(2)4
【知识点】化学方程式的有关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)b点时溶液中的溶质是CuCl2、BaCl2,b→c时发生的离子反应为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,沉淀为Cu(OH)2;
(2)根据图示,0→a段发生的反应是Ba2++SO
+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O;a→b段发生的反应是H++OH-=H2O,原溶液中氢离子的物质的量是4mol,所以原混合溶液中n(HCl)=4mol。
【分析】根据产物的性质,oa段是钡离子和硫酸根离子作用,ob段是氢离子和氢氧根离子反应,bc是铜离子和氢氧根离子反应结合数据即可计算
34.【答案】(1)
(2)1:3
(3)单质;
(4)被氧化为
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)碳酸钠水溶液与
反应生成碳酸氢钠,则其化学方程式为:
,故答案为:
;
(2)设生成
、
的物质的量分别为
则
,解得
,故所得溶液中
和
物质的量浓度之比为1:3,故答案为:1:3;
(3)右图所示①的正上方为单质铁,则①为单质;②为氢氧化物且铁的化合价为+3价,则②为
,故答案为:单质;
;
(4)褪色后的溶液加入氯化铁无明显实验现象,则说明溶液中不含硫氰化钾,滴加硫氰化钾变红,说明溶液中含铁离子,加入盐酸和氯化钡有白色沉淀生成,说明有硫酸根离子存在,根据元素守恒分析可知应为
被氧化为
,故答案为:
被氧化为
。
【分析】(1)根据反应物和性质即可写出化学方程式
(2)钠元素和碳元素守恒即可计算出浓度之比
(3)根据图表结合化合价即可填写
(4)过氧化氢溶液具有氧化性可将SCN-进行氧化
35.【答案】(1)SO2
(2)Ba、Cu、S;BaCuS2
(3)2NH3+3CuON2+3H2O
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的分子式为SO2,故答案为:SO2;
(2)由分析可知,化合物X含有Ba、Cu、S三种元素,X的化学式为BaCuS2,故答案为:Ba、Cu、S;BaCuS2;
(3)由分析可知,Z为CuO,实验室常将
通过热的固体Z制备氮气,即NH3和CuO反应生成N2和H2O,则该反应的化学方程式是2NH3+3CuO
N2+3H2O,故答案为:2NH3+3CuO
N2+3H2O。
【分析】根据Z黑色化合物,即可判断Z为氧化铜,B中加入硫酸得到白策沉淀,B中含有氢氧化钡。因此Y为氧化铜和氧化钡。根据质量守恒即可计算出A的质量,结合密度判断出二氧化硫,因此X中有Cu,Ba,S三种元素,结合题目即可作出解答
36.【答案】(1)A
(2)2.8g
(3)0.03mol
(4)
(5)
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算;阿伏加德罗定律及推论;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)在相同条件下,气体的物质的量越大,气体的体积越大,四种气体的质量相等,根据可知,气体的摩尔质量越大,物质的量越小,四种气体中二氧化硫的摩尔质量最大,物质的量最小,体积最小,故答案为:A;
(2)在标准状况下,2.24L由、组成的混合气体的物质的量是0.1mol,因为一个和分子中都含有2个氮原子,所以不论和的比例如何,N的物质的量就是混合气体的物质的量的2倍,故2.24L由、组成的混合气体中含有的氮元素的物质的量为0.2mol,氮元素的质量为,故答案为:2.8g;
(3)由溶液呈电中性可知,+2=+2,溶液中硫酸根离子的浓度,则硫酸根离子的物质的量为,则向混合溶液中滴加足量的溶液后产生硫酸钡沉淀的物质的量为0.03mol,故答案为:0.03mol;
(4)用排空气法收集到的氨气气体不纯,混合气体的平均相对分子质量为。设烧瓶的容积为V,氨气的体积为x,空气的体积为V-x,则有,解得,将此瓶气体倒置于水槽中,进入烧瓶的液体体积为氨气的体积,即,故答案为:;
(5)混合溶液的质量为,混合后溶液的体积为,混合溶液中,混合溶液中的浓度为,故答案为:。
【分析】(1)等质量的 、CO、、 四种气体的物质的量与其摩尔质量成反比,即摩尔质量越大,则物质的量越小,在同温同压下,体积越小;
(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体的物质的量是0.1mol,因为一个N2和N2O分子中都含有2个氮原子,所以不论N2和N2O的比例如何,只要物质的量是确定的,则N的物质的量就是混合气体物质的量的2倍;
(3)由溶液呈电中性可知,可求得溶液中硫酸根离子的浓度,则硫酸根离子的物质的量为等于硫酸钡沉淀的物质的量;
(4)用排气法收集氨气后,收集到的氨气气体不纯,含有空气,空气的平均相对分子质量为29,混合气体的平均相对分子质量为9.5X2=19;设烧瓶的容积为VL,氨气的体积为xL,空气的体积为(V- x)L,则
依据分析解答;
(5)由混合液的质量和混合溶液的体积,结合及分析解答。