題目列表(包括答案和解析)
8.下列實(shí)驗(yàn)操作中,正確的是
①用托盤天平稱取5.2 g NaCl;②用50 mL 量筒量取5.2 mL鹽酸;③用蒸發(fā)皿加熱NaCl溶液可以得到NaCl晶體;④用100 mL容量瓶配制50 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液;⑤用帶玻璃塞的棕色試劑瓶存放濃HNO3;⑥中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中使用的玻璃儀器只有2種
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③④ D.③⑤⑥
7.金屬鈉不僅跟氧氣、水等無(wú)機(jī)物反應(yīng),還能跟酒精、醋酸等有機(jī)物反應(yīng)。要研究金屬鈉跟酒精反應(yīng)的性質(zhì)以及它與水反應(yīng)的異同點(diǎn),下列研究方法中沒(méi)有用到的是
A.實(shí)驗(yàn)法 B.觀察法 C.分類法 D.比較法
6.下列有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作或說(shuō)法中,正確的是 ( )
A.用有少量蒸餾水的錐形瓶裝待測(cè)液進(jìn)行中和滴定實(shí)驗(yàn),對(duì)測(cè)定結(jié)果沒(méi)有影響
B.在進(jìn)行硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,稱量操作至少要進(jìn)行4次
C.苯酚中滴加少量稀溴水出現(xiàn)三溴苯酚白色沉淀
D.檢驗(yàn)溴乙烷中的溴元素時(shí),將溴乙烷和氫氧化鈉溶液混合加熱后,需加硫酸酸化
5.當(dāng)向藍(lán)色的CuSO4溶液中逐滴加入氨水時(shí),觀察到首先生成藍(lán)色沉淀,而后沉淀又逐漸溶解成為深藍(lán)色的溶液,向深藍(lán)色的溶液中通入SO2氣體,又產(chǎn)成白色沉淀;將白色沉淀加入稀硫酸中,又生成紅色粉末狀固體和SO2氣體,同時(shí)溶液呈藍(lán)色,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析推測(cè),下列描述正確的有 A.Cu2+和Ag+相似,能與NH3結(jié)合生成銅氨絡(luò)離子
B.白色沉淀為+2價(jià)銅的某種亞硫酸鹽,溶于H2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)
C.白色沉淀為+1價(jià)銅的某種亞硫酸鹽,溶于H2SO4發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)
D.反應(yīng)過(guò)程中消耗的SO2與生成的SO2的物質(zhì)的量相等
4、實(shí)驗(yàn)①:向盛有0.1mol / LAgNO3溶液的試管中滴加0.1mol / L的NaCl溶液至不再有白色沉淀生成為止。取上層澄清溶液,逐滴加入飽和Na2S溶液。
實(shí)驗(yàn)②:向盛有0.1mol / LAgNO3溶液的試管中滴加飽和Na2S溶液至沉淀完全,取上層澄清溶液,逐滴加0.1mol / L的NaCl溶液。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象描述正確的是:
A.實(shí)驗(yàn)①有黑色沉淀,實(shí)驗(yàn)②有白色沉淀 B.實(shí)驗(yàn)①有黑色沉淀,實(shí)驗(yàn)②無(wú)沉淀
C.實(shí)驗(yàn)①無(wú)沉淀,實(shí)驗(yàn)②有白色沉淀 D.實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②都無(wú)沉淀
3、為證明CuSO4溶液顯藍(lán)色與Cu2+有關(guān)而與SO42-無(wú)關(guān),某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),其中對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臎](méi)有意義的是:①、觀察稀硫酸顏色 ②、觀察無(wú)水硫酸銅粉末顏色
③、稀釋CuSO4溶液,觀察溶液藍(lán)色變化
④、往CuSO4溶液中滴加少量NaOH溶液,生成藍(lán)色沉淀,過(guò)濾,觀察濾液顏色變化
⑤、往CuSO4溶液中滴加足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,過(guò)濾,觀察濾液顏色變化
A、①②④ B、②③④ C、②③⑤ D、①④⑤
2、對(duì)照實(shí)驗(yàn)是研究物質(zhì)性質(zhì)的一種重要方法,下列不是用來(lái)作對(duì)照實(shí)驗(yàn)的是:
1.在實(shí)驗(yàn)室中從苯酚中分離出苯,可選用下列裝置中的
|
A. B. C. D.
0.02mol 0.02mol
根據(jù)反應(yīng)耗用鹽酸的量列方程求解
Fe2O3的質(zhì)量(g)
Fe的質(zhì)量(g)
解法二:
設(shè)混合物中含鐵的物質(zhì)的量為,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為
根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒
2H+--H2得電子的物質(zhì)的量0.04×2(mol)
CuO--Cu得電子的物質(zhì)的量0.02×2(mol)
根據(jù)守恒列方程
解方程組
Fe的質(zhì)量
Fe2O3的質(zhì)量
例2:某化工廠用NH3制備NH4NO3。已知NH3制NO的產(chǎn)率是96%;NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,HNO3與NH3反應(yīng)生成NH4NO3。則制HNO3所用去NH3的質(zhì)量占總耗NH3的質(zhì)量的百分比是多少?(不考慮生產(chǎn)上的其它損耗)
分析:根據(jù)反應(yīng)
由于生產(chǎn)中NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,不斷地補(bǔ)充空氣使NO多次被氧化成NO2,被水吸收,最后比較完全轉(zhuǎn)化HNO3,因此,第三步反應(yīng)在考慮到循環(huán)反應(yīng)后可用下式表示:
由以上四個(gè)反應(yīng)可得最初反應(yīng)物與最終產(chǎn)品的關(guān)系式:
4NH3-4NO-4NO2-4HNO3
設(shè)生產(chǎn)耗用NH3為x噸,生產(chǎn)NH4NO3耗用NH3 y噸
生產(chǎn)HNO3耗用NH3的質(zhì)量百分比
答:略。
例3:金屬錫的純度可以通過(guò)下述方法分析:將試樣溶于鹽酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Sn+2HCl=SnCl2+H2再加入過(guò)量的FeCl溶液,發(fā)生如下反應(yīng):SnCl2+2FeCl=SnCl4+2FeCl2最后用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成Fe2+,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:現(xiàn)有金屬錫試樣0.613g,經(jīng)上述反應(yīng)后,共用去0.100 mol/LK2Cr2O7溶液16.0mL。求試樣中錫的百分含量(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng))。
分析:該題是應(yīng)用關(guān)系式法解多步反應(yīng)的綜合計(jì)算。根據(jù)題目所給出的三個(gè)化學(xué)反應(yīng),得出Sn與K2Cr2O7的物質(zhì)量的關(guān)系。
答:略。
例4:在100mL 36.5%的濃鹽酸(密度為1.18g/cm3)中加入多少mL 2mol/L的稀鹽酸(密度為1.08g/cm3),才能配成6mol/L的鹽酸(密度為1.10g/cm3)。
分析:任何溶液在稀釋時(shí),溶液和溶劑的量都要發(fā)生變化,但溶質(zhì)的量不變,據(jù)此可以得到稀釋下列各種濃度的溶液計(jì)算公式。
百分比濃度溶液的稀釋公式:
濃溶液的質(zhì)量×濃溶液的濃度 = 稀溶液的質(zhì)量×稀溶液的濃度
mol爾濃度的溶液稀釋公式:
濃溶液的濃度×濃溶液的體積(L) = 稀溶液的濃度×稀溶液的體積
同一溶質(zhì)的兩種不同濃度的溶液混合時(shí),混合溶液的濃度介于溶液之間,混合液跟兩原溶液中溶質(zhì)、溶液量的基本關(guān)系是:
(1)混合液中所含溶質(zhì)的總量等于兩原溶液的溶質(zhì)質(zhì)量之和。
(2)混合溶液的質(zhì)量等于兩原溶液的質(zhì)量之和,但體積不等于兩原溶液的體積之和(當(dāng)兩原溶液很稀時(shí),通常把混合液的體積近似地看做兩原溶液的體積之和。)
在應(yīng)用上述關(guān)系進(jìn)行復(fù)雜的混合溶液計(jì)算時(shí),可先算出混合溶液的總質(zhì)量和溶質(zhì)的總質(zhì)量,然后再求出混合溶液的濃度。
設(shè)需加入VmL 2mol/L的鹽酸
混合液中溶質(zhì)的總物質(zhì)的量
混合溶液的總體積:
混合液的物質(zhì)的量濃度:
答:略
例5:氯氣通入氨水中發(fā)生下列反應(yīng):L氯、氮混合氣(90%Cl2、10%的N2)通入濃氨水實(shí)驗(yàn)測(cè)得逸出氣體在標(biāo)況下為0.672L(50%的Cl2、50%的N2),問(wèn)在反應(yīng)中有多少g氨被氧化?
分析:設(shè)有xg氮?dú)獗谎趸?/p>
由方程式可得出:
答:略。
例6:以等物質(zhì)的量混合的兩種價(jià)態(tài)相同的無(wú)水金屬氯化物29.6g,與水結(jié)合可得這兩種氯化物的六水合物共51.2g。將這兩種水合物的混合物強(qiáng)熱灼燒變成氧化物的混合物(金屬的價(jià)態(tài)不變)13.1g;如果將原混合物溶于水,加過(guò)量的氫氧化鈉溶液,把得到的沉淀物濾出,洗凈,高溫灼燒后稱量為8g,試推導(dǎo)出這兩種氯化物各是什么物質(zhì)。
分析:設(shè)這兩種金屬氯化物的化學(xué)式分別為兩元素的原子量分別為。
(1)由兩種氯化物的結(jié)晶水的含量可求出氯化物的物質(zhì)的量。
氯化物的物質(zhì)的量
各為0.1mol
(2)由兩種氯化物強(qiáng)熱灼燒轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锼鶞p少的質(zhì)量,可求出氯化物中金屬元素的化合價(jià)n。
(3)求兩種金屬的原子量:
原混合物加過(guò)量的NaOH溶液后,得到沉淀高溫灼燒,剩余物質(zhì)的質(zhì)量比混合物強(qiáng)熱后灼燒所得氧化物混合物的質(zhì)量小,說(shuō)明所剩余物只是一種氧化物為A2O3。
根據(jù):
又:
兩種氯化物分別為FeCl3和AlCl3。
例7:將5.000gNaCl、NaBr、CaCl2的混合物溶于水,通入氯氣充分反應(yīng),然后把溶液蒸干并灼燒,得殘留物4.914g。灼燒后的殘留物再溶于水,并加足量的Na2CO3溶液,所得沉淀經(jīng)干燥后質(zhì)量為0.270g。求混合物中各化合物的質(zhì)量百分組成。
分析:根據(jù)題意可列出下圖示,幫助審清題意,找出思路和解法。
根據(jù)圖示可分析:
(1)CaCO3的質(zhì)量為0.270g,由它可求出CaCl2的質(zhì)量。
(2)混合物中通入Cl2
(3)NaCl的質(zhì)量
(4)各組分的百分含量
例8:向含0.02mol Al3+的明礬溶液中,逐滴加入0.1mol/L的Ba(OH)2溶液時(shí),產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量y(g)與Ba(OH)2溶液的體積x(mL)的關(guān)系如圖所示。求圖中:
V1=
V2=
m1=
m2=
分析:本題要從分析圖中所體現(xiàn)的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入Ba(OH)2體積的函數(shù)關(guān)系求出V1、V2和m1、m2的值。
從圖中可以看出,當(dāng)加入V1mL的Ba(OH)2時(shí),可得沉淀m1 g,沉淀為BaSO4和Al(OH)3,當(dāng)加入V2mL Ba(OH)2時(shí),Al(OH)3溶解,沉淀僅為BaSO4。
(1)含有0.02mol Al3+的明礬溶液中含有0.04mol的SO42-。
當(dāng)加入V1mL Ba(OH)2時(shí),
(2)當(dāng)加入V2mL Ba(OH)2溶液時(shí),
例9:某金屬R 7g跟足量的鹽酸反應(yīng),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,可得2.8L氫氣;11.2g該金屬可跟21.3g氯氣完全反應(yīng),生成相應(yīng)的氯化物,求該金屬的原子量。
分析:設(shè)R的原子量為m,兩種金屬氯化物的分子式分別為RClx和RCly
………①
………②
討論:(1)當(dāng) 不合理
(2)當(dāng) 合理
(3)當(dāng) 不合理
例10:混合兩種未知物的溶液,生成1.25g沉淀,這個(gè)沉淀是二價(jià)金屬鹽。在1000℃灼燒,使沉淀完全分解,得到質(zhì)量為0.70g的固體金屬氧化物和另一種使石灰水變渾濁的無(wú)刺激性氣味的氣體。蒸發(fā)濾除沉淀后的溶液,得到2.0g干燥殘?jiān)。?00℃時(shí)慢慢加熱殘?jiān)顾纸鈨H得到兩種產(chǎn)物:一種是氣態(tài)氧化物,標(biāo)況下的體積為0.56L,另一種是水,為0.90g,試確定未知物是什么,并寫(xiě)出有關(guān)推理,計(jì)算過(guò)程及化學(xué)方程式。
分析:能使石灰水變渾濁且無(wú)刺激性氣味的氣體應(yīng)是CO2,故1.25g沉淀應(yīng)為碳酸鹽。
設(shè)碳酸鹽的分子式為MCO3
此二價(jià)金屬為Ca。
濾液蒸干后得2.0g殘?jiān),受熱分解?.90g水和0.56L氣態(tài)氧化物。
此氣態(tài)氧化物的mol爾質(zhì)量為:
(g/mol)
分解產(chǎn)物的mol爾比:
H2O∶RxOy∶0.05∶0.0252∶1
分解產(chǎn)物為H2O和氣態(tài)氧化物,分解溫度為200℃,故此鹽為銨鹽,并不可能是碳酸銨或碳酸氫按(因分解產(chǎn)物是3種)
此鹽只能是NH4NO3
設(shè)其分解產(chǎn)物為H2O和NxOy
則對(duì)NxOy而言有
則
討論,均為正整數(shù),且只可能是1或2,
(1)若
(2)若
由此可肯定此鹽為NH4NO3,熱分解產(chǎn)物為H2O和N2O。
未知物是
例11:兩種烴的混合氣體20mL,跟過(guò)量的氧氣混合點(diǎn)燃,當(dāng)產(chǎn)物通過(guò)濃H2SO4時(shí),體積減小30mL,通過(guò)堿石灰后的體積又減少40mL(以上均換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積),問(wèn)該混合物的組成可能有幾種?在各種可能組成中,每種烴各是多少?
分析:氣態(tài)烴的碳原子數(shù)都小于4。20mL混合烴完全燃燒生成40mL CO2和30mL水蒸氣,可知1mol混合烴平均含2mol C原子和3mol H原子,從而推知,該混合烴只能是C2H6和C2H2或C2H4和C2H2的混合物。
討論:
(1)若混合烴含有x mL C3H6,則含有(20-x)mL C2H2
由題意可知:
C2H2:20-5=15(mL)
(2)若混合烴含有y mL C2H4,則含有,
可能有兩種組合
例12:現(xiàn)有氧化銅和碳粉的混合物共Amol,將它在隔絕空氣條件下加熱,反應(yīng)完全后,冷卻,得到殘留固體。
(1)寫(xiě)出可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)若氧化銅在混合物中的量的比值為
問(wèn):x為何值時(shí),殘留固體為何種物質(zhì)?寫(xiě)出殘留固體的物質(zhì)的量與x值之間 的關(guān)系。將結(jié)果填入下表。
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殘 留 固 體 |
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x值 |
分 子 式 |
物質(zhì)的量 |
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分析:(1)首先寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式,根據(jù)化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)間的物質(zhì)的量的關(guān)系,分析當(dāng)CuO恰好完全反應(yīng)時(shí),x值是多少?
按①式反應(yīng),x值為時(shí),反應(yīng)物恰好反應(yīng);按②式反應(yīng),x值為時(shí),反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)。
(2)當(dāng)時(shí),CuO過(guò)量,按C的量計(jì)算。
剩余CuO的物質(zhì)的量
(3)當(dāng)不足量,按CuO的量計(jì)算,生成銅的量為Ax。
(4)當(dāng)時(shí),C過(guò)量,按②式中的CuO的量計(jì)算,生成銅為Ax,剩余C的物質(zhì)的量為:
將所得結(jié)果的有關(guān)數(shù)值填入下表:
x 值 |
殘 留 固 體 |
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分 子 式 |
物 質(zhì) 的 量 |
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Cu CuO |
2A(1-x) A(3x-2) |
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Cu |
Ax(或A) |
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Cu |
Ax |
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Cu |
Ax(或) |
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Cu C |
Ax A(1-2x) |
例13:80℃,101.3千帕下,用下圖裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。A、C兩筒內(nèi)分別裝有無(wú)色氣體。它們可能是NH3、O2、N2、H2S、NO、CO2等氣體,B管內(nèi)裝有固體。推動(dòng)A的活塞使A筒中的氣體緩緩地全部通過(guò)B進(jìn)入C筒,C中的氣體由無(wú)色變成紅棕色,但其體積換算成同溫同壓下卻并未變化。
(1)C中發(fā)生的反應(yīng),其化學(xué)方程式是 。已知原C中的氣體為單一氣體,它是 。(若有多種可能答案,需一一列出。)將反應(yīng)后C筒中的氣體,用水吸收后,氣體體積,減小一半,則與水反應(yīng)前C中的氣體是 。(若有多種答案需一一列出。)
(2)若實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前A、C中的氣體體積(換算成標(biāo)況)分別為1.40L和2.24L,且A中的氣體經(jīng)過(guò)B管后,B管增重1.40g,通過(guò)計(jì)算和推理可判定A中的氣體是 ,其質(zhì)量是 g。
分析:本題要求學(xué)生將分子量、物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、化學(xué)方程式計(jì)算與元素及其化合物的性質(zhì)結(jié)合起來(lái),根據(jù)試題給出的條件,進(jìn)行分析、推理和論證。
(1)由C筒中發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象氣體由無(wú)色變?yōu)榧t綜色,可判斷C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:2NO+O2=2NO2;又根據(jù)C筒中的氣體反應(yīng)后并無(wú)體積變化,可知C中為NO,由B管進(jìn)入C中氣體為純O2,反應(yīng)后O2并未過(guò)量。與水反應(yīng)后,氣體體積減半,已知與水反應(yīng)前C筒中的氣體為NO2和NO的混合氣。
(2)設(shè)與水反應(yīng)前C筒中NO2的體積為,NO為 ,根據(jù)題意列方程組:
由B管進(jìn)入C筒中的
若0.84L O2全部由A筒中來(lái),則A中除O2外,另一種氣體的體積為1.40-0.84=0.56L,根據(jù)B管增重1.40g,該氣體的mol爾質(zhì)量為:
對(duì)照試題所給出的已知?dú)怏w中沒(méi)有一種氣體的mol爾質(zhì)量等于或大于56g/mol,因此該氣體不是其中的一種,也不可能是其中兩種或多種的混合氣。由此可以確定C筒的O2可能全部或部分是由A中的某氣體跟B管中的固體反應(yīng)而得。已知?dú)怏w能跟固體反應(yīng)生成O2的只有CO2:
討論:(1)若A中的氣體全部是CO2(即進(jìn)入C的O2全部由CO2和Na2O2反應(yīng)而得。)根據(jù)反應(yīng)方程式1.40L CO2與反應(yīng)生成O2的體積為(L)這與進(jìn)入C筒中O2的體積不符。(0.84 L)
(2)若A中的氣體是CO2和O2的混合氣。設(shè)A中CO2和O2的體積分別為。
根據(jù)題意
解題:
該結(jié)果與題設(shè)條件相符,所以A中的氣體是CO2和O2的混合氣體。
A中的氣體的質(zhì)量。
例14:向100g 25%的A醛溶液中加入B醛19g,B醛的分子式比A醛分子多一個(gè)CH2原子團(tuán)。用2g這種混合醛溶液與足量的銀氨溶液反應(yīng),析出了3.24g銀,問(wèn)A醛和B醛各是什么醛?
分析:解題的關(guān)鍵是抓住3.24g銀的質(zhì)量求出混合醛的物質(zhì)的量,再根據(jù)混合醛的質(zhì)量,求出混合醛的平均分子量,最后用不等式的討論確定A醛和B醛。
設(shè)2g此溶液中A、B總的物質(zhì)的量為xmol
2g混合溶液中含有A醛和B醛的質(zhì)量為:
混合醛的平均分子量
設(shè)A醛、B醛分子式分別為,則A、B的分子量分別為14n+16、14n+30
例15:今有分子組成相差1個(gè)碳原子和若干個(gè)氫原子的兩種單烯烴的混合物,若取該單烯烴混合物的質(zhì)量為42g時(shí),則其物質(zhì)的量已大于1mol。在溫度為120℃時(shí)向密閉容器中充入1mol混合烴和足量的氧氣,引燃,待反應(yīng)完全后,再恢復(fù)到120℃,容器內(nèi)的壓強(qiáng)比原來(lái)有所增大。
(1)試確定原混合烴中兩種單烯烴的分子組成。
(2)為了使該混合烴對(duì)氧氣的密度≥1.05g/cm3,且在上述條件下完全燃燒產(chǎn)生氣體增加的物質(zhì)的量≤0.3mol。通過(guò)計(jì)算,討論兩種烴的物質(zhì)的量之比應(yīng)滿足什么條件。
分析:
(1)取單烯烴混合物為42g時(shí),其物質(zhì)的量>1mol。
∴混合烴的平均分子量≤42
∴該混合烴的組成C2H4和C3H6
(2)該混合烴的平均分子量≥33.6(1.05×32)
設(shè)混合烴中C3H6為x mol,C2H4為y mol
則
解得
又∵燃燒產(chǎn)物增加的物質(zhì)的量由C3H6燃燒所致
∴
∴C2H4的物質(zhì)的量≥0.4
∴
以上總結(jié)了化學(xué)計(jì)算的主要解題方法。但要適應(yīng)當(dāng)前的高考,還要掌握一定的解題技巧,“技巧”就是培養(yǎng)思維方法的,掌握了一定的技巧,就可以g服思維定勢(shì),誘導(dǎo)發(fā)散思維,培養(yǎng)思維的敏捷性和思路的靈活性,達(dá)到解題時(shí)隨機(jī)應(yīng)變,快速準(zhǔn)確。
例16:把過(guò)量的Fe粉投入到FeCl3和CuCl2組成的混合溶液中,充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)后過(guò)濾、干燥,稱得不溶性物質(zhì)的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量相等。求混合物中FeCl3和CuCl2的物質(zhì)的量之比是多少?
分析:設(shè)CuCl2為xmol、FeCl3為ymol。
鐵粉投入FeCl3和CuCl2的混合溶液中,發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)后所得不溶物為銅粉和過(guò)量的鐵粉。按題意,反應(yīng)中與FeCl3和CuCl2反應(yīng)而消耗鐵粉的質(zhì)量與置換出銅粉的質(zhì)量一定相等,按比等量關(guān)系用代數(shù)法求解。
例17:15℃時(shí),某2價(jià)金屬硫酸鹽的飽和溶液,其百分比濃度為25%,取足量的此飽和溶液,加入1g這種硫酸鹽的無(wú)水鹽,結(jié)果析出了3.15g這種硫酸鹽的含7個(gè)結(jié)晶水的晶體。通過(guò)計(jì)算確定該金屬是何種元素。
分析:設(shè)二價(jià)金屬元素為R,原子量為x
根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量守恒,可列出一元一次方程
該金屬為鎂。
例18:在一定條件下,可逆反應(yīng)達(dá)平衡:,已知平衡混合氣的平均分子量為149,求平衡混合氣中PCl5的百分含量。
分析:求平衡混合氣中PCl5的體積百分含量即求PCl5的mol爾百分含量。因此就要求出平衡時(shí)混合氣的總的物質(zhì)的量及PCl5的物質(zhì)的量。
設(shè)PCl5的起始物質(zhì)的量為amol,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol。
根據(jù)質(zhì)量守恒定律
則平衡時(shí)
例19:已知NO2與NaOH溶液反應(yīng):
3NO2+2NaOH=2NaNO3+NO+H2O,NO和NO2可一起與NaOH溶液作用現(xiàn)欲用V L某燒堿溶液使由nmol NO和m mol NO2組成的混合氣體中的氮全部進(jìn)入溶液中,NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度至少為多少?
分析:NO和NO2的混合氣體與NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)物為NaNO2,產(chǎn)物中Na+與的物質(zhì)的量比為1∶1,根據(jù)反應(yīng)中Na+與N原子的物質(zhì)的量守恒,可列出方程。
設(shè)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為x。
例20:在120℃的條件下,在密閉容器中混有等物質(zhì)的量的H2和某烯烴,充入足量的O2,點(diǎn)燃使其燃燒,然后恢復(fù)到原溫度,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后容器內(nèi)壓強(qiáng)相等。求該烯烴的分子式。
分析:由于密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)反應(yīng)前后相等,根據(jù)阿佛加德羅定律可知反應(yīng)前后物質(zhì)的量總數(shù)不變。因H2燃燒使氣體的物質(zhì)的量減少,而烯烴燃燒必然使氣體的物質(zhì)的量增加,且增加與減少的量相等。
設(shè)混合氣中含H2和烯烴各xmol
根據(jù)題意:
該烯烴的分子式為C3H6
例21:把2.56g純銅放入盛有一定量濃HNO3的大試管中,立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng),當(dāng)銅反應(yīng)完畢后,共生成氣體1.12L(標(biāo)況),計(jì)算此反應(yīng)中耗用HNO3的物質(zhì)的量是多少?
分析:銅跟一定量濃HNO3反應(yīng),開(kāi)始生成的還原產(chǎn)物是NO2,后期生成的還原產(chǎn)物是NO,把兩個(gè)不同反應(yīng)所生成的還原產(chǎn)物作為整體考慮,而不區(qū)分有多少NO2和NO,每生成1mol NOx都耗用1mol HNO3,根據(jù)以應(yīng)前后氮原子守恒,可列方程求解
例22:如果用溶液16mL剛好將3.2×10-3mol的強(qiáng)氧化劑溶液中的溶質(zhì)還原到較低價(jià)態(tài),則反應(yīng)后R的最終價(jià)態(tài)是:
A.0 B.+1 C.+2 D.+3
分析:Na2SO3可被強(qiáng)氧化劑氧化為Na2SO4,Na2SO3失去電子的物質(zhì)的量一定等于得到電子的物質(zhì)的量。設(shè)中R元素的化合價(jià)降低為x價(jià)
依題意列出方程
R元素由+5價(jià)降低了3價(jià),被還原產(chǎn)物中R元素的化合價(jià)為+2價(jià)。
答案:C
例23:將7.28g Fe溶于過(guò)量的稀H2SO4中,在加熱的條件下,用2.02gKNO3去氧化溶液中Fe2+,待反應(yīng)完全后,剩余Fe2+還需0.4mol/L KMnO4溶液25mL才能完全氧化,已知其反應(yīng)方程式為:。通過(guò)計(jì)算、確定KNO3的還原產(chǎn)物是什么?(還原產(chǎn)物為氧化物)并寫(xiě)出其離子方程式。
分析:該題中Fe已全部被轉(zhuǎn)化為Fe2+,因此Fe2+與KNO3、KMnO4的氧化還原反應(yīng)中,還原劑為Fe2+,氧化劑為KNO3、KMnO4,根據(jù)電子得失守恒列方程。
Fe2+失去電子的物質(zhì)的量= KMnO4得到電子的物質(zhì)的量+KNO3得到電子的物質(zhì)的量
離子方程式:
例24:在常溫下,把氨水滴到鹽酸中,當(dāng)時(shí)混合溶液的pH值為
A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.無(wú)法判斷
答案:C。
分析:此題若不仔細(xì)分析,似乎無(wú)從下手,很容易錯(cuò)選D或認(rèn)為弱堿向強(qiáng)酸溶液滴加,因此混合溶液應(yīng)呈酸性,而導(dǎo)致錯(cuò)選B。若能根據(jù)電荷守恒的原理進(jìn)行分析,即可迎刃而解。由氨水電離產(chǎn)生,由鹽酸電離產(chǎn)生,可知:混合溶液中。
故選C。
例25:鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產(chǎn)物溶解在60毫升濃度為2.0mol/升的鹽酸中,再用20毫升0.5mol/升NaOH溶液中和多余的鹽酸,然后在此溶液中加過(guò)量的堿,把氨全部蒸出來(lái),用稀HCl吸收,稀HCl增重0.17g,求鎂帶的質(zhì)量。
分析:此題涉及反應(yīng)較多,如按常規(guī)計(jì)算非常復(fù)雜,如巧用電荷守恒法可使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。
該題反應(yīng)變化的圖式:
在圖(B)中,根據(jù)電荷守恒,有下列關(guān)系:
答:略。
例26:兩種金屬混合物20.75g,投入到足量的稀鹽酸中,反應(yīng)完全后得到11.20L的氫氣(標(biāo)況),此金屬混合物是。
A.Mg和Al B.Fe和Zn C.Al和Fe D.Mg和Cu
分析:當(dāng)金屬混合物失去1mol電子時(shí)才能有標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L氫氣的產(chǎn)生。20.75g是平均值,兩種金屬分別失去1mol電子所需質(zhì)量必定一多一少,失去1mol爾電子時(shí)需Mg、Al、Fe、Zn的質(zhì)量分別為12g、9g、28g、32.5g,Cu不與稀鹽酸反應(yīng),所以C、D兩選項(xiàng)為本題的答案。
答案:C、D。
例27:丙烯和某種氣態(tài)烴組成的混合氣完全燃燒所需氧氣的體積是混合氣體的3倍(氣體體積均在相同狀態(tài)下測(cè)定),求烴的分子式。
分析:兩種烴燃燒消耗O2的體積數(shù)是平均值,根據(jù)“一大一小”確定另一種烴燃燒消耗O2的體積范圍,再討論其分子組成的可能性。
丙烯燃燒消耗O2:
1體積丙烯完全燃燒消耗4.5體積的O2,則另一種氣態(tài)烴完全燃燒消耗O2的體積一定小于3倍烴的氣體體積。設(shè)該烴的分子式為CxHy
討論:①當(dāng)
②
例28:飽和烴A和不飽和烴B在常溫下均為氣體,其中A含C原子數(shù)多于B。
(1)將A、B按一定比例混合。1L混合氣完全燃燒后在同溫、同壓下得到3.6L CO2。試推斷該混合氣的可能組合及A、B混合時(shí)的體積比。將結(jié)果填入下表。
A的分子式 |
B的分子式 |
VA∶VB |
|
|
|
(2)1mol該混合氣體恰好能使含0.4mol溴的CCl4溶液完全褪色,推斷上述組合中符合該條件的A與B的分子式并填入下表
A的分子式 |
|
|
B的分子式 |
|
|
分析:(1)本題是用計(jì)算推理方法確定混合烴的組成。1L碳原子數(shù)為n的烷烴或烯烴充分燃燒均得到nL CO2。由題意推斷,該混合烴只能由碳原子數(shù)大于3.6的烷烴和碳原子數(shù)小于3.6的烯烴或炔烴組成。它們可能有四種組合,根據(jù)每種組合中烷烴和不飽和烴的碳原子數(shù)及燃燒后生成CO2的體積可能有四種組合,根據(jù)每種組合中烷烴和不飽和烴的碳原子數(shù)及燃燒后生成CO2的體積可確定A和B的體積比。例如:若A為C4H10,B為C2H4。設(shè)1升混合氣中含C4H10為x L,含C2H4為(1-x)L,它們充分燃燒后分別得到4x升CO2和2(1-x)L CO2,根據(jù)1升混合氣燃燒后得到3.6LCO2,可得4x+2(1-x)=3.6
也可用十字交叉來(lái)解:
其它組合可依此類推,于是得到:
組合的編號(hào) |
A的分子式 |
B的分子式 |
|
① |
C4H10 |
C2H4 |
4∶1 |
② |
C4H10 |
C2H2 |
4∶1 |
③ |
C4H10 |
C3H6 |
3∶2 |
④ |
C4H10 |
C3H4 |
3∶2 |
(2)1L混合氣可使含0.4mol溴的CCl4溶液完全褪色,說(shuō)明混合氣中不飽和烴與溴的物質(zhì)的量比為1∶2,符合這一條件的只有②、③的兩種組合。
A的分子式 |
C4H10 |
C4H10 |
B的分子式 |
C2H2 |
C3H6 |
例29:銅元素有兩種同位素元素的平均原子量為63.35,則兩種同位素的原子個(gè)數(shù)比為 在自然界中的百分含量 。
分析:應(yīng)用十字交叉法:
即原子個(gè)數(shù)比為1.45∶0.55=29∶11
在自然界中的百分含量
例30:有Wg15%的硫酸銅溶液,若將其濃縮為30%,可采用的方法是
A.蒸發(fā)掉溶劑的1/2 B.蒸發(fā)掉W/2g溶劑
C.加入3W/14g無(wú)水硫酸銅 D.加入3W/14g硫酸銅晶體
分析:(1)設(shè)蒸發(fā)溶劑xg,溶劑的濃度為0。
(2)設(shè)加入無(wú)水硫酸銅為yg,濃度為100%
(3)設(shè)加入硫酸銅晶體為zg,濃度為64%
答案:B、C
例31:有不同濃度的NaOH溶液各取100mL分別通入SO2 1.12L(標(biāo)況),完全反應(yīng)后,分別得到不含結(jié)晶水的固體6.00g和7.00g,求這兩種溶液的不同濃度值(mol/L)?
分析:SO2與NaOH溶液反應(yīng),可能有三種情況:NaOH過(guò)量,所得固體為Na2SO3和NaOH的混合物;SO2部分過(guò)量,所得固體為Na2SO3和NaHSO3的混合物;SO2極大過(guò)量所得固體為NaHSO3,因此本題應(yīng)首先確定固體的成分。
(1)應(yīng)用極值法先確定兩個(gè)極值
a:設(shè)SO2與NaOH完全作用生成Na2SO3
b:設(shè)SO2極大過(guò)量,最終產(chǎn)物為NaHSO3
(2)討論確定產(chǎn)物
a:因,所以b g固體為Na2SO3和NaHSO3的混合物
b:因所以7 g固體為Na2SO3和NaOH的混合物
(3)計(jì)算
a:第一種情況,設(shè)生成Na2SO3為xmol,NaHSO3為ymol
b:第二種情況:因NaOH過(guò)量,所以H2SO2完全反應(yīng)。設(shè)參加反應(yīng)的NaOH為amol,生成Na2SO3為bmol,過(guò)量的NaOH為Cmol
29.(11分)燒堿和氯氣都是重要的基本化工原料,它們大多來(lái)自氯堿工業(yè),氯堿工業(yè)的工藝流程如下圖所示
(1)電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式為 ,陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 。
(2)工業(yè)生產(chǎn)用的食鹽水進(jìn)入電解槽之前需精制,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明精制的原因。
(3)目前氯堿工業(yè)主要采用的方法有三種,它們各有特點(diǎn)(見(jiàn)表)
方法 |
電解槽特點(diǎn) |
產(chǎn)中中 氯化鈉 含量 |
電解液中氫氧化鈉含量 |
總耗能(KW.h上.t-1) |
其 他 |
隔膜法 |
使用石棉纖維制成的隔膜隔開(kāi)陽(yáng)極 |
較大 |
低 |
高 |
細(xì)微石棉吸入人的肺內(nèi)有損健康,目前正被離子膜交換法取代 |
|
由獨(dú)立的電解室和解汞室構(gòu)成,氫氣和氯氣在不同室產(chǎn)生 |
低 |
很高 |
高 |
汞易對(duì)環(huán)境造成污染,在我國(guó)已被淘汰 |
|
使用能選擇通過(guò)離子的離子膜替代隔膜法中石棉隔膜 |
很低 |
較高 |
低 |
占地少、生產(chǎn)能力大、能連續(xù)生產(chǎn),是氯堿工業(yè)的發(fā)展方向。 |
請(qǐng)比較三種方法的優(yōu)缺點(diǎn),指出哪些方面的主要因素不斷促進(jìn)著電解槽革新?
(4)氯堿工業(yè)的選址比較特殊,如果通常不會(huì)單獨(dú)建氯堿化工廠,而是與農(nóng)藥廠、有機(jī)化工廠、制藥廠、鹽酸廠等建在一起,請(qǐng)分析這種建廠方式的原因和所帶來(lái)的好處。
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