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化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用 一、選擇題 1、稱取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物樣品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反應(yīng)，生成NH3 1792 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則(NH4)2SO4和NH4HSO4的物質(zhì)的量比為（ ） A．1∶1 B．1∶2 C．1.87∶1 D．3.65∶1 【答案】C 【解析】利用極值法分析，可知0.1mol氫氧化鈉不足，故先將NH4HSO4反應(yīng)完，再反應(yīng)(NH4)2SO4，因共生成NH30.08mol，故與H+反應(yīng)的氫氧化鈉為0.02mol，則可知道NH4HSO4為0.02mol，則(NH4)2SO4質(zhì)量為7.24g－115g/mol0.02mol=4.94g，(NH4)2SO4的物質(zhì)的量為4.94g132g/mol=0.0374mol。因此(NH4)2SO4與NH4HSO4物質(zhì)的量之比為：1.87∶1 ，故選C。 2、相同溫度和壓強(qiáng)下，3體積的X2氣體與6體積的Y2氣體化合生成6體積的氣態(tài)化合物A，則生成物A的化學(xué)式為( ) A．XY B．X3Y2 C．X2Y3 D．XY2 解析：選D 相同溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，等于完全反應(yīng)時化學(xué)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)系數(shù)之比，所以3體積的X2氣體與6體積的Y2氣體化合生成6體積的氣態(tài)化合物A，可以表示為：3X2＋6Y2===6A，根據(jù)原子守恒，所以A為XY2，故選D。 3、現(xiàn)有三種常見治療胃病藥品的標(biāo)簽： ① ② ③ 藥品中所含的物質(zhì)均能中和胃里過量的鹽酸，下列關(guān)于三種藥片中和胃酸的能力比較，正確的是( ) A．①＝②＝③ B．①>②>③ C．③＞②＞① D．②＞③＞① 解析：選C　碳酸鈣摩爾質(zhì)量為100 gmol－1，氫氧化鎂摩爾質(zhì)量為58 gmol－1，氧化鎂摩爾質(zhì)量為40 gmol－1，碳酸鈣、氫氧化鎂、氧化鎂與鹽酸都按物質(zhì)的量比1∶2反應(yīng)，藥片中三者的質(zhì)量相同，摩爾質(zhì)量越小中和胃酸的能力越強(qiáng)，所以中和鹽酸的能力為③＞②＞①。 4、把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol Na2SO4的溶液，恰好使Ba2＋完全沉淀；另取一份加入含b mol AgNO3的溶液，恰好使Cl－完全沉淀。則該混合溶液中鉀離子濃度為( ) A．0.1(b－2a)molL－1 B．10(2a－b)molL－1 C．10(b－a)molL－1 D．10(b－2a)molL－1 解析：選D　c(Ba2＋)＝ ＝10a molL－1，c(Cl－)＝ ＝10b molL－1， 由電荷守恒2c(Ba2＋)＋c(K＋)＝c(Cl－) 得c(K＋)＝c(Cl－)－2c(Ba2＋) ＝10b molL－1－20a molL－1 ＝10(b－2a)molL－1。 5、某同學(xué)按如圖所示的步驟配制50 mL一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液，其中不正確的操作有( ) A．②⑤ B．①②⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤⑥ 解析：選C NaOH容易變質(zhì)，且容易潮解，稱量NaOH固體時應(yīng)該在燒杯中快速稱量，圖示操作方法不合理，故①錯誤；量筒只能用于量取液體，不能在量筒中溶解固體或者稀釋液體，溶解NaOH固體應(yīng)該在燒杯中進(jìn)行，故②錯誤；轉(zhuǎn)移溶液時，玻璃棒應(yīng)該放在容量瓶刻度線下方，圖示操作不合理，故③錯誤；加入蒸餾水定容時，要用玻璃棒引流，玻璃棒放在容量瓶刻度線以下，該操作合理，故④正確；圖示為仰視容量瓶刻度線定容，會導(dǎo)致加入的蒸餾水體積偏大，配制的溶液濃度偏低，正確操作應(yīng)該平視定容，故⑤錯誤；⑥為搖勻操作，搖勻時需要將容量瓶上下反復(fù)顛倒搖勻，該操作合理，故正確。 6、將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是( ) A．Mg和Al的總質(zhì)量為8 g B．硫酸的物質(zhì)的量濃度為5 molL－1 C．NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 molL－1 D．生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L 解析：選C　根據(jù)題圖可知，0～20 mL，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，20～200 mL，發(fā)生離子與堿生成沉淀的反應(yīng)，200～240 mL，發(fā)生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，200 mL時生成沉淀最多，溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉，由圖像可知，氫氧化鎂的物質(zhì)的量為0.15 mol，則n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15 mol，溶解的氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.35 mol－0.15 mol＝0.2 mol，根據(jù)鋁原子守恒可得n(Al)＝0.2 mol，則Mg和Al的總質(zhì)量為0.15 mol24 gmol－1＋0.2 mol27 gmol－1＝9 g，A項錯誤；200～240 mL，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.2 mol，則c(NaOH)＝＝5 molL－1,200 mL時生成沉淀最多，溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉，則c(H2SO4)＝＝1 molL－1，B項錯誤，C項正確；Mg和Al的混合物與硫酸反應(yīng)生成的氫氣的體積應(yīng)為(0.15 mol＋0.3 mol)22.4 Lmol－1＝10.08 L，D項錯誤。 二、非選擇題 7、長征系列運載火箭的燃料之一是某液體化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的 O2中恰好完全燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為X2Y4(l)＋O2(g)===X2(g)＋2Y2O(l)。冷卻后標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得生成物 X2的體積為11.2 L，其密度為1.25 gL－1，則： (1)反應(yīng)前O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為________，其物質(zhì)的量為________mol。 (2)X2的摩爾質(zhì)量為______，Y元素的名稱是_________________________________________________________。 (3)若反應(yīng)生成0.1 mol X2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ___mol。 解析：(1)由化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前O2的體積與生成的X2氣體體積相同，為11.2 L，其物質(zhì)的量為 ＝0.5 mol。 (2)X2的摩爾質(zhì)量為1.25 gL－1 22.4 Lmol－1＝28 gmol－1，X2Y4的摩爾質(zhì)量為＝32 gmol－1，故X為氮元素，Y為氫元素。 (3)由N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)可知每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移4 mol電子，所以反應(yīng)生成0.1 mol N2時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4 mol。 答案：(1) 11.2 L 0.5 (2) 28 gmol－1 氫 (3)0.4 8、水中溶解氧的測定方法如下：向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封靜置；加入適量稀H2SO4，待MnO(OH)2與I－完全反應(yīng)生成Mn2＋和I2后，以淀粉作指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。測定過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下： O2Mn2＋,MnO(OH)2I－,I2S2O,S4O (1)寫出O2將Mn2＋氧化成MnO(OH)2的離子方程式： ___________________________________________________。 (2)取加過一定量CaO28H2O的池塘水樣100.00 mL，按上述方法測定水樣的溶解氧，消耗0.010 00 molL－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液13.50 mL。該水樣中的溶解氧為________mgL－1。 解析：(1)O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2 的離子方程式為O2＋2Mn2＋＋4OH－===2MnO(OH)2↓ (2)根據(jù)2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。 I2＋2S2O===2I－＋S4O 可得關(guān)系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O 則n(O2)＝n(S2O)＝0.010 00 molL－10.013 5 L＝3.37510－5 mol， 故水樣中的溶解氧為 ＝10.80 mgL－1。 答案：(1)2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ (2)10.80 9、在花瓶中加入“鮮花保鮮劑”可延長鮮花的壽命。下表是1 L“鮮花保鮮劑”的成分，閱讀后并回答下列問題： 成分 質(zhì)量/g 摩爾質(zhì)量/(gmol－1) 蔗糖 50.00 342 硫酸鉀 0.50 174 阿司匹林 0.35 180 高錳酸鉀 0.50 158 硝酸銀 0.04 170 (1)“鮮花保鮮劑”中物質(zhì)的量濃度最大的成分是______(填寫名稱)。 (2)“鮮花保鮮劑”中K＋的物質(zhì)的量濃度為(阿司匹林中不含K＋)________(只要求寫表達(dá)式，不需計算)molL－1。 (3)下圖所示的儀器中，在配制“鮮花保鮮劑”溶液時肯定不需要的是________(填字母)，還缺少的儀器有________(填儀器名稱)。 (4)配制過程中，下列操作對配制結(jié)果沒有影響的是______(填字母)。 A．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸餾水 B．定容時仰視液面 C．容量瓶在使用前剛剛配制完一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液而未洗凈 D．定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶的刻度線，但未做任何處理 (5)欲確定“鮮花保鮮劑”中硝酸銀的濃度，可加入的試劑中含有________。(填化學(xué)符號) 解析：通過n＝mM可以計算1 L“鮮花保鮮劑”中含有的各種成分的物質(zhì)的量，會得到其中含有的蔗糖的物質(zhì)的量最大，故其濃度最大；(2)“鮮花保鮮劑”中K＋的物質(zhì)的量為n(K＋)＝2n(K2SO4)＋n(KMnO4)＝2＋mol，所以c(K＋)＝molL－1。(3)配制一定濃度的溶液必須的儀器：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶，故答案為a、c，還缺少的儀器有托盤天平、燒杯、玻璃棒。(4)A.容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸餾水，對溶液的濃度不產(chǎn)生任何影響，正確；B.定容時仰視液面，溶液的體積偏大，使溶液的濃度偏低，錯誤；C.容量瓶在使用前剛剛配制完一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液而未洗凈，NaCl與AgNO3反應(yīng)，會使溶液的濃度偏小，錯誤；D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶的刻度線，但未做任何處理，對配制的溶液的濃度不產(chǎn)生任何影響，正確；(5)欲確定“鮮花保鮮劑”中硝酸銀的濃度，可利用反應(yīng)：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，加入的試劑中需含有Cl－。 答案：(1)蔗糖 (2)2＋ (3)ac 托盤天平、玻璃棒、燒杯 (4)AD (5)Cl－ 10、人體血液里Ca2＋的濃度一般采用mgcm－3來表示。抽取一定體積的血樣，加適量的草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸鈣(CaC2O4)沉淀，將此草酸鈣沉淀洗滌后溶于強(qiáng)酸可得草酸(H2C2O4)，再用KMnO4溶液滴定即可測定血液樣品中Ca2＋的濃度。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實驗步驟測定血液樣品中Ca2＋的濃度。 [配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液]如圖是配制50 mL KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程示意圖。 (1)請你觀察圖示判斷，其中不正確的操作有(填序號)________。 (2)其中確定50 mL溶液體積的容器是(填名稱)________________。 (3)如果用圖示的操作配制溶液，所配制的溶液濃度將________(填“偏大”或“偏小”)。 [測定血液樣品中Ca2＋的濃度]抽取血樣20.00 mL，經(jīng)過上述處理后得到草酸，再用0.020 molL－1 KMnO4溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO2逸出，這時共消耗12.00 mL KMnO4溶液。 (4)已知草酸跟KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為 2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O則方程式中的x＝________。 (5)經(jīng)過計算，血液樣品中Ca2＋的濃度為________mgcm－3。 解析：(1)由圖示可知②⑤操作不正確。②不能在量筒中溶解固體，⑤定容時應(yīng)平視刻度線，至溶液凹液面最低處與刻度線相切。(2)應(yīng)該用50 mL容量瓶準(zhǔn)確確定50 mL溶液的體積。(3)如果用圖示的操作配制溶液，由于仰視刻度線，會使溶液體積偏大，所配制的溶液濃度將偏小。(4)根據(jù)電荷守恒，草酸跟KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(5)血液樣品中Ca2＋的濃度為 ＝1.2 mgcm－3。 答案：(1)②⑤ (2)50 mL 容量瓶 (3)偏小 (4)2 (5)1.2