第1章《认识化学科学》测试卷
一、单选题
1.下列实验操作中正确的是( )
A.蒸馏操作时,向蒸馏液体中加入几块沸石,以防止暴沸
B.蒸发操作时,使混合物中的水分完全蒸干后才停止加热
C.分液操作时,先将分液漏斗中下层液体从下口放出,再将上层液体从下口放出
D.萃取操作时,选用酒精作为萃取剂从溴水中萃取溴
2.科学家刚刚发现了某种元素的原子,1个该原子质量是a g,一个12C的原子质量是b g,NA是阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
①该原子的相对原子质量为 ②m g该原子的物质的量为 mol ③该原子的摩尔质量是a NA g ④W g该原子中含有个该原子⑤由已知信息可得:NA=
A.①③⑤ B.②③④ C.①②⑤ D.①②④
3.我国在催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,转化过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.反应①的产物中含有水
B.反应②中只有碳碳键形成
C.汽油主要是的烃类混合物
D.图中a的结构简式为
4.已知:NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标况下,11.2LH2O含有的分子数为0.5 NA
B.0.1mol/L的稀硫酸溶液中含有H+数目为0.2 NA
C.1molFe与足量稀硫酸反应,转移电子数为2 NA
D.常温常压下,1.7g 氨气(NH3)所含电子数目为0.1NA
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述中正确的是( O-16 N-16 )
A.1 mol甲基(CH3-)所含的电子数分别为10NA
B.标准状况下,22.4 L四氯化碳中含有C-Cl键的数目为4NA
C.常温常压下,1 mol分子式为C2H6O的有机物中,含有C-O键的数目为NA
D.46g 由NO2和N2O4组成的混合气体中,含有的原子总数为3NA
6.设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A.常温常压下,11.2LSO2所含的原子数为1.5NA
B.标准状况下,1L水所含分子数为NA
C.标准状况下,22.4LCCl4中所含原子数为5NA
D.常温常压下,48gO3含有的氧原子数为3NA
7.2021 年3月,四川广汉三星堆遗址再次启动发掘,下列三星堆文物是由合金材料制成的是
A.象牙 B.青铜神树 C.玉璋 D.陶器
8.已知NH4HCO3受热易分解,化学方程式NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O。发酵粉是制作糕点的常见膨胀剂,某发酵粉的主要成分是NH4HCO3、NaHCO3,某学生称取干燥的此发酵粉50g,充分加热至质量不再改变,称取残留固体质量26.5g,该发酵粉中NaHCO3与NH4HCO3的质量比为( )
A.4:21 B.8:21 C.21:4 D.84:79
9.化学与人类社会的生产、生活有着密切联系,下列叙述正确的是
A.新型冠状病毒对高三学子的复习备考造成了较大冲击,质量分数0.5%的过氧乙酸溶液能高效杀死该病毒,在重症隔离病房用过氧乙酸与苯酚溶液混合可以提高消杀效率
B.J—20上用到的氮化镓材料不是合金材料
C.尽量使用含 12C的产品,减少使用含13C或14C的产品符合“促进低碳经济的宗旨”
D.汽车尾气中含有氮氧化物是由于石油炼制过程中未除去氮元素
10.下列溶液中,跟100mL0.5mol/LNaCl溶液所含的Cl-物质的量浓度相同的是
A.25mL0.5mol/LHCl溶液 B.200mL0.25mol/LAlCl3溶液
C.50mL1mol/LNaCl溶液 D.100mL0.5mol/LMgCl2溶液
11.当0.2mol足量CO2完全反应后所得固体的质量为
A.21.2g B.21.6g C.22.0g D.22.4g
12.2022年6月5日世界环境日主题是“共建清洁美丽世界”。下列有关说法错误的是
A.使用绿色工艺、开发绿色产品,从源头上消除污染
B.合理使用农药和化肥,以提高粮食的产量
C.含铅汽油的抗爆震性能好,应提但大量使用
D.中国科学院在国际上首次实现了从到淀粉的全合成,有利于促进“碳中和”
13.1 mol·L-1的NaCl溶液表示( )
A.溶液中含有1 mol NaCl B.1 mol NaCl溶于1 L水中
C.58.5 g NaCl溶于941.5 g水中 D.1 L溶液中含有NaCl 58.5 g
14.将20gNaOH溶于水配成1L溶液,则该溶液中OH-的物质的量浓度是( )
A.0.5mol/L B.1.0mol/L C.1.5mol/L D.2.0mol/L
15.下列选项中含水分子数最多的是
A.1.2mol水 B.标准状况下22.4L水 C.18g水 D.NA个水分子
二、填空题
16.探究钠及其化合物的性质,请按要求填空:
(1)、、、久置空气中最终都是变为_______(填化学式);
(2)投入溶液中发生反应的化学方程式有_______,_______。
(3)某课外活动小组设计以下装置进行实验:按如图所示装置进行实验,填写相关内容:
①B中浓硫酸的作用是_______。
②C中发生反应的化学方程式为_______。
③D中的现象是_______。
(4)用如下图所示装置制取纯净的。
①若是一种淡黄色固体,则烧瓶中发生反应的化学方程式是_______。
②洗气瓶(广口瓶)中装的试剂是_____,其作用是_____。所制得的气体用_____法收集。
17.为《京都议定书》2012年第一承诺期到期后的温室气体减排问题,世界各国都做出了不同的努力。随着新能源的开发和利用,CH3OH这个物质逐渐进入人们的视野,越来越受到人们的关注。
(1)下图是由CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)进行过程中的能量变化曲线。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示。下列相关说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.使用催化剂后反应热减小
C.热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-510kJ/mol
(2)由(1)推断,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在密闭容器中进行,图中曲线a代表一定条件下该反应的过程。若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是( )
A.增大CO的浓度 B.缩小容器的容积
C.加入催化剂 D.升高温度
(3)由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池,正在逐步推广使用,假定放电过程中,甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO32-。该电池的负极反应的离子方程式为_________________________,放电过程中电池里溶液的pH将_________(填“下降”、“上升”或“不变”);若有16克甲醇被完全氧化产生电能,并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液,假设能量的利用率为80%。则得到氧气的物质的量是____________。
(4)某同学将甲醇完全燃烧生成CO2气体通入200mL 0.1 mol/L的石灰水后,得到lg沉淀,那么通入的CO2的体积可能为(标态)____________。
18.实验室中需配制一定浓度的NaCl溶液,进行如下操作:
(1)常温下,将20.0 g 14.0%的NaCl溶液,跟30.0 g 24.0%的NaCl溶液混合,得到密度为1.15 g/cm3的混合溶液。则该混合溶液的溶质的质量分数为 _______ ;该溶液的物质的量浓度为 _______ mol/L(结果保留2位小数)。
(2)实验室需配制500 mL0.1000mol/LNaCl 游液,需要称取 NaCl _______ g。配制该溶液除需要电子天平、烧杯、胶头滴管、药匙外,还需要的仪器有 _______、_______。
(3)配制过程中出现以下情况,对所配溶液浓度有何影响(填“偏高”“偏低”无影响“):
①没有洗涤烧杯 _______ 。
②定容时俯视容量瓶的刻度线 _______ 。
③用蒸馏水洗涤容量瓶后有水残留在容量瓶中 _______ 。
三、计算题
19.铝、氧化铝的性质与其他常见金属及氧化物相比,有一定的特殊性。
(1)可用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉,反应原理是(用离子方程式表示)___________,将2.7gAl分别置于足量的NaOH溶液、稀硫酸中,生成H2的体积之比(同温同压)为___________。
(2)证明Al2O3是两性氧化物的常用试剂是___________(填名称),将ag废铝片置于100mL盐酸中,测得反应过程中生成氢气体积(标准状况)与时间的关系如图所示:0~t1时间段无气体生成的原因是___________,若反应后所得溶液中n(Al3+)=0.102mol且盐酸恰好完全反应,则原溶液中c(HCl)=___________。
20.取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份100 mL。向其中各通入一定量的CO2,然后各取溶液10 mL,分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸。标准状况下,产生CO2气体体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。回答下列问题:
(1)曲线A表明原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为________(写化学式),其物质的量之比为________。
(2)B曲线当耗盐酸0<V(HCl)<25 mL时发生的离子反应为:_______。加盐酸后,产生CO2体积的最大值为_______mL(不考虑CO2的溶解)。写出向该NaOH溶液中通入CO2得到B溶液的离子反应方程式__________。
(3)通过计算求出原NaOH溶液的物质的量浓度_______。
21.阿伏伽德罗常数的近似值为6.02×1023。按要求完成下列填空:
(1)1molCl2中约含有___个氯气分子,约含有__个氯原子。含有6.02×1023个氢原子的H2SO4的物质的量是___;
(2)某硫酸钠溶液中含有3.01×1023个Na+,则该溶液中SO42-的物质的量是___。
(3)2L1mol/LMgCl2中镁离子的物质的量为___,Cl-的物质的量浓度为___。
(4)三种盐的混合溶液中含有0.2molNa+、0.25molMg2+、0.4molCl-、SO42-,则SO42-的微粒个数约为___。
四、实验题
22.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂"可延长鲜花的寿命。下表是1.00 L“鲜花保鲜剂"”的成分,阅读后回答下列问题:
成分 质量/g 摩尔质量(g/mol)
蔗糖 50.00 342
硫酸钾 0.50 174
阿司匹林 0.35 180
高锰酸钾 0.50 158
硝酸银 0.04 170
(1)“鲜花保鲜剂”中K的物质的量浓度为(阿司匹林中不含K+)_____ (只要求写表达式,不需计算)mol/L。
(2)在配制“鲜花保鲜剂“溶液时需要要使用的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还有______(填仪器名称)。
(3)配制过程中,下列操作导致配制结果偏高的是__________(填选项字母)。
A容量瓶使用前没有干燥
B定容时俯视液面
C移液后没有洗涤烧杯和玻璃棒
D定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理
23.实验探究小组在实验中需要用到456mL1.00mol·L-1的HNO3溶液,但是在实验室中只发现一瓶8.00mol·L-1的HNO3溶液,该小组用8.00mol·L-1的HNO3溶液配制所需溶液。
(1)该实验中需要量取8.00mol·L-1的HNO3溶液__mL。
(2)实验中所需的玻璃仪器包括___、___mL量筒、烧杯、__、胶头滴管等。
(3)下列实验操作中导致配制的溶液浓度偏高的是___。
A.取的8.00mol·L-1的HNO3溶液时仰视刻度线
B.量筒水洗后未晾干就用去量取HNO3溶液
C.8.00mol·L-1的HNO3溶液溶液从量筒转移至烧杯后用水洗涤量筒并全部转移至烧杯
D.定容时仰视刻度线
E.定容后,将容量瓶振荡摇匀后,发现液面低于刻度线,未进行任何操作
24.为了探究过氧化钠的强氧化性,某小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下:
Ⅰ.检查装置气密性后,装入药品并连接仪器。
Ⅱ.缓慢通入一定量的N2后,将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,A中剧烈反应,有黄绿色气体产生。
Ⅲ.待产生连续气泡后,将装置D中的导管末端伸入集气瓶中,收集到无色气体。
Ⅳ.反应一段时间后,关闭分液漏斗的活塞,再通一段时间N2,直至装置中气体变为无色。
回答下列问题:
(1)滴加浓盐酸前先通一定量的N2,目的是_______。
(2)推测装置D中收集的无色气体是_______,进一步检验该气体成分的实验操作是_______。解释产生该气体的原因是(用化学方程式表示)_______。
(3)装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。甲同学认为是生成的氯气氧化了碘化钾;乙同学认为使试纸变蓝的原因也可能是_______;丙同学认为在此装置基础上增设一个装置就能证明甲、乙同学的结论。你认为丙同学的设计是_______。
(4)实验证明Na2O2能与HCl发生化学反应生成Cl2,该反应的化学方程式为:_______。
参考答案:
1.A
【详解】A.蒸馏操作时,向液体中加入几块沸石的目的是防止暴沸,故选A;
B.蒸发操作时,使混合物中剩余少量液体时停止加热,用余温将其蒸干,故B不选;
C.分液操作时,先将分液漏斗中下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出,故C不选;
D.萃取操作时,应选用四氯化碳作为萃取剂从溴水中萃取溴,故D不选。
答案选A
2.D
【详解】①原子的相对原子质量是以一个12C的质量的为标准计算出来的,所以该原子的相对原子质量为,故正确;②1个该原子质量是a g,NA是阿伏伽德罗常数的值,该原子的摩尔质量是a NA g/mol,所以m g该原子的物质的量为 mol,故正确;③该原子的摩尔质量是a NA g/mol,故错误; ④1个该原子质量是a g,W g该原子中含有个该原子,故正确;⑤由已知信息可得:NA= ,故错误。
故选D。
3.B
【详解】A. 反应①是与的反应,根据元素守恒可推断有水生成,A选项正确;
B. 反应②是与反应生成,中还含有碳氢键形成,B选项错误;
C. 烃是只由C、H两种元素组成的有机化合物,由示意图可知,汽油主要是的烃类混合物,C选项正确;
D. 根据a的球棍模型,可得其结构简式为,D选项正确;
答案选B。
【点睛】注意:烃是只由C、H两种元素组成的有机化合物
4.C
【详解】A、标况下水不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算11.2L水的物质的量,故A错误;
B、溶液体积未知,故溶液中的氢离子的个数无法计算,故B错误;
C、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,1mol铁完全反应转移2mol电子,转移电子数为2NA,故C正确;
D、1.7g氨气的物质的量为0.1mol,1个氨气分子中含10个电子,故0.1mol氨气中含NA个电子,故D错误。
答案选C。
5.D
【详解】A、1mol甲基中含有电子物质的量为9mol,故错误;
B、标准状况下,CCl4不是气体,故错误;
C、C2H6O的结构简式可能是CH3CH2OH,也可能是CH3-O-CH3,如果是乙醇,1mol乙醇含有1molC-O,如果是CH3-O-CH3,1molCH3-O-CH3含有2molC-O,故错误;
D、N2O4看作是NO2,含有原子物质的量为=3mol,故正确;
答案选D。
6.D
【详解】A.常温常压下,11.2LSO2的物质的量不是0.5mol,所含的原子数不是1.5NA,故A错误;
B.标准状况下,水是不是气体,1L水的物质的量不是mol,故B错误;
C.标准状况下,CCl4是液体,22.4LCCl4的物质的量不是1mol,故C错误;
D.常温常压下,48gO3含有的氧原子数为 3NA,故D正确;
选D。
7.B
【分析】合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化,冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。
【详解】A.象牙中没有金属材料,不属于合金材料,A错误;
B.青铜神树中有铜,属于合金材料,B正确;
C.玉石的矿物主要为硬玉,组成硬玉的三种主要物质组分为,二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠,不属于合金材料,C错误;
D.陶瓷的主要成分包括高岭土、粘土、瓷石、瓷土、 着色剂、青花料、石灰釉、石灰碱釉等,不含金属,不属于合金材料,D错误;
故选B。
8.C
【分析】NH4HCO3受热易分解生成氨气、水蒸气和CO2,均为气体,加热后无固体生成,NaHCO3受热分解生成碳酸钠,水和CO2,因此称取干燥的此发酵粉50g,充分加热至质量不再改变,称取残留固体质量26.5g,残留固体为Na2CO3,根据碳酸钠的质量计算碳酸氢钠的质量,进一步计算碳酸氢铵的质量,再求质量之比。
【详解】由分析可知,残留固体为Na2CO3,其质量为26.5g,设碳酸氢钠的质量为xg,那么:
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑ +H2O
解得x=42g,那么发酵粉中碳酸氢铵的质量为50-42=8g,因此发酵粉中NaHCO3与NH4HCO3的质量比为42:8=21:4;
答案选C。
9.B
【分析】A.过氧乙酸与苯酚可发生氧化还原反应;
B.氮化镓属于无机非金属材料;
C.含12C、13C或14C的产品均为含碳产品;
D.石油中不含氮元素。
【详解】A.过氧乙酸与苯酚可发生氧化还原反应,因此将过氧乙酸与苯酚溶液混合,不会提升消杀效率,反而会降低消杀效率,A项错误;
B.氮化镓属于无机非金属材料,属于化合物,不是合金,B项正确;
C.含12C、13C或14C的产品均为含碳产品,不会减少二氧化碳的排放,都不符合“促进低碳经济的宗旨”,C项错误;
D.高温下N2与O2在发动机的气缸中发生反应,生成了氮氧化物;石油不含N元素,氮氧化物的生成与氮气有关,D项错误;
答案选B。
10.A
【分析】100mL0.5mol/LNaCl溶液所含的Cl-物质的量浓度为0.5mol/L
【详解】A.25mL0.5mol/LHCl溶液中Cl-物质的量浓度为0.5mol/L,故A项正确;
B.200mL0.25mol/LAlCl3溶液中Cl-物质的量浓度为0.75mol/L,故B项错误;
C.50mL1mol/LNaCl溶液中Cl-物质的量浓度为1mol/L,故C项错误;
D.100mL0.5mol/LMgCl2溶液中Cl-物质的量浓度为1mol/L,故D项错误;
故答案为A。
11.B
【详解】过氧化钠与二氧化碳反应是一个歧化反应,过氧化钠中的一个氧原子化合价降价成负二价,另一个氧原子的化合价升高成零价。因此所生成的碳酸钠(有一个18O)的相对原子质量为108,所以当0.2mol足量CO2完全反应后所得固体的质量为21.6g,选B
12.C
【详解】A. 使用绿色工艺、开发绿色产品,就要使原子利用率达到100%,即从源头上消除污染,A正确;
B. 合理使用农药和化肥,以提高粮食的产量,防止农药、化肥的大量使用会对水体造成污染,B正确;
C. 含铅汽油的抗爆震性能好,但铅是重金属元素、不应大量使用、现在提倡使用无铅汽油,C不正确;
D.从到淀粉的全合成,可以减少排放到空气中的二氧化碳的量,有利于促进“碳中和” ,D正确;
答案选C。
13.D
【详解】A.1mol/L NaCl溶液表示1L水溶液中含有1molNaCl,没有指明溶液体积,故A不选;
B. 1 mol NaCl溶于1 L水中,溶液体积不是1L,故B不选;
C. 58.5 g NaCl是0.1mol,溶于941.5 g水中,溶液体积不是1L,故C不选;
D. 1mol/L NaCl溶液表示1L水溶液中含有1molNaCl即含有58.5gNaCl,故D选。
答案选D。
14.A
【详解】n(NaOH)==0.5mol,则NaOH的物质量浓度为:c===0.5mol/L,NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,则该溶液中OH-的物质的量浓度是0.5mol/L,故答案选A。
15.B
【详解】设NA为阿伏加德罗常数的值。
A.1.2mol水中含1.2NA个分子;
B.标准状况下22.4L水的质量为22400g,含分子数为;
C.18g水含分子数为 NA个;
D.NA个水分子;
由以上结果可知,含分子数最多的为B。
故选B。
16.(1)
(2)
(3) 干燥二氧化碳 澄清石灰水变浑浊
(4) 浓硫酸 除去中的水蒸气 向上排空气
【详解】(1)在空气中与O2反应生成,与H2O反应生成NaOH,NaOH与CO2反应生成,与CO2反应生成,故以上四种物质久置空气中最终都是变为;
(2)投入溶液中,钠先与水反应:,生成的氢氧化钠再与氯化镁反应:;
(3)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,B中浓硫酸吸收水,干燥二氧化碳气体,C中过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,D中澄清石灰水与过量的二氧化碳反应,澄清石灰水变浑浊,E中集气瓶中收集氧气。
根据分析,B中浓硫酸的作用是干燥二氧化碳;C中反应方程式为:;D中澄清石灰水变浑浊;
(4)C为淡黄色固体,能制备氧气,C为Na2O2,制备氧气的方程式为:;B中盛放浓硫酸,即试剂D为浓硫酸,作用是除去中的水蒸气;要收集干燥纯净的氧气,故用向上排空气法收集。
17. C C CH3OH-6e-+8OH-=CO32-=6H2O 下降 0.6mol 0.224L或0.672L
【分析】(3)16g甲醇参与反应所转移的电子数有80%参与了电解硫酸铜溶液,可依据电子守恒来计算产生O2的物质的量;
(4)将甲醇完全燃烧生成CO2气体通入200mL 0.1 mol/L的石灰水后,得到lg沉淀,该沉淀为CaCO3,有两种情况,第一种是CO2少量,沉淀在增长阶段,第二种是CO2过量,依据有一部分CaCO3溶解了,沉淀在减少阶段,两种情况分开计算。
【详解】(1)A.生成物总能量大于反应物总能量为放热反应,A错误;
B.使用催化剂后活化能降低, 反应热没有变化,B错误;
C.反应的H=-(510-419) kJ/mol=-91 kJ/mol,C正确。
故答案为C。
(2)可逆反应中A的转化率没有变化,说明平衡没有移动,但反应速率加快了,只能是使用了催化剂,故答案为:C。
(3)甲醇在负极被氧化,电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-=6H2O,放电过程中消耗了OH-,碱性减弱,pH下降;甲醇燃料电池产生的电能电解硫酸铜溶液,产生O2的电极反应为:4OH—4e-=2H2O+O2↑,16g甲醇反应失去的电子如下:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-=6H2O
32g 6mol
16g n 解得n=3mol
因为能量的利用率为80%,所以电解硫酸铜溶液时电子转移3mol×80%=2.4mol,代入4OH—4e-=2H2O+O2↑计算,
4OH—4e-=2H2O+O2↑
4mol 1mol
2.4mol n 解得n=0.6mol,
故答案为:4OH—4e-=2H2O+O2↑;下降;0.6mol。
(4) 第一种情况,CO2少量,沉淀处于增长阶段,如下计算:
Ca(OH)2+ CO2 = CaCO3↓+H2O
22.4L 100g
V1 1g 解得V1=2.24L
第二种情况,CO2过量,沉淀属于减少阶段,一阶段参加反应的Ca(OH)2为0.1mol/L×0.2L=0.02mol,
Ca(OH)2+ CO2 = CaCO3↓+H2O
1mol 22.4L 100g
0.02mol V1 m1 解得V1=0.448L m1=2g
二阶段2gCaCO3有部分溶解,溶解量为2g-1g=1g,此时发生的反应及计算为:
CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2
100g 22.4L
1g V2 解得V2=0.224L
综上所述共消耗CO2的体积为V=V1 + V2 =0.672L;
故答案为:0.224L或0.672L。
【点睛】电极反应式,电子得失守恒,是准确进行电化学的相关计算的关键,同学们一定要掌握。
18.(1) 20% 3.93
(2) 2.925 500mL容量瓶 玻璃棒
(3) 偏低 偏高 无影响
【解析】(1)
混合溶液的质量为(20.0g+30.0g)=50.0g,硝酸钾的质量为(20.0g×14.0%+30.0g×24.0%)=10.0g,则混合溶液的质量分数为;由可得,混合溶液的物质的量浓度。
(2)
根据n = cV可知需要的NaOH的物质的量,质量;操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用电子天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解.冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2―3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀.所以所需仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,故还需要的仪器为:500mL容量瓶,玻璃棒;
(3)
①没有洗涤烧杯会有一部分溶质沾到烧杯内壁上导致浓度偏低;
②定容时俯视容量瓶的刻度线,液面在刻度线下方,浓度偏高;
③用蒸馏水洗涤容量瓶后有水残留在容量瓶中,不影响溶质的量,故对浓度无影响;
19.(1) 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ 1:1
(2) 盐酸和氢氧化钠溶液 开始时铝表面的Al2O3与盐酸反应 3.06mol/L
【详解】(1)铁粉中的铝粉中加入NaOH溶液,只有Al与NaOH溶液反应,生成NaAlO2和H2等,从而除去Fe中混有的Al,反应原理是:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑;Al与足量的NaOH溶液、稀硫酸反应时都表现+3价,所以都存在关系式:2Al——3H2,则2.7gAl的物质的量为0.1mol,生成H2的物质的量都为0.15mol,体积之比(同温同压)为1:1。答案为:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑;1:1;
(2)依据两性氧化物的定义,两性氧化物既能与强酸反应,又能与强碱反应,且都生成盐和水,所以证明Al2O3是两性氧化物的常用试剂是盐酸和氢氧化钠溶液;将ag废铝片置于100mL盐酸中,由于铝表面形成氧化膜,所以0~t1时间段氧化膜与盐酸反应,无气体生成,原因是:开始时铝表面的Al2O3与盐酸反应;若反应后所得溶液中n(Al3+)=0.102mol且盐酸恰好完全反应,则依据守恒法,n(HCl)=n(Cl-)=3n(Al3+)=0.306mol,原溶液中c(HCl)==3.06mol/L。答案为:盐酸和氢氧化钠溶液;开始时铝表面的Al2O3与盐酸反应;3.06mol/L。
【点睛】废铝片中除去含Al2O3和Al外,还含有其它杂质,所以我们不能利用ag进行计算。
20. NaOH、Na2CO3 3:1 H++= 112 3OH-+2CO2=++H2O 0.75 mol·L-1
【分析】NaOH与CO2反应,反应后溶质可能为NaOH和Na2CO3;Na2CO3;Na2CO3和NaHCO3;NaHCO3,碳酸钠与盐酸反应分步进行,依次为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可见两个反应中消耗盐酸的体积相等,在曲线A中消耗盐酸体积在0~60 mL没有气体产生,当消耗的盐酸的体积在60~75 mL段消耗的盐酸的体积就是反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑消耗,根据前后体积大小可推出曲线A中含有NaOH和Na2CO3;曲线B中,0~25 mL消耗的盐酸体积小于25~75 mL消耗盐酸的体积,NaOH与CO2反应完后溶质为Na2CO3和NaHCO3,据此结合质量守恒解答。
【详解】(1)根据NaOH与CO2的反应分析可知,反应后溶质可能为NaOH和Na2CO3;Na2CO3;Na2CO3和NaHCO3;NaHCO3,碳酸钠与盐酸反应分步进行,依次是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知两个反应中消耗盐酸的体积相等,曲线A中加入盐酸的体积在0~60 mL时没有气体产生,消耗的盐酸的体积在60~75 mL段消耗的盐酸的体积是发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,则可推出曲线A中含有NaOH 和Na2CO3,有关反应的离子方程式为OH-+H+=H2O、+H+=、+H+=H2O+CO2↑,可根据碳酸氢钠完全生成CO2消耗盐酸的体积是V(HCl)=75 mL-60 mL=15 mL,可计算出Na2CO3转化成NaHCO3消耗盐酸的体积也是15 mL,则与NaOH发生反应OH-+H+=H2O消耗盐酸的体积V(HCl)=60 mL-15 mL=45 mL,根据n=c·V可知,物质的量浓度比等于溶液的体积比,故溶液中含有的NaOH与Na2CO3的物质的量的比n(NaOH):n(Na2CO3)=45 mL:15 mL=3:1;
(2)在曲线B中,消耗的盐酸体积0~25 mL段小于25~75 mL段,说明NaOH与CO2反应完后溶质为Na2CO3和NaHCO3,在0~25 mL时反应的离子方程式为:+H+=;当盐酸体积为75 mL时,产生CO2体积最大,在25~75 mL时发生的反应为+H+=H2O+CO2↑,n(CO2)=n(HCl)=c·V =0.1 mol/L×(75-25)×10-3 L=5×10-3 mol,即V(CO2)=5×10-3mol×22.4 L/mol=0.112 L=112 mL;
在B溶液中含有Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)=c·V =0.1 mol/L×25×10-3 L=2.5×10-3 mol,含有NaHCO3的物质的量n(NaHCO3)=5×10-3 mol-2.5×10-3 mol=2.5×10-3 mol,所以n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:1,故向该NaOH溶液中通入CO2得到B溶液的离子反应方程式为:3OH-+2CO2=++H2O;
(3)无论溶质是哪种物质,当CO2恰好达到最大时,溶液中的溶质都是NaCl,根据元素守恒可知:n(NaOH)=n(HCl)=c·V =0.1 mol/L×75×10-3 =7.5×10-3 mol,则原NaOH溶液的浓度c(NaOH)==0.75 mol/L。
【点睛】本题考查物质的量在化学方程式的计算的应用,明确图示曲线变化的意义,了解反应的先后顺序为解答关键。注意向NaOH溶液中通入CO2气体的多少与反应后物质的成分的判断,根据消耗盐酸的体积变化结合n =c·V分析溶液中溶质的物质的量关系,掌握钠元素有关其化合物性质,利用守恒思想进行简单的化学计算。
21. NA 2NA 0.5mol 0.25mol 2mol 2mol/L 0.15NA
【分析】(1)根据n=,结合分子的构成计算;
(2)根据n=计算n(Na+),由化学式可知n(SO42-)=n(Na+);
(3)根据c=结合物质的分子式来计算;
(4)溶液中阴离子和阳离子的正负电荷守恒,根据守恒思想来计算。
【详解】(1)根据n=,1molCl2中含有NA个氯气分子,含有2NA个氯原子,含有6.02×1023个氢原子的H2SO4的个数为×6.02×1023,H2SO4的物质的量是0.5mol;
(2)n(Na+)==0.5mol,由化学式可知n(SO42-)=n(Na+)=0.5mol×=0.25mol;
(5)2L 1mol/LMgCl2中镁离子的物质的量为2L×1mol/L=2mol,Cl-的物质的量浓度为2mol/L;
(6)溶液中阴离子和阳离子的正负电荷守恒,即n(Na+)+2n( Mg2+)=n (Cl-)+2n(SO42-),所以0.2 mol+2×0.25 mol=0.4 mol+2n(SO42-),解出n(SO42-)=0.15mol,则SO42-的微粒个数为0.15NA。
22. 2×+ 1000 mL容量瓶、量筒、胶头滴管 B
【分析】硫酸钾和高锰酸钾都含有钾离子,溶液中钾离子总的物质的量除以溶液体积为钾离子物质的量浓度;依据配制一定物质的浓度溶液一般步骤选择需要仪器。分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响,依据C=进行误差分析。
【详解】(1)溶液中钾离子的物质的量为(2×+)mol,则依据C=,V=1L,溶液中钾离子的物质的量浓度为==2×+;
(2)配制一定物质的浓度溶液一般步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、1000mL容量瓶、胶头滴管;还缺少的仪器:1000 mL容量瓶、量筒、胶头滴管;
(3)A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故A不选;
B.定容时俯视液面,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故B选;
C.移液后没有洗涤烧杯和玻璃棒,烧杯和玻璃棒上残留的有溶质,导致溶液中溶质浓度偏小,故C不选;
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理,属于正确操作,溶液浓度准确,故D不选;
故选:B。
23. 62.5 500mL容量瓶 100 玻璃棒 AC
【分析】实验室无456mL的容量瓶,选择500nL的容量瓶进行配制,结合配制一定物质的量浓度的溶液的实验原理、实验仪器及实验步骤分析解答。
【详解】(1)根据溶液稀释过程中溶质保持不变的原理,需要的硝酸溶液的体积为:,故答案为:62.5;
(2)需要选用100mL的量筒量取62.5mL的硝酸溶液、500mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管,故答案为:500mL容量瓶;100;玻璃棒;
(3)A.取8mol L-1的HNO3溶液溶液时仰视刻度线,浓硝酸的体积偏大,硝酸的物质的量偏大,浓度偏高;
B.量筒水洗后未晾干就用去量取HNO3溶液,则原HNO3溶液被稀释,硝酸的物质的量偏小,浓度偏低;
C.8mol L-1的HNO3溶液从量筒转移至烧杯后用水洗涤量筒并全部转移至烧杯,硝酸的物质的量偏大,浓度偏高;
D.定容时仰视刻度线,体积偏大,浓度偏低;
E.定容后,将容量瓶振荡摇匀后,发现液面低于刻度线,未进行任何操作,操作合理,对实验结果无影响;
故答案为:AC。
24.(1)排尽装置中的空气
(2) 氧气 用带火星的木条检验该气体是否能使木条复燃 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
(3) 氧气也有氧化性能将碘离子氧化成碘单质 在C装置后再增加一个B装置
(4)Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O
【分析】检查装置气密性后,装入药品并连接装置,缓慢通入一定量的N2将装置内空气驱赶干净后,向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,有黄绿色氯气产生,进入后续装置的气体有氯气、氧气、氮气和挥发出来的氯化氢;装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C中NaOH溶液吸收挥发的HCl气体和生成的氯气,反应停止再通一段时间N2,将导管末端伸入集气瓶中,收集到无色气体氧气。
【详解】(1)滴加浓盐酸前先通一定量的N2,目的是排尽装置中的空气;
(2)O2具有助燃性,可以使带火星木条复燃;氧气可能是过氧化钠和盐酸反应得到的,化学方程式是:2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑;
(3)装置A中剧烈反应,有黄绿色气体产生,该气体能够使装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,根据气体的颜色推测该气体可能是Cl2,反应方程式是:Cl2+2I-=I2+2Cl-;同学乙认为使试纸变蓝的物质也可能是氧气:Na2O2和盐酸反应的过程中会产生O2,O2也具有氧化性,也可能将I-氧化为I2;在C装置后再增加一个B装置,C中NaOH溶液吸收挥发的HCl气体和生成的氯气,若气体还能使增加的B装置中试纸变蓝,说明氧气能氧化碘离子;
(4)资料显示,Na2O2与干燥的HCl能发生化学反应生成Cl2,则氯元素化合价从-1升高到0,则过氧化钠中氧元素化合价降低到-2价,根据元素化合价升降总数相等,结合原子守恒,可得该反应的化学方程式为Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O。