2016-2017学年高一上学期 第一章 从实验学化学
第二节 化学计量在实验中的应用 课时练习 解析
选择题(本题包括10小题.每小题4分.共40分.每小题只有一个选项符合题意.)
1.下列有关物质的量的说法中,正确的是( )
A.Mg的摩尔质量为24g
B.物质的量的单位是摩尔
C.1 mol O2在任何条件下的体积都为22.4L
D.将1 mol NaCl晶体加入到1L水中,得到NaCl溶液的浓度就是1 molL﹣1
【分析】
A.摩尔质量的单位是g/mol;
B.物质的量是七个基本物理量之一;
C.摩尔体积只与温度和压强有关;
D.溶液的体积不等于溶剂的体积.
【解答】
A.Mg的摩尔质量是24g/mol,故A错误;
B.物质的量是七个基本物理量之一,其单位为摩尔,故B正确;
C.只有在标准状况下,1 mol O2的体积才为22.4L,故C错误;
D.将1 mol NaCl晶体加入到1L水中,溶液的体积不等于1L,所以溶液中NaOH的物质的量浓度不等于1mol/L,故D错误;
【答案】B.
2.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,有关说法正确的是( )
A.质量相等的O2和O3,他们的物质的量之比为2:3
B.1mol氧气的摩尔质量为32
C.1mol任何物质都含有6.02×1023个原子
D.2gH2含有1mol氢分子
【分析】
A.由氧气和臭氧的摩尔质量,计算出质量相等的O2和O3的物质的量之比;
B.根据摩尔质量的单位为g/mol进行分析;
C.根据1mol任何物质都约含有6.02×1023个微粒进行分析;
D.根据n=计算2克H2中含有的氢分子进行分析.
【解答】
A.O2和O3的摩尔质量分别是32g/mol、48g/mol,设其质量均为m,质量相等的O2和O3,它们物质的量之比为: =3:2,故A错误;
B.摩尔质量是指1mol物质的质量,单位为g/mol,故摩尔质量之前不应再规定物质的量,故应为氧气的摩尔质量为32g/mol,故B错误;
C.1mol任何物质都约含有6.02×1023个微粒,不一定是分子,也有可以是离子或原子,故C错误;
D.2克H2中n===1mol,含有1mol氢分子,故D正确;
【答案】D.
3.配制100mL 0.50molL﹣1NaOH溶液时,必须用到的仪器是( )
【分析】配制100mL 0.50molL﹣1NaOH溶液步骤为:计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等,根据配制步骤选择使用的仪器.
【解答】配制100mL 0.50molL﹣1NaOH溶液过程中使用的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,所以必须使用的仪器为100mL容量瓶,不会使用到100mL集气瓶、100mL烧瓶和100mL滴瓶,
【答案】A.
4.下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
【分析】
A.同温同压下,气体摩尔体积相等,相同体积的气体,其物质的量相等,但如果是液体或固体,则不一定相等;
B.根据N=nNA判断;
C.温度和压强未知,则气体摩尔体积未知,则无法确定两种气体的物质的量,根据m=nM判断;
D.同温同压下,等体积的物质的物质的量不一定相等,则其分子数不一定相等.
【解答】
A.同温同压下,气体摩尔体积相等,相同体积的气体,其物质的量相等,但如果是液体或固体,气体摩尔体积对其不适用,其密度不一定相等导致其物质的量不一定相等,故A错误;
B.根据N=nNA知,二者的物质的量相等,则分子数一定相等,故B正确;
C.温度和压强未知,则气体摩尔体积未知,则无法确定两种气体的物质的量,根据m=nM知,二者的质量无法比较,故C错误;
D.如为固体或液体,则等体积的物质的物质的量不一定相等,则其分子数也不一定相等,故D错误;
【答案】B.
5.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A.1g氢气中所含有的分子数为NA
B.0.5moL/L、2L的AlCl3溶液中含有氯离子数为NA
C.32g氧气中所含的氧原子数为NA
D.1moL/L、500mL的H2SO4溶液中SO42?的数目为0.5 NA
【分析】
A.质量换算物质的量,然后计算分子数;
B.浓度和体积换算物质的量结合化学式计算离子数;
C.质量换算物质的量结合氧气分子式计算原子数;
D.浓度和体积换算物质的量结合化学式计算离子数.
【解答】
A.1g氢气物质的量为0.5mol,含分子数为0.5NA,故A错误;
B.0.5moL/L、2L的AlCl3溶液中含氯化铝物质的量为1mol,含氯离子物质的量为3mol,含有氯离子数为3NA,故B错误;
C.32g氧气物质的量为1mol,所含的氧原子数为2NA,故C错误;
D.1moL/L、500mL的H2SO4溶液中溶质硫酸物质的量为0.5mol,含SO42?的数目为0.5 NA,故D正确;
【答案】D.
6.锌与很稀的硝酸反应生成Zn(NO3)2、NH4NO3和水.当生成1mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量( )
A.0.25mol B.0.5mol C.1mol D.2mol
【分析】发生反应为4Zn+10HNO3═4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O,反应中Zn元素化合价由0价升高到+2价,N元素化合价由+5价降低到﹣3价,根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等,表现为化合价升降总数相等计算.
【解答】解:当生成1mol硝酸锌时,应有1molZn参加反应,失去2mol电子,
则硝酸得到2mo电子,反应中N元素化合价由+5价降低到﹣3价,设有x mol硝酸钡还原,则有[5﹣(﹣3)]x=2,x=0.25,
【答案】A.
7.有200mLMgCl2和AlCl3的混合溶液,其中Mg2+浓度为0.2mol?L﹣1,Cl﹣浓度为1.3mol?L﹣1.要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4mol?L﹣1NaOH溶液的体积为( )
A.40mL B.72mL C.80mL D.128mL
【分析】
根据MgCl2和AlCl3的混合溶液与碱的反应可知,要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,Al3+恰好转化为AlO2﹣,先利用电荷守恒来计算Al3+的浓度,再根据反应方程式计算即可.
【解答】
MgCl2和AlCl3的混合溶液,其中Mg2+浓度为0.2mol?L﹣1,Cl﹣浓度为1.3mol?L﹣1,
设Al3+的浓度为x,由电荷守恒可知,
0.2mol/L×2+x×3=1.3mol/L×1,
解得x=0.3mol/L,
则将Mg2+、Al3+的物质的量分别为0.2L×0.2mol/L=0.04mol、0.2L×0.3mol/L=0.06mol,
由发生反应为MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
1 2
0.04mol 0.08mol
AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O,
1 4
0.06mol 0.24mol
使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,消耗的NaOH的物质的量为0.08mol+0.24mol=0.32mol,
则需加4mol?L﹣1NaOH溶液的体积为0.32mol/4mol/L=0.08L=80mL,
【答案】C.
8.钾和另一碱金属组成的混合物5.2g 与水完全反应时放出氢气2.24L(标况),则另一碱金属一定是( )
A.Na B.Rb C.Cs D.Fr
【分析】
钾和另一种碱金属在化合物中的化合价均为+1价,计算出氢气的物质的量,然后根据2M+2H2O═2MOH+H2↑计算金属的物质的量及摩尔质量,利用平均摩尔质量的来解答.
【解答】
氢气的物质的量为:2.24L/22.4L/mol =0.1mol,
由2M+2H2O═2MOH+H2↑,
2 1
0.2mol 0.1mol
则金属的平均摩尔质量为: =26g/mol,
钾的摩尔质量为39/mol,则另一种碱金属的摩尔质量一定小于26g/mol,
所以另一碱金属可能是Li或Na,
【答案】A.
9.将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为( )
A.3:2 B.3:5 C.4:3 D.3:4
【分析】本题是化学方程式计算的问题,因此首先正确书写出化学方程式2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+,找到题干中的已知条件,将条件和化学方程式联系起来,从而找到解决问题结合点,FeCl3溶液的浓度为0.1 mol/L,一定时间后,取出Cu,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,说明原溶液中的Fe3+并没有完全反应,根据常规的计算方法,设取出Cu后溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3=k,c(Fe3+)=2kmol/L,c(Fe2+)=3kmol/L,溶液的体积为vL,原溶液中n(Fe3+)=0.1 mol/L×vL=0.1vmol,取出Cu后,n(Fe3+)1=2kmol/L×vL=2kvmol,n(Fe2+)=3kmol/L×VL=3kvmol,根据化学方程式列方程n(Fe3+)=n(Fe3+)1+n(Fe2+)一元一次方程,解出k值,进一步求出反应后溶液中的n(Fe3+)1、n(Cu2+ ),从而得出答案.
【解答】解:设原溶液的体积为vL,设取出Cu后溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3=k,则有:c(Fe3+)=2kmol/L,c(Fe2+)=3kmol/L,原溶液中n(Fe3+)=0.1 mol/L×vL=0.1vmol,取出Cu后,n(Fe3+)1=2kmol/L×vL=2kvmol,n(Fe2+)=3kmol/L×VL=3kvmol,根据化学方程式列方程:2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+、n(Fe3+)=n(Fe3+)1+n(Fe2+),0.1vmol=2kvmol+3kvmol,一元一次方程得:k=0.02vmol,则反应后溶液中n(Fe3+)1=0.04vmol,反应前n(Fe3+)=0.1vmol,再根据方程式求得n(Cu2+ )=0.03vmol,所以n(Cu2+):n(Fe3+)1=0.03vmol:0.04vmol=3:4,
【答案】D.
10.NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为3:2:1,分别与等体积等物质的量浓度的AgNO3溶液恰好完全反应,则NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的物质的量浓度之比是( )
A.1:2:3 B.3:4:3 C.6:3:2 D.4:3:4
【分析】与等体积等物质的量浓度的AgNO3溶液恰好完全反应,说明等体积的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中氯离子的物质的量相等,然后根据NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为3:2:1及c=计算.
【解答】解:与等体积等物质的量浓度的AgNO3溶液恰好完全反应,说明等体积的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液氯离子的物质的量相等,设三种溶液中氯离子的浓度都为6mol,则NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中溶质的物质的量分别是NaCl为6mol、MgCl2为3mol、AlCl3为2mol,
NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为3:2:1,
则三种溶液的物质的量浓度之为::: =4:3:4,
【答案】D.
二、非选择题(本题包括4小题.共60分)
11.(12分)同温同压下,同体积的N2和SO2分子数之比为 ,物质的量之比为 ,原子总数之比为 ,摩尔质量之比为 ,质量之比为 ,密度之比为 .
【分析】同温同压下,同体积的气体具有相同的分子数,则具有相同的物质的量,再利用构成来分析原子数,利用m=n×M来分析质量,由pM=ρRT可知,密度之比等于摩尔质量之比.
【解答】解:因同温同压下,同体积的气体具有相同的分子数,则具有相同的物质的量,
则N2和SO2分子数之比为1:1,物质的量之比为1:1,
原子总数之比为1×2:1×3=2:3,
摩尔质量之比为28g/mol:64g/mol=7:16,
质量之比为1×7:1×16=7:16,
又由pM=ρRT可知,同温同压下气体的密度之比等于摩尔质量之比,
则密度之比为7:16,
【答案】:1:1;1:1;2:3;7:16;7:16;7:16.
12.(16分)下面是用物质的量浓度为18mol/L的浓H2SO4配制500mL 0.5mol/L的稀H2SO4的操作,请按要求填空:
(1)所需浓H2SO4的体积为
(2)如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用 mL量筒最好.
(3)将量取的浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100mL水的烧杯里,并不断 .
(4)将冷却后的上述溶液沿玻璃棒注入 中,并用50mL蒸馏水洗涤烧杯2~3次,洗涤液并入容量瓶中,摇匀.
(5)加水至距刻度线下1﹣2cm时,改用 加水,使溶液的凹液面正好跟刻度相平.
(6)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”):
①所用的浓硫酸长时间露置在空气中 ;
②若定容时俯视刻度线 ;
③用量筒量取浓硫酸时量筒内有少量水 .
【分析】
(1)依据溶液稀释过程中所含溶质的物质的量不变计算需要浓硫酸的体积;
(2)根据浓硫酸的体积选择量筒的规格;
(3)浓硫酸稀释放出大量的热,应用玻璃棒不断搅拌;
(4)依据配制溶液体积选择容量瓶规格;
(5)加水至距刻度线下1﹣2cm时,改用胶头滴管加水;
(6)分析操作对溶质的物质的量或对溶液的体积的影响,根据c=分析判断.
【解答】
(1)设需要浓硫酸体积为VmL,则依据溶液稀释过程中所含溶质的物质的量不变得:VmL×18mol/L=500mL×0.5mol/L,解得V=13.9;
(2)量取浓硫酸的体积为13.9mL,所以需要选择20mL量筒;
(3)浓硫酸稀释的正确操作为:将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌;
(4)配制500mL溶液,应选择500mL容量瓶,将冷却后的上述溶液沿玻璃棒注入500ml容量瓶中;
(5)定容时,加水到离刻度线1﹣2cM后改用胶头滴管逐滴滴加蒸馏水到凹液面最低处与刻度线相切;
(6)①所用的浓硫酸长时间露置在空气中,则浓硫酸浓度降低,量取的浓硫酸溶液中含有硫酸的物质的量偏小,溶液的物质的量浓度偏低;
②若定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高;
③用量筒量取浓硫酸时量筒内有少量水,导致量取的浓硫酸体积偏小,硫酸的物质的量偏小,溶液浓度偏低;
【答案】:13.9mL;20;用玻璃棒搅拌;500ml容量瓶;胶头滴管;偏低;偏高;偏低。
13.(18分)(1)0.2mol Al2(SO4)3中含有Al3+ mol、SO42﹣ g.
(2)相同条件下,物质的量比为1:3的CO2与CO气体,体积之比为 ,
所含氧元素的质量之比为 ,混合后气体的平均摩尔质量为 .
标况下有:①6.72L CH4气体;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6gH2S气体;④0.2mol NH3四种气体.请用序号填空:体积由大到小的顺序是 ,质量由大到小的顺序是 ,密度由大到小的顺序是 ,氢原子数由多到少的顺序是 .
【分析】
(1)由化学式Al2(SO4)3可知,n(Al3+)=2n[Al2(SO4)3],n(SO42﹣)=3n[Al2(SO4)3],在根据m=nM计算硫酸根的质量;
(2)相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比;等物质的量CO2与CO气体氧元素的质量之比为2:1,混合后气体的平均摩尔质量为;
(3)根据n=计算6.72LCH4的物质的量,根据n=计算HCl的物质的量,根据n=计算13.6gH2S的物质的量,然后分析解答.
【解答】
(1)由化学式Al2(SO4)3可知,n(Al3+)=2n[Al2(SO4)3]=0.2mol×2=0.4mol,
n(SO42﹣)=3n[Al2(SO4)3]=0.2mol×3=0.6mol,故硫酸根的质量为0.6mol×96g/mol=57.6g,
相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积之比为:1:3;等物质的量CO2与CO气体氧元素的质量之比为2:1,所以物质的量比为1:3的CO2与CO气体,所含氧元素的质量之比为3:2,混合后气体的平均摩尔质量为 = =32,
(3)①6.72LCH4的物质的量为=0.3mol,
②3.01×1023个HCl的物质的量为0.5mol,
③13.6gH2S的物质的量为=0.4mol,
④0.2molNH3,
根据V=nVm知,相同条件下体积之比等于物质的量之比,故体积②>③>①>④;根据m=nM知,甲烷质量为0.3mol×16g/mol=4.8g,HCl的质量为0.5mol×36.5g/mol=33.25g,氨气的质量为0.2mol×17g/mol=3.4g,故质量②>③>①>④;根据知,相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,故密度②>③>④>①;甲烷中n(H)=0.3mol×4=1.2mol,HCl中n(H)=0.5mol,硫化氢中n(H)=0.4mol×2=0.8mol,氨气中n(H)=0.2mol×3=0.6mol,故H原子数目①>③>④>②,
【答案】:(1)0.4;57.6;(2)1:3;2:3;32g/mol;(3)②③①④;②③①④;②③④①;①③④②.
14.(14分)将250mLH2SO4的质量分数为98%,密度为1.84g/cm3的浓硫酸稀释到1000mL.
(1)稀释前溶液中H2SO4的物质的量浓度是多少?
(2)稀释后溶液中H+的物质的量浓度是多少?
(3)若要制取3.36LH2(标准状况),则要用量筒量取稀释后的硫酸溶液多少毫升?
【分析】
(1)根据c=计算出该浓硫酸的物质的量浓度;
(2)根据稀释前后溶质的物质的量不变计算出稀释后溶液中氢离子浓度;
(3)根据n=计算出氢气的物质的量,再根据氢原子守恒计算出需要硫酸的物质的量及体积.
【答案】
(1)稀释前该浓硫酸的物质的量浓度为:c=mol/L=18.4mol/L,
答:稀释前溶液中H2SO4的物质的量浓度为18.4mol/L;
(2)稀释过程中硫酸的物质的量不变,则稀释后溶液硫酸的浓度为:c(H2SO4)==4.6mol/L,
稀释后溶液中H+的物质的量浓度:c(H+)=2c(H2SO4)=4.6mol/L×2=9.2mol/L,
答:稀释后溶液中H+的物质的量浓度为9.2mol/L;
(3)标况下3.36LH2的物质的量为: =0.15mol,消耗氢离子的物质的量为:0.15mol×2=0.3mol,需要硫酸的物质的量为: =0.15mol,则需要稀释后的硫酸的体积为:≈0.032L=32.6mL,即:要用量筒量取稀释后的硫酸溶液32.6mL,
答:要用量筒量取稀释后的硫酸溶液32.6mL.
2016-2017学年高一上学期 第一章 从实验学化学
第二节 化学计量在实验中的应用 课时练习
选择题(本题包括10小题.每小题4分.共40分.每小题只有一个选项符合题意.)
1.下列有关物质的量的说法中,正确的是( )
A.Mg的摩尔质量为24g
B.物质的量的单位是摩尔
C.1 mol O2在任何条件下的体积都为22.4L
D.将1 mol NaCl晶体加入到1L水中,得到NaCl溶液的浓度就是1 molL﹣1
2.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,有关说法正确的是( )
A.质量相等的O2和O3,他们的物质的量之比为2:3
B.1mol氧气的摩尔质量为32
C.1mol任何物质都含有6.02×1023个原子
D.2gH2含有1mol氢分子
3.配制100mL 0.50molL﹣1NaOH溶液时,必须用到的仪器是( )
4.下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
5.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A.1g氢气中所含有的分子数为NA
B.0.5moL/L、2L的AlCl3溶液中含有氯离子数为NA
C.32g氧气中所含的氧原子数为NA
D.1moL/L、500mL的H2SO4溶液中SO42?的数目为0.5 NA
6.锌与很稀的硝酸反应生成Zn(NO3)2、NH4NO3和水.当生成1mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量( )
A.0.25mol B.0.5mol C.1mol D.2mol
7.有200mLMgCl2和AlCl3的混合溶液,其中Mg2+浓度为0.2mol?L﹣1,Cl﹣浓度为1.3mol?L﹣1.要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4mol?L﹣1NaOH溶液的体积为( )
A.40mL B.72mL C.80mL D.128mL
8.钾和另一碱金属组成的混合物5.2g 与水完全反应时放出氢气2.24L(标况),则另一碱金属一定是( )
A.Na B.Rb C.Cs D.Fr
9.将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为( )
A.3:2 B.3:5 C.4:3 D.3:4
10.NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为3:2:1,分别与等体积等物质的量浓度的AgNO3溶液恰好完全反应,则NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的物质的量浓度之比是( )
A.1:2:3 B.3:4:3 C.6:3:2 D.4:3:4
二、非选择题(本题包括4小题.共60分)
11.(12分)同温同压下,同体积的N2和SO2分子数之比为 ,物质的量之比为 ,原子总数之比为 ,摩尔质量之比为 ,质量之比为 ,密度之比为 .
12.(16分)下面是用物质的量浓度为18mol/L的浓H2SO4配制500mL 0.5mol/L的稀H2SO4的操作,请按要求填空:
(1)所需浓H2SO4的体积为
(2)如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用 mL量筒最好.
(3)将量取的浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100mL水的烧杯里,并不断 .
(4)将冷却后的上述溶液沿玻璃棒注入 中,并用50mL蒸馏水洗涤烧杯2~3次,洗涤液并入容量瓶中,摇匀.
(5)加水至距刻度线下1﹣2cm时,改用 加水,使溶液的凹液面正好跟刻度相平.
(6)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”):
①所用的浓硫酸长时间露置在空气中 ;
②若定容时俯视刻度线 ;
③用量筒量取浓硫酸时量筒内有少量水 .
13.(18分)(1)0.2mol Al2(SO4)3中含有Al3+ mol、SO42﹣ g.
(2)相同条件下,物质的量比为1:3的CO2与CO气体,体积之比为 ,
所含氧元素的质量之比为 ,混合后气体的平均摩尔质量为 .
(3)标况下有:①6.72L CH4气体;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6gH2S气体;④0.2mol NH3四种气体.请用序号填空:体积由大到小的顺序是 ,质量由大到小的顺序是 ,密度由大到小的顺序是 ,氢原子数由多到少的顺序是 .
14.(14分)将250mLH2SO4的质量分数为98%,密度为1.84g/cm3的浓硫酸稀释到1000mL.
(1)稀释前溶液中H2SO4的物质的量浓度是多少?
(2)稀释后溶液中H+的物质的量浓度是多少?
(3)若要制取3.36LH2(标准状况),则要用量筒量取稀释后的硫酸溶液多少毫升?