1、专题突破练专题突破练 2 常用化学计量及应用常用化学计量及应用 一、选择题(本题包括 12 小题,每题 6分,共 72分) 1.(2020 山东日照高三 3月联考)设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.28.0 g Fe 发生吸氧腐蚀生成 Fe2O3 xH2O,电极反应转移的电子数为 NA B.标准状况下,11.2 L H2S溶于水,溶液中含硫粒子的数目大于 0.5NA C.常温下,0.5 L pH=14的 Ba(OH)2溶液中 Ba2+的数目为 0.5NA D.向 100 mL 0.5 mol L-1Fe(NO3)3溶液中通入足量 SO2气体,转移电子数为 0.05NA
2、2.(双选)(2020山东烟台一模改编)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.26 g C2H2气体中含 键的数目为 2NA B.5 g 由 CO2与 N2O组成的混合物中所含的质子总数为 2.5NA C.电解精炼铜时,当电路中转移 NA个电子,阴极析出 32 g 铜 D.标准状况下 11.2 L Cl2溶于水,溶液中 Cl-、ClO-和 HClO 的微粒数之和为 NA 3.(2020 山西太原五中高三二诊)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( ) A.0.1 mol的白磷(P4)或甲烷中所含的共价键数均为 0.4NA B.足量的 Fe 粉与 1 mol Cl2充
3、分反应转移的电子数为 2NA C.1.04 g NaHSO3晶体中含有离子总数为 0.03NA D.25 时,pH=13的 1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的 OH-数目为 0.2NA 4.(2020 北京高三年级质量检测)下列叙述正确的是( ) A.Na在足量 O2中燃烧,消耗 1 mol O2时转移的电子数是 4 6.02 1023 B.盐酸和醋酸的混合溶液 pH=1,该溶液中 c(H+)=0.1 mol L-1 C.1 L 0.1 mol L-1NH4Cl溶液中的 N 数目是 0.1 6.02 1023 D.标准状况下 2.24 L Cl2中含有 0.2 mol共价键 5.(2020
4、 安徽皖南八校高三联考)已知 NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.18 g 18O 含有的中子数为 8NA B.0.1 mol H2C2O4被氧化为 CO2转移的电子数为 0.1NA C.32 g乙醇和 14 g二甲醚(H3COCH3)的混合物中共价键数目为 8NA D.常温下,6.4 g 铜片投入到足量的浓硫酸中,生成的 SO2分子数为 0.1NA 6.(双选)(2020山东济南质检改编)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,2.24 L Cl2溶于水充分反应,转移的电子数大于 0.1NA B.常温常压下,9.5 g 羟基(18OH)含有的
5、中子数为 5NA C.5.4 g Al分别与浓度均为 2 mol L-1的 NaOH溶液和盐酸各 100 mL反应,生成 H2的分子数均为 0.3NA D.31 g白磷(P4)分子中含有 PP 键数目为 1.5NA 7.(2020 安徽淮北高三一模)用 NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是( ) A.1 mol氮气与 3 mol氢气混合发生反应,生成的氨分子数目为 2NA B.1.0 mol L-1Na2SO3水溶液中含有的硫原子数目为 NA C.电解饱和食盐水,当阳极产生 11.2 L H2时,转移的电子数为 NA D.常温下,3 L 0.1 mol L-1FeCl3溶液所含 F
6、e3+数目小于 0.3NA 8.(双选)(2020山东枣庄调研改编)已知 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( ) A.反应 Ca Cf Og+ n 中,每生成 294 g Og释放的中子数为 3N A B.常温常压下,22.4 L乙烷和丙烯(C3H6)的混合物中氢原子数目为 6NA C.1 L 0.5 mol L-1碳酸钠溶液含有的 C -数目小于 0.5N A D.在反应 KClO4+8HClKCl+4Cl2+4H2O中,每生成 4 mol Cl2转移的电子数为 8NA 9.(2020 广东深圳普通高中高三年级线上统一测试)设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误 的是( )
7、 A.22.4 L(标准状况)15NH3含有的质子数为 10NA B.密闭容器中,2 mol NO 与 1 mol O2充分反应,产物的分子数为 2NA C.13.8 g NO2与足量水反应,转移的电子数为 0.2NA D.常温下,1 L 0.1 mol L-1 NH4NO3溶液中含有的氮原子数为 0.2NA 10.某含 Cr2 -的废水用硫酸亚铁铵FeSO 4 (NH4)2SO4 6H2O处理,反应中铁元素和铬元素完全转化 为沉淀。该沉淀干燥后得到 n mol FeO FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述正确的是 ( ) A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2-x) mol
8、 B.处理废水中 Cr2 -的物质的量为 nx mol C.反应中转移电子的物质的量为 3n mol D.在 FeO FeyCrxO3中 3x=y 11.在 t 时,将 a g NH3完全溶于水,得到 V mL溶液,假设该溶液的密度为 g cm-3,质量分数为 w,其 中含 N 的物质的量为 b mol。下列叙述中正确的是 ( ) A.溶质的物质的量浓度 c= mol L-1 B.溶质的质量分数为 w= - 100% C.溶液中 c(OH-)= mol L-1+c(H+) D.上述溶液中再加入 V mL水后,所得溶液中溶质的质量分数大于 0.5 w 12.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板
9、(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入 1 mol N2,右 边充入 CO和 CO2的混合气体共 8 g 时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( ) A.右边 CO与 CO2分子数之比为 13 B.右边 CO 的质量为 2.75 g C.若改变右边 CO和 CO2的充入量而使隔板处于离右端 处,保持温度不变,则前后两次充入容器内的 混合气体压强之比为 53 D.右边气体密度是相同条件下氢气密度的 16 倍 二、非选择题(本题包括 3 小题,共 28分) 13.(2020 湖北重点中学联考节选)(7 分)测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数常用剩余碘量法。 已知:S2 -+2I 2
10、+3H2O 2S -+4I-+6H+;2S 2 -+I 2 S4 -+2I- 准确称取产品 0.20 g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。 准确移取 10.00 mL 1.00 mol L-1的标准碘溶液(过量)加入碘量瓶中,在暗处放置 5 min 使其充分反 应,然后加入 5 mL冰醋酸及适量的蒸馏水。 用标准 1.00 mol L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,重复操作 3次,平均消耗标准液 17.60 mL。 根据上述实验,计算产品纯度为 %(保留一位小数)。若实验过程中滴定终点俯视读数,则 测定的结果 (填“偏高”“偏低”“无影响”)。 14.(2020 湖南十校联考节选)(7 分)
11、S2Cl2遇水会反应生成 SO2、HCl两种气体,某同学设计了如下实验 方案来测定该混合气体中 SO2的体积分数。 混合气体 V L (标准状况下)溶液固体 m g (1)W 溶液可以是 (填标号)。 A.H2O2溶液 B.KMnO4溶液(硫酸酸化) C.氯水 (2)该混合气体中二氧化硫的体积分数为 (用含 V、m的式子表示)。 15.(2020 山东新高考联盟 5 月联考)(14 分)2019 年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出 重要贡献的科学家。LiCoO2是锂离子电池最早使用的电极材料,利用原钴矿(主要成分为 Co2O3)制备 LiCoO2的工艺流程如图: 资料:在含一定量 C
12、l-的溶液中,Co2+以 CoC -形式存在(Co2+4Cl- CoC -)。 (1)若“X 试剂”是稀硫酸和 H2O2,则 H2O2的作用是 。 (2)若“X 试剂”是盐酸,写出离子反应方程 式: 。 (3)途径中加入 NaCl 固体的目的是 (用平衡移动原理解释)。 (4)“沉钴”过程中,为了提高 Co2(OH)2CO3的产量,温度不宜过高的原因 是 。 (5)已知 M 是钴的某种氧化物,煅烧 63.6 g Co2(OH)2CO3生成物质 M 时转移 0.4 mol 电子,则 M 的化 学式为 ;写出“烧结”的化学方程 式: 。 (6)取 m g样品溶于稀硫酸,加入过量 KI溶液,再用 c
13、 mol L-1 Na2S2O3标准液滴定(淀粉溶液做指示剂), 达到滴定终点时,消耗 Na2S2O3溶液 V mL,则产品中钴元素的百分含量为 。(已 知:LiCoO2+4H+Li+Co3+2H2O,2Co3+2I-2Co2+I2,I2+2S2 - S4 -+2I-) 参考答案 专题突破练 2 常用化学计量及应用 1.A 解析 铁发生吸氧腐蚀电极反应式:Fe-2e-Fe2+,28.0 g Fe物质的量为 - =0.5 mol,转移电子的物质的量为 0.5 mol 2=1 mol,即转移电子数为 NA,故 A正确;硫化氢为弱 电解质,在水溶液中不能完全电离,依据原子个数守恒可知,标准状况下 1
14、1.2 L H2S 物质 的量为 0.5 mol,溶液中含硫粒子的数目等于 0.5NA,故 B错误;pH=14 的 Ba(OH)2溶液中 氢氧根离子浓度为 1 mol L-1,0.5 L pH=14的 Ba(OH)2溶液含氢氧根离子物质的量为 0.5 mol,所以钡离子物质的量为 0.25NA,故 C 错误,100 mL 0.5 mol L-1 Fe(NO3)3溶液中 n(Fe3+)=0.05 mol,n(N - )=0.15 mol,通入足量 SO2气体,Fe3+会被还原为 Fe2+,N - 会被还原 为 NO,转移电子数大于 0.05NA,故 D错误。故答案选 A。 2.BC 解析 26
15、g C2H2的物质的量为 - =1 mol,C 2H2的结构式为 HCCH,则 26 g C2H2中含有 3 mol 键,A选项错误;CO2与 N2O的摩尔质量均为 44 g mol- 1,n(CO2)+n(N2O)= - mol,因为 CO2与 N2O的单个分子中均含 22个质子,则 质子的物质的量为 mol 22= mol,即质子总数为 2.5NA,B选项正确;电解精炼铜时,阴 极铜离子放电,发生的电极反应为 Cu2+2e-Cu,当电路中转移 NA个电子时,有 0.5 mol Cu生成,其质量为 0.5 mol 64 g mol-1=32 g,C 选项正确;标准状况下,11.2 L Cl2
16、的物质的 量是 0.5 mol,Cl2与水的反应是可逆反应,不能完全转化为生成物,所以溶液中 Cl-、ClO- 和 HClO的微粒数之和小于 NA,D选项错误。 3.B 解析 白磷为正四面体结构,1 个白磷分子中含有 6个共价键,则 0.1 mol 白磷含有的 共价键数目为 0.6NA,1 个甲烷分子中含有 4个共价键,所以 0.1 mol 甲烷含有的共价键数 目为 0.4NA,故 A错误;1 mol Cl2与足量 Fe粉反应生成 FeCl3,转移电子的物质的量为 2 mol,数目为 2NA,故 B正确;NaHSO3晶体中含有 Na+和 HS - ,1.04 g NaHSO3的物质的量 为 0
17、.01 mol,则含有离子的物质的量为 0.02 mol,离子数为 0.02NA,故 C 错误;25 时,pH=13的 1.0 L Ba(OH)2溶液中 OH-的物质的量浓度为 0.1 mol L-1,则 n(OH-)=1.0 L 0.1 mol L-1=0.1 mol,OH-的数目为 0.1NA,故 D错误。 4.B 解析 Na在 O2中燃烧生成 Na2O2,反应后氧元素的价态为-1价,故消耗 1 mol O2时 转移的电子数是 2 6.02 1023,故 A错误;混合溶液 pH=1,则 c(H+)=0.1 mol L-1,故 B正 确;N 是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故 1 L 0.1
18、mol L-1 NH4Cl 溶液中 N 数小于 0.1 6.02 1023,故 C 错误;标准状况下 2.24 L Cl2的物质的量为 0.1 mol,而 1 mol 氯气中含 1 mol 共价键,故 0.1 mol 氯气中含 0.1 mol 共价键,故 D错误。 5.C 解析 18O的质量数为 18,中子数为 18-8=10,18 g 18O的物质的量为 1 mol,故中子数 为 10NA,A错误;H2C2O4中 C 元素为+3价,0.1 mol H2C2O4被氧化为 CO2转移的电子数为 0.2NA,B错误;乙醇和二甲醚的化学式相同,均为 C2H6O,且共价键数目也相同,32 g乙醇和 1
19、4 g二甲醚的混合物中共价键数目为 8NA,C 正确;常温下,Cu 与浓硫酸不反应,D错误。 6.BD 解析 标准状况下,2.24 L Cl2的物质的量为 1 mol,但氯气与水的反应为可逆反应, 则转移的电子数小于 0.1NA,A项错误;9.5 g 羟基(18OH)的物质的量为 0.5 mol,每个 18OH中含有 10个中子,故含有的中子数为 5NA,B项正确;5.4 g Al 的物质的量为 0.2 mol,100 mL 2 mol L-1的 NaOH溶液和 100 mL 2 mol L-1的盐酸中的溶质均为 0.2 mol,由 关系式 2Al6HCl3H2、2Al2NaOH3H2可知,0
20、.2 mol 铝与 0.2 mol氢氧化钠能恰好完 全反应,而与 0.2 mol HCl 反应时铝过量,由于反应消耗的铝的物质的量不同,故生成的氢 气分子个数不同,C 项错误;31 g白磷(P4)的物质的量为 - =0.25 mol,1 个白磷分子 中含有 6 个 PP 键,则 0.25 mol 白磷分子中含有 PP 键的数目为 0.25 mol 6 NA=1.5NA,D项正确。 7.D 解析 氮气与氢气反应为可逆反应,不能进行到底,所以 1 mol 氮气与 3 mol 氢气混 合发生反应,生成的氨分子数目小于 2NA,故 A错误;溶液体积未知,无法计算 S 原子个数, 故 B错误;气体状况未
21、知,无法计算其物质的量,故无法计算转移的电子数,故 C 错误;三价 铁离子为弱碱阳离子,在水溶液中部分水解,所以常温下,3 L 0.1 mol L-1 FeCl3溶液所含 Fe3+的数目小于 0.3NA,故 D正确。 8.BD 解析 根据质量守恒原理得,x=3,即每生成 1 mol Og释放的中子数为 3N A,故 A 正确;常温常压下,无法由体积计算物质的量,也就无法计算微粒的数目,故 B错误;1 L 0.5 mol L-1碳酸钠溶液中溶质的物质的量为 1 L 0.5 mol L-1=0.5 mol,C -部分水解,所以含 有的 C -数目小于 0.5N A,故 C 正确;在反应 KClO4
22、+8HCl KCl+4Cl2+4H2O中高氯酸 钾中氯元素化合价从+7 价降低到 0 价,得到 7个电子,转移 7 mol 电子时生成 4 mol 氯气, 即当生成 4 mol 氯气时转移的电子数为 7NA,故 D错误。 9.B 解析 22.4 L(标准状况)15NH3的物质的量为 1 mol,1 个 15NH3中质子数为 10,故 1 mol 15NH3中质子数为 10NA,故 A正确;2 mol NO与 1 mol O2完全反应会生成 2 mol NO2, 但 NO2气体存在二聚反应 2NO2N2O4,因此产物中的分子数小于 2NA,故 B错误;13.8 g NO2的物质的量为 0.3 m
23、ol,NO2与水发生反应 3NO2+H2O2HNO3+NO,0.3 mol NO2发 生反应转移的电子数为 0.2NA,故 C 正确;1 L 0.1 mol L-1 NH4NO3溶液中 n(NH4NO3)=0.1 mol,含氮原子数为 0.2NA,故 D正确。 10.D 解析 消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(y+1) mol,又由 FeO FeyCrxO3呈电中性可 知,3x+3y=6,进一步转化可得,消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(3-x) mol,A 项错误;Cr原子 的物质的量为 nx mol,故 Cr2 -的物质的量为 mol,B项错误;得到 n mol FeO FeyCrxO3, 则
24、一共有 nx mol Cr参加反应,故转移的电子的物质的量为 3nx mol,C 项错 误;FeO FeyCrxO3中 Fe 元素为正三价,由得失电子守恒可知 3x-y=0,即 3x=y,D项正确。 11.C 解析 a g NH3的物质的量为 - mol,溶液体积为 V mL,所以溶液的物质 的量浓度为 - mol L-1,故 A项错误;氨水中的溶质为氨气,该溶液的密度为 g cm-3,体积为 V mL,所以溶液质量为 V g,溶质氨气的质量为 a g,则溶质的质量分数为 100%= 100%,故 B项错误;溶液中 OH -来源于一水合氨和水的电离,N 的浓度为 - mol L-1,一水合氨的
25、电离方程式为 NH3 H2ON +OH-,由溶液中的电 荷守恒可知,c(OH-)=c(N )+c(H+)= mol L-1+c(H+),故 C 项正确;水的密度比氨水的 密度大,相等体积的氨水与水,水的质量大,等体积混合后溶液的质量大于原氨水的 2倍, 溶液中溶质的质量不变,等体积混合所得溶液溶质的质量分数小于 0.5 w,故 D项错误。 12.D 解析 在题给条件下,气体的物质的量之比等于其分子数之比,结合已知条件分析 可得右边 CO与 CO2的分子数之比为 mol mol=31,故 A项错误;m(CO)=nM= mol 28 g mol-1=5.25 g,故 B项错误;若改变右边 CO和
26、CO2的充入量而使隔板处于距离 右端 处,则左右空间体积之比为 51,充入 CO2和 CO物质的量为 =0.2 mol,相同条 件下气体的物质的量之比等于其压强之比,所以其压强之比为 0.25 mol0.2 mol=54, 故 C 项错误;相同条件下气体密度之比等于其摩尔质量之比,右边气体的平均摩尔质量 为 =32 g mol -1,氢气的摩尔质量为 2 g mol-1,所以混合气体与氢气的密度之比为 16 1,故 D项正确。 13.答案 57.0 偏高 解析 根据题意可知,反应消耗的 S2 -的物质的量 n(S 2 -)=17.60 10-3 L 1 mol L-1=0.017 6 mol,
27、根据方程式可知剩余 I2的物质的量 n剩(I2)= n(S2 -)=0.017 6 mol =0.008 8 mol,n 总(I2)=10 10-3 L 1 mol L-1=0.01 mol,则 n(S2 -)= n 总(I2)-n剩(I2)= (0.01-0.008 8)=0.000 6 mol,所以产品纯度为 100%=57.0%;实验过程中滴定终点俯视读数会导致测 量的 Na2S2O3溶液体积偏小,导致计算结果中与碘反应的 Na2S2O5的量高于实际值,故导 致结果偏高。 14.答案 (1)AC (2) 100% 解析 (1)根据题意可知,W 溶液是吸收二氧化硫的溶液,且能将 SO2在溶
28、液中氧化生成 S -,则 W 溶液可以是 H 2O2溶液和氯水,但不能是 KMnO4溶液(硫酸酸化),因为含有 S -会影响 SO 2的测定。 (2)由(1)中分析可知生成的沉淀为硫酸钡,根据硫元素守恒得到二氧化硫物质的量 n(SO2)=n(BaSO4)= - mol,该混合气体中二氧化硫的体积分数为 - 100%= 100%。 15.答案 (1)作还原剂 (2)Co2O3+6H+2Cl-2Co2+Cl2+3H2O (3)加入 NaCl 固体,溶 液中 Cl-浓度增大,平衡 Co2+4Cl-CoC -右移,CoC -浓度增大,提高其在有机胺试剂中 的浓度 (4)温度过高时碳酸铵会分解,碳酸铵浓
29、度降低,沉淀质量减少 (5)Co3O4 (6)4Co3O4+6 Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2 (7) % 解析 (1)若“X试剂”是稀硫酸和 H2O2,根据流程分析可知,Co2O3与稀硫酸及 H2O2反应生 成 Co2+,钴元素化合价降低,则 H2O2中氧元素化合价应升高,因此 H2O2的作用是作还原 剂。 (2)若“X试剂”是盐酸,Co2O3与 HCl 发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为 Co2O3+6H+2Cl-2Co2+Cl2+3H2O。 (3)根据题中信息可知,在含一定量 Cl-的溶液中,Co2+以 CoC -形式存在:Co2+4Cl- CoC -,因此途径中加入
30、NaCl 固体的目的是使溶液中 Cl-浓度增大,使平衡 Co2+4Cl-CoC -右移,CoC -浓度增大,提高其在有机胺试剂中的浓度。 (4)“沉钴”过程中,为了提高 Co2(OH)2CO3的产量,温度不宜过高,主要是因为温度过 高时碳酸铵会分解,碳酸铵浓度降低,沉淀质量减少。 (5)已知 M 是钴的某种氧化物,63.6 g Co2(OH)2CO3的物质的量为 0.3 mol,则含有+2 价的钴离子 0.6 mol,煅烧生成物质 M 时转移电子 0.4 mol,说明有 0.4 mol +2价钴离子化 合价升高变为+3价钴离子,还有 0.2 mol 钴离子化合价未变,即得到 M 的化学式应为 Co3O4;因此“烧结”的化学方程式为 4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2。 (6)根据题给离子方程式可得关系式 LiCoO2S2 -,从而得到 n(Co)=c mol - V 1 - L=cV 1 - mol,则产品中钴元素的百分含量为 - - 100%= %。
