2023高考化学二轮提升练-以物质的量为中心的计算

以物质的量为中心的计算提升练1．标准状况下，4.48L的C2H4和C2H6混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的密度为1.429g·L－1，则其中CO的体积为()A．1.12LB．2.24LC．4.48LD．6.72L答案D解析根据碳原子守恒，标准状况下，4.48L的C2H4和C2H6混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的体积为4.48L×2＝8.96L。CO和CO2混合气体的密度为1.429g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为1.429g·L－1×22.4L·mol－1≈32g·mol－1，根据十字交叉法，eq\f(nCO,nCO2)＝eq\f(12,4)＝eq\f(3,1)，因此CO的体积为8.96L×eq\f(3,4)＝6.72L。2．VLFe2(SO4)3溶液中含有agSOeq\o\al(2－,4)，取此溶液0.5VL，用水稀释至2VL，则稀释后溶液中Fe3＋的物质的量浓度为()A.eq\f(a,576V)mol·L－1 B.eq\f(125a,36V)mol·L－1C.eq\f(250a,36V)mol·L－1 D.eq\f(125a,48V)mol·L－1答案A解析agSOeq\o\al(2－,4)的物质的量为eq\f(a,96)mol，因此VLFe2(SO4)3溶液中Fe3＋的物质的量为eq\f(2,3)×eq\f(a,96)mol的物质的量浓度为eq\f(\f(a,288)mol,2VL)＝eq\f(a,576V)mol·L－1。3．相对分子质量为M的气态化合物VL(标准状况)，溶于mg水中，得到质量分数为w的溶液，物质的量浓度为cmol·L－1，密度为ρg·cm－3。则下列说法不正确的是()A．相对分子质量M＝eq\f(22.4mw,1－wV)B．物质的量浓度c＝eq\f(1000ρV,MV＋22.4m)C．溶液的质量分数w＝eq\f(MV,22.4m)D．溶液密度ρ＝eq\f(cM,1000w)答案C解析由c＝eq\f(1000ρw,M)知D项正确；由c＝eq\f(\f(V,22.4),\f(V,22.4)×M＋m×10－3÷ρ)＝eq\f(1000ρV,MV＋22.4m)，知B项正确；由w＝eq\f(\f(V,22.4)×M,m＋\f(V,22.4)×M)＝eq\f(MV,22.4m＋MV)，知C项错误，将此式变形后即可得到A项中的式子。4．(2021·广东省云浮市蔡朝焜纪念中学月考)在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3＋浓度(mol·L－1)为()A.eq\f(2b－c,2a) B.eq\f(2b－c,a)C.eq\f(2b－c,3a) D.eq\f(2b－c,6a)答案C解析由混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀，则根据SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O可知n(NH3)＝cmol，由于溶液不显电性，设原溶液中的Al3＋的物质的量为xmol，由电荷守恒可知，3x＋c＝2b，所以x＝eq\f(2b－c,3)，由于溶液的体积是aL，所以原溶液中Al3＋的物质的量浓度c(Al3＋)＝eq\f(\f(2b－c,3)mol,aL)＝eq\f(2b－c,3a)mol·L－1。5．某同学购买了一瓶“84”消毒液，包装说明如下：主要成分：25%NaClO、1000mL、密度1.19g·cm－3使用方法：稀释100倍(体积比)后使用注意事项：密封保存，易吸收空气中的CO2变质请根据以上信息和相关知识判断，下列分析不正确的是()A．该“84”消毒液的物质的量浓度约为4.0mol·L－1B．一瓶该“84”消毒液敞口放置一段时间后浓度会变小D．参阅该“84”消毒液的配方，欲用NaClO固体配制含25%NaClO的消毒液480mL，需要称量的NaClO固体质量为143g答案D解析选项A，根据c＝eq\f(1000ρw,M)得，c(NaClO)＝eq\f(1000×1.19g·cm－3×25%,74.5g·mol－1)≈4.0mol·L－1；选项B，一瓶该“84”消毒液敞口放置一段时间后，由于其易吸收空气中的二氧化碳变质而会使浓度变小；选项C，根据稀释前后溶质的物质的量不变有100mL×4.0mol·L－1＝100mL×100×c(NaClO)，解得稀释后c(NaClO)＝0.04mol·L－1，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04mol·L－1；选项D，应选取500mL规格的容量瓶进行配制，然后取出480mL，所以需要NaClO的质量为0.5L×4.0mol·L－1×74.5g·mol－1＝149g。6．(2020·山东省聊城第一中学期中)一定量的某磁黄铁矿(主要成分FexS，S为－2价)与100mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成2.4g硫单质、0.425molFeCl2和一定量H2S气体，且溶液中无Fe3＋。则下列说法正确的是()A．该盐酸的物质的量浓度为4.25mol·L－1B．该磁黄铁矿FexS中，Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为3∶1C．生成的H2S气体在标准状况下的体积为2.24LD．该磁黄铁矿中FexS的x＝0.85答案D解析盐酸恰好反应生成FeCl20.425mol，根据氯原子守恒得c(HCl)＝eq\f(0.425mol×2,0.1L)＝8.5mol·L－1，故A错误；n(S)＝eq\f(2.4g,32g·mol－1)＝0.075mol，根据转移电子守恒得n(Fe3＋)＝eq\f(0.075mol×2－0,3－2)＝0.15mol，则n(Fe2＋)＝0.425mol－0.15mol＝0.275mol，所以Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.275mol∶0.15mol＝11∶6，故B错误；根据氢原子、氯原子守恒得n(H2S)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝n(FeCl2)＝0.425mol，V(H2S)＝0.425mol×22.4L·mol－1＝9.52L，故C错误；FexS中n(S)＝0.075mol＋0.425mol＝0.5mol，n(Fe)＝0.425mol，所以n(Fe)∶n(S)＝0.425mol∶0.5mol＝0.85，所以x＝0.85，故D正确。7．按要求回答问题。(1)将19.4gCO2和水蒸气的混合气体，与足量的Na2O2反应，收集到标准状况下5.6L的气体，试确定混合气体的平均相对分子质量为________，CO2与水蒸气的物质的量之比为________。(2)AlN用于电子仪器。AlN中常混有少量碳，将一定量含杂质碳的AlN样品置于密闭反应器中，通入4.032L(标准状况下的)O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L－1(已折算成标准状况，AlN不跟O2反应)，则所得气体的摩尔质量为________g·mol－1，该气体的成分是________________________(写化学式)，该样品中含杂质碳________g。(3)钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为_______________________________________(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225～300℃发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为＋2、＋3)，用480mL5mol·L－1盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。答案(1)38.84∶1(2)30CO2和CO3.84(3)①Co3O43CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(225～300℃))Co3O4＋6CO2②由得失电子守恒有n(Co3＋)＝2n(Cl2)＝2×eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.4mol，由电荷守恒有n(Co)总＝n(Co2＋)溶液＝0.5n(Cl－)＝0.5×(0.480×5－0.2×2)mol＝1mol，所以固体中n(Co2＋)＝1mol－0.4mol＝0.6mol，n(O)＝eq\f(0.4×3＋0.6×2,2)mol＝1.2mol，故n(Co)∶n(O)＝1∶1.2＝5∶6。解析(1)根据化学方程式2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O(g)=4NaOH＋O2，得关系式2CO2～O2和2H2O(g)～O2，所以n(混)＝0.5mol，M(混)＝38.8g·mol－1，有44g·mol－1×n(CO2)＋18g·mol－1×n(H2O)＝19.4g，得n(CO2)＝0.4mol，n(H2O)＝0.1mol，即n(CO2)∶n(H2O)＝4∶1。(2)在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L－1，则M＝1.34g·L－1×22.4L·mol－1≈30g·mol－1，所以生成气体必定是CO2和CO的混合气体。设混合气体中含有n(CO2)＝x，n(CO)＝y，根据氧原子守恒有2x＋y＝eq\f(4.032L,22.4L·mol－1)×2＝0.36mol①，根据平均相对分子质量有44x＋28y＝30(x＋y)②，联立方程解得：x＝0.04mol，y＝0.28mol，所以样品中C的质量为：m(C)＝(0.04mol＋0.28mol)×12g·mol－1＝3.84g。(3)①由图可知，CoC2O4·2H2O的起始质量为18.3g，其物质的量为0.1mol，Co元素质量为5.9g，C点钴氧化物的质量为8.03g，氧化物中氧元素质量为8.03g－5.9g＝2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol∶eq\f(2.13g,16g·mol－1)≈3∶4，故C点为Co3O4；B点对应物质的质量为14.7g，与其起始物质的质量相比减少18.3g－14.7g＝3.6g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应的化学方程式为3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(225～300℃))Co3O4＋6CO2。②黄绿色气体为Cl2，其物质的量为0.2mol，根据Cl元素守恒可知，溶液中2n(Co)＝n(HCl)－2n(Cl2)，故n(Co)＝1mol，根据得失电子守恒n(Co3＋)＝2n(Cl2)＝0.4mol，则n(Co2＋)＝0.6mol，根据电荷守恒可知，2n(O)＝3n(Co3＋)＋2n(Co2＋)，n(O)＝1.2mol，故n(Co)∶n(O)＝1∶1.2＝5∶6。8．(2020·宜昌部分示范高中月考)Ba2＋是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度。(1)现需配制250mL0.1000mol·L－1的标准Na2S2O3溶液，所需要的玻璃仪器除量筒、玻璃棒、烧杯外，还需要________。(2)需准确称取Na2S2O3固体的质量为________g。(3)另取50.00mL废水，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时CrOeq\o\al(2－,4)全部转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，再向其中滴加上述标准Na2S2O3溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液36.00mL。已知有关反应的离子方程式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6S2Oeq\o\al(2－,3)＋14H＋=2Cr3＋＋3S4Oeq\o\al(2－,6)＋7H2O。则该工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度为________。答案(1)250mL容量瓶、胶头滴管(2)4.0(3)0.024mol·L－1解析(2)Na2S2O3的物质的量为0.25L×0.1000mol·L－1＝0.025mol，其质量为0.025mol×158g·mol－1＝3.95g，托盘天平精确度为0.1g，需称量Na2S2O3的质量为4.0g。(3)设该工厂废水中Ba2＋的物质的量为x，由Ba2＋转化为BaCrO4沉淀，CrOeq\o\al(2－,4)全部转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，