以物质的量为中心的计算【过关练习】

知识点 阿伏加德罗常数 化学计算方法

一、选择题

1.2018年11月,在法国凡尔赛召开的国际计量大会(CGPM)第26次会议将阿伏加德罗常数的定义修改为“1摩尔包含6.022 140 76×1023个基本单元,这个常数被称为阿伏加德罗常数,单位为mol-1。”新定义于2019年5月20日正式生效。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( C )

A.常温常压下,水蒸气通过过量的Na2O2使其增重2 g时,反应中转移的电子数为NA

B.白磷分子(P4)呈正四面体结构,31 g白磷中含P—P键的数目为1.5NA

C.1.0 L 0.1 mol/L Na2S溶液中含有的S2-数目为 0.1NA D.4.4 g CO2和N2O的混合气体中含有的原子总数为 0.3NA 解析:过氧化钠和水反应时,增重的是水中氢元素的质量,即1 mol Na2O2～1 mol H2O～增重1 mol H2的质量～转移1 mol电子,故当增重2 g即2 mol H或1 mol氢气的质量时,反应转移1 mol电子即NA个,故A正确;31 g白磷的物质的量为0.25 mol,而白磷中含6个P—P键,故0.25 mol白磷中含1.5NA个P—P键,故B正确;S2-是弱酸根,在溶液

题号 1,2,3,4,5 6,7,8,9,10 中会水解,故此溶液中硫离子的个数小于0.1NA个,故C错误;CO2和N2O的摩尔质量均为 44 g/mol,故4.4 g混合物的物质的量为0.1 mol,且两者均含3个原子,故0.1 mol混合物中含有原子为0.3NA个,故D正确。

2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( B ) A.25 ℃pH=12的Na2CO3溶液中含有OH-的数目为0.01NA B.催化氧化乙醇生成1 mol乙醛时转移电子数为2NA C.1 mol苯乙烯

中含有的碳碳双键数为4NA

D.在铜与硫的反应中,1 mol铜失去电子数为2NA

解析:缺少溶液体积,无法计算氢氧根离子数目,故A错误;苯乙烯分子中只含1个碳碳双键,因此1 mol苯乙烯

中含有的碳碳双键数

为NA,故C错误;在铜与硫的反应中,铜由0价到+1价,故1 mol铜失去电子数为NA,故D错误。

3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( C ) A.标准状况下,11.2 L CHCl3所含的原子总数为2.5NA B.1 L 0.1 mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为 0.4NA C.常温常压下,44 g C3H8中含有的共价键总数为10NA D.78 g Na2O2固体中含有阴、阳离子总数为4NA

解析:气体摩尔体积使用对象为气体,三氯甲烷标准状况下为液体,不能使用气体摩尔体积,选项A错误;硫酸钠溶液中,除了硫酸钠外,水也含氧原子,故此溶液中氧原子数大于0.4NA,选项B错误;78 g过氧

化钠是 1 mol,但过氧化钠中阴、阳离子的个数之比是1∶2,含有阴、阳离子总数应该是3NA,选项D错误。

4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( C )

A.1 mol乙酸与足量的乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯分子数为 NA个

B.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液1 L所含碳酸根数目为 0.1NA C.110 g Na2S2中含有的离子数为3NA

D.1 mol Cl2与足量的水反应时断裂的Cl—Cl键为 NA个

解析:酯化反应是可逆反应,不能进行彻底,故生成的乙酸乙酯分子数小于NA个,故A错误;碳酸根是弱酸根,在溶液中会水解,故溶液中的碳酸根数目小于 0.1NA个,故B错误;氯气和水的反应为可逆反应,不能进行彻底,则断裂的Cl—Cl键数目小于NA个,故D错误。 5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( D ) A.标准状况下,33.6 L HF中含有氟原子的数目为 1.5NA B.铁在1 mol Cl2中完全燃烧转移电子数是3NA

C.电解饱和食盐水,当阴极产生1.12 L氢气时,转移的电子数为0.1NA D.常温下,2 L 1.0 mol·L-1的FeCl3溶液与1 L 0.2 mol·L-1的FeCl3溶液所含Fe3+数目不同

解析:标准状况下,HF是液体,33.6 L HF的物质的量不是1.5 mol,故A错误;铁在Cl2中燃烧生成FeCl3,但1 mol Cl2只能与 mol Fe反应转移2 mol电子,故B错误;不是标准状况下,不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算1.12 L氢气的物质的量,故C错误。

6.某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为( A ) A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93

解析:FexO中Fe的平均化合价为+,被氧化为Fe3+,根据电子守恒可知,转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为

×2=0.01 mol。则有

×(3-)×x=0.01 mol,

解得x=0.80,故选A。

7.某稀硫酸和稀的混合溶液中c(S

)+c(N)=3.0 mol·L-1,取

200 mL该混合酸,则能溶解铜的最大物质的量为( A ) A.0.36 mol B.0.24 mol C.0.30 mol D.0.20 mol

解析:铜不与硫酸反应,但硫酸能提供氢离子,与铜反应生成铜,根离子和硫酸提供的氢离子与Cu可以继续反应,反应离子方程式为3Cu+2N+8H+

3Cu2++2NO↑+4H2O,根离子的浓度与氢离

子的浓度之比为1∶4时,溶解的铜最多,设硫酸的物质的量为x mol,的物质的量为y mol,则x+y=3×0.2=0.6,

=4,x=0.36,y=0.24,

设参加反应的铜的最大物质的量是z,反应关系式: 3Cu ～ 2N 3 2 z 0.24 mol

所以=,z=0.36 mol;A正确。

二、非选择题

8.Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL 葡萄酒样品,用 0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 , 该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO2计)。 解析:I2作氧化剂,将S2

氧化成S

,2I2+S2

+3H2O

2S

+4I-+6H+。～2SO2则

计算样品中Na2S2O5的残留量以SO2计时,2I2～S2

n(SO2)=n(I2)=0.010 00 mol·L-1×0.01 L=0.000 1 mol,m(SO2)=0.006 4 g,则该样品中Na2S2O5的残留量为答案:S2

+2I2+3H2O

2S

=0.128 g·L-1。

+4I-+6H+ 0.128

9.在50 mL a mol/L的溶液中,加入6.4 g Cu,全部溶解,假设的还原产物只有NO2和NO,将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得c(N)=3 mol/L。

(1)稀释后溶液中c(H+)= mol/L。

(2)若a=9,则生成的气体中NO2的物质的量为 mol。 (3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下: NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O

2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O

将上述的(2)中的NO2和NO气体通入1 mol/L的NaOH溶液恰好被吸收,则NaOH溶液的体积为 mL。 解析:(1)6.4 g Cu的物质的量为所以溶液中n(Cu2+)=n(Cu)=0.1 mol, 溶液中c(N)=c(H+)+2c(Cu2+),

所以溶液中c(H+)=c(N)-2c(Cu2+)=3 mol/L-×2= 1 mol/L。

=0.1 mol,

(2)根据N元素守恒可知,n(NO2)+n(NO)=n溶液(HNO3)-n反应后溶液(N)=0.05 L×9 mol/L-0.1 L×3 mol/L=0.15 mol, 令NO2、NO的物质的量分别为x mol、y mol, 则

计算得出x=0.125,y=0.025。 (3)由NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O可

知,根据钠元素与氮元素守恒,0.15 mol的混合气体恰好与1 mol/L的NaOH溶液反应,则n(NaOH)=n(N)=0.15 mol,所以V(NaOH溶液)=

=0.15 L=150 mL。

答案:(1)1 (2)0.125 (3)150

10.黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3

溶液完全反应后,用浓度为0.020 00 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。 已知:SO2+2Fe3++2H2OCr2

+6Fe2++14H+

S

+2Fe2++4H+

2Cr3++6Fe3++7H2O

(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应) (保留1位小数)。

(2)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸质量为 t。 解析:(1)据方程式:4FeS2+11O2SO2+2Fe3++2H2OCr2

+6Fe2++14H+

S

+2Fe2++4H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O

2Fe2O3+8SO2

得关系式: Cr2

～ 6Fe2+ ～ 3SO2 ～ FeS2

1

0.020 00 mol·L-1×0.025 00 L m(FeS2)=0.090 00 g 样品中FeS2的质量分数为(2)4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2

×100%=90.0%。

4 mol 8 mol

mol n(SO2)

n(SO2)=1.5×105 mol

V(SO2)=1.5×105 mol×22.4 L·mol-1=3.36×106 L 由 SO2 ～ SO3 ～ H2SO4 1 mol 98 g

1.5×105 mol m(H2SO4)×98% 得m(H2SO4)=1.5×107 g=15 t。 答案:(1)90.0% (2)3.36×106 15