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备战高考化学物质的量综合题及答案

2020-2021备战高考化学物质的量综合题及答案

一、高中化学物质的量练习题（含详细答案解析）

1．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）。

半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。

完成下列填空：

（1）半水煤气含有少量硫化氢。

将半水煤气样品通入____溶液中（填写试剂名称），出现_______，可以证明有硫化氢存在。

（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：

CO+H2O

CO2+H2

若半水煤气中V（H2）:

V（CO）:

V（N2）=38：

28：

22，经CO变换后的气体中：

V（H2）:

V（N2）=____________。

（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。

已知：

Na2CO3

K2CO3

20℃碱液最高浓度（mol/L）

2.0

8.0

碱的价格（元/kg）

1.25

9.80

若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是__________；缺点是____________。

如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？

___________________________________________

写出这种方法涉及的化学反应方程式。

_______________________

（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。

取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。

①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中。

_________________

②该实验方案中，步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是：

_________________。

③该实验方案中，步骤________（选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数。

【答案】硝酸铅（或硫酸铜）黑色沉淀3:

1价廉吸收CO2能力差碱液循环使用2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O

除去半水煤气中的CO2（包括H2S）和H2OIV

【解析】

【分析】

【详解】

（1）硫化氢能与重金属生成沉淀，所以将半水煤气样品通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀可以证明有硫化氢存在。

（2）若半水煤气中V（H2）:

V（CO）:

V（N2）=38：

28：

22，经CO变换后H2O转化为氢气，则根据方程式可知所得的气体中：

V（H2）:

V（N2）=（38+28）：

22＝3:

1。

（3）根据表中数据可知若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是价廉，而缺点是吸收CO2能力差。

由于生成的碳酸氢钾受热易分解产生碳酸钾，所以使碱液循环使用可以降低成本，反应的化学方程式为2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O；

（4）①由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数。

所以流程为

。

②Ⅰ中KOH吸收CO2和H2S，Ⅱ中浓硫酸吸收水蒸气，干燥气体。

③氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，所以该实验方案中，步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。

【点睛】

“教真实的化学，学有用的知识”已成为大家的共识，现在的化学试题强调化学与生活的交融，突出理论联系生产、生活实际和科技前沿，强调学以致用。

试题将真实的问题转化为试题情境，真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性，这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息，弄清这些信息之间的逻辑关系，特别是确定性信息和未知信息之间的关系，为问题的解决奠定基础。

这显然属于“关键能力”。

对于一个流程的设计和评价，要分析它由几个部分组成，每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用，为什么要这样设计，这样设计的优缺点如何，可以如何改进等等，这些都是高考中考查综合能力的重点。

2．填写下列表格

序号

物质

分子数（用NA表示）

质量/g

物质的量/mol

摩尔质量/g·mol-1

体积/标况

（1）

氮气

___

14

___

___

___

（2）

H2SO4

3.01×1022

___

___

___

空

（3）

H2O

___

___

0.5

___

空

（4）

Cl2

___

___

___

___

2.24L

【答案】0.5NA0.52811.24.90.05980.5NA9180.1NA7.10.17.1

【解析】

【分析】

摩尔质量在以为g·mol-1单位时，数值上等于相对分子质量，以n=

、n=

、n=

这几个公式为基础，按试题中的要求，进行计算。

【详解】

（1）N2的摩尔质量在以为g·mol-1单位时，数值上等于相对分子质量，所以N2的摩尔质量是28g·mol-1，当N2的质量为14g时，n（N2）=

=0.5mol，N2的分子数N（N2）=0.5NA，标况下N2的体积为：

0.5mol

22.4L·mol-1=11.2L；

（2）H2SO4的分子数是3.01×1022，H2SO4的物质的量：

n（H2SO4）=

=0.05mol，H2SO4的摩尔质量是98g·mol-1，质量：

m（H2SO4）=0.05mol×98g·mol-1=4.9g；

（3）H2O的物质的量是0.5mol，水的摩尔质量：

M（H2O）=18g·mol-1，水分子的个数N（H2O）=0.5NA，水分子的质量是：

m（H2O）=0.5mol×18g·mol-1=9g；

（4）Cl2标况下的体积试剂2.24L，Cl2的物质的量：

n（Cl2）=

=0.1mol，Cl2的分子数是：

N（N2）=0.1NA，Cl2的摩尔质量是71g·mol-1，Cl2的质量：

m（Cl2）=0.1mol

71g·mol-1=7.1g；

【点睛】

考生熟练掌握n=

、n=

、n=

，这几个公式之间的换算；

3．根据所学的知识填空。

（1）已知铜在常温下能被稀HNO3溶解：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

①用双线桥法表示上述电子转移的方向和数目（在化学方程式上标出）______。

②请将上述反应改写成离子方程式：

_________________________________________；

③19.2g铜与稀硝酸完全反应，生成的气体在标准状况下的体积为_________________L；若4molHNO3参加反应，则该过程转移电子的数目为__________________________。

（2）标准状况下，44.8L由O2和CO2组成的混合气体的质量为82g，则O2的质量为_________g，该混合气体的平均摩尔质量为_______________________。

（3）3.4gNH3中所含氢原子数目与标准状况下__________LCH4所含氢原子数相同。

【答案】

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O4.483NA或1.806×10241641g/mol3.36

【解析】

【分析】

（1）Cu+4HNO3═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O中，Cu元素的化合价由0升高为+2价，N元素的化合价由+5价降低为+4价，该反应中转移2mol电子，根据物质所含元素的化合价的变化判断氧化剂、还原产物以及参加氧化还原反应的硝酸的物质的量；

（2）根据n=

计算CO和CO2组成的混合气体的物质的量，设CO和CO2的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量与质量，列方程计算x、y的值，进而计算CO和CO2的物质的量之比，根据M=

计算混合气体的平均摩尔质量；

（3）根据n=

计算出氨气的物质的量，再根据N=nNA计算出含有氨气分子数及含有的氢原子数目，结合甲烷的分子结构求出甲烷的物质的量，根据V=nVm求甲烷的体积。

【详解】

（1）①化合价升高元素Cu失电子，化合价降低元素N得到电子，化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=6，电子转移情况如下：

，故答案为：

；

②在3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O反应中，HNO3和Cu（NO3）2溶于水且电离，应写成离子的形成，改写后的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：

3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；

③铜的物质的量为0.3mol，该反应中Cu元素由0价升高到+2价，则0.3molCu失去的电子为0.3mol×（2-0）=0.6mol，设NO的物质的量为n，由电子守恒可知，0.3mol×2=n×（5-2），解得n=0.2mol，则NO的体积为4.48L；由方程式3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O可知8mol硝酸参加反应，转移6mol电子，因此有4mol硝酸参加反应，转移电子3mol，个数为3NA或1.806×1024，故答案为：

4.48；3NA或1.806×1024。

（2）标况下44.8L由O2和CO2组成的混合气体的物质的量为

=2mol，设O2和CO2的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=2mol；32x+44y=82g；

解得：

x=0.5、y=1.5，则混合物中O2的的量为0.5mol×32g/mol=16g，混合气体的平均摩尔质量为：

=41g/mol，故答案为：

16；41g/mol；

（3）氨气的相对分子质量是17，其摩尔质量是17g/mol，则3.4g氨气的物质的量为：

n（NH3）=

=0.2mol，含有氢原子的数目为：

N（H）=3N（NH3）=0.6NA，与氨气含有H原子数目相等的CH4的物质的量

=0.15NA，故CH4的体积=0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故答案为：

3.36。

【点睛】

本题考查有关物质的量的计算，注意掌握物质的量与阿伏伽德罗常数、摩尔质量、物质的量等物理量之间的转化关系，灵活运用公式是解答的关键。

4．某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物，试回答下列问题：

供选试剂：

Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸

（1）操作②的名称是______________，试剂a的溶质是_______________（填化学式）

（2）加入试剂b所发生反应的化学方程式为___________________________________。

（3）该方案能不能达到实验目的：

_____________，若不能，应如何改进？

（若能，此问不用回答）________________________________________。

（4）用分离出的固体B配制100mL0.5mol/L的溶液B，现有如下可供选择的仪器：

A．胶头滴管B．烧瓶C．烧杯D．药匙E.量筒F.托盘天平。

①用托盘天平称得固体B的质量是_________g。

②配制溶液B时，上述仪器中一定不需要使用的有_____________（填字母），还缺少的仪器有__________________________________（写仪器名称）。

【答案】过滤K2CO3BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O不能应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶10.4B100mL容量瓶、玻璃棒

【解析】

【分析】

【详解】

分离KCl和BaCl2两种固体混合物，可先溶于水，然后加入过量K2CO3使BaCl2转化为沉淀，过滤后沉淀加入盐酸可生成BaCl2溶液，经蒸发、结晶、干燥后可得固体BaCl2，操作②所得滤液为KCl和K2CO3的混合物，蒸发结晶得到固体C为KCl和K2CO3，应加入过量盐酸可得KCl，沉淀A为BaCO3，洗涤后，加盐酸，蒸发得到固体B为BaCl2，

（1）将固体配成溶液，应加水溶解，操作②为固体和液体的分离，为过滤操作；根据以上分析可知，溶液中加入过量的K2CO3溶液使BaCl2转化为沉淀，试剂a的溶质是K2CO3；综上所述，本题答案是：

过滤；K2CO3。

（2）沉淀A为BaCO3，加足量的盐酸，反应生成氯化钡和二氧化碳气体，反应的化学方程式为：

BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O；综上所述，本题答案是：

BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O。

（3）该方案不能达到实验目的，因为操作②进行完成后，所得滤液为KCl和K2CO3的混合物，应该加入过量的盐酸，把K2CO3变为氯化钾，然后再进行蒸发结晶，得到氯化钾固体；综上所述，本题答案是：

不能；应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶。

（4）①固体B为氯化钡，其质量是0.1L×0.5mol/L×208g/mol=10.4g；综上所述，本题答案是：

10.4。

②固体配制氯化钡溶液时，称量后溶解、定容等，不需要烧瓶，还缺少的仪器有100mL容量瓶、玻璃棒；综上所述，本题答案是：

B，100mL容量瓶、玻璃棒。

5．请按要求填空：

（1）用已准确称量的1.06gNa2CO3固体配制0.100mol/LNa2CO3溶液100 mL，所需要的仪器为____。

（2）除去Na2CO3固体中混有的少量KNO3，所进行的实验操作依次为________、蒸发、结晶、________。

（3）除去KCl溶液中的SO42-，依次加入的溶液为（填物质的化学式）_______。

【答案】烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管溶解趁热过滤、洗涤、灼烧BaCl2、K2CO3、HCl

【解析】

【分析】

（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液所需操作步骤和每一步操作所需仪器分析；

（2）Na2CO3和KNO3在水溶液中的溶解度不同，可用结晶方法分离；

（3）除去KCl溶液中的SO42-，应使SO42-离子转化为沉淀，注意不能引入新的杂质。

【详解】

（1）配制一定物质的量的浓度的溶液需要称量、溶解、洗涤、移液、定容等操作，溶解需要烧杯、玻璃棒，定容需要胶头滴管、需要100mL容量瓶进行配制，故所需要的仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管；

（2）Na2CO3和KNO3在水溶液中的溶解度不同，可用结晶方法分离，具体做法是先将固体溶解，然后蒸发、结晶，趁热过滤、洗涤晶体，最后灼烧晶体可得到碳酸钠；

（3）除去KCl溶液中的SO42-，应先加入过量BaCl2的使SO42-生成沉淀，然后再加入K2CO3使过量的BaCl2生成沉淀，过滤后加入HCl除去过量的K2CO3。

故依次加入的溶液为BaCl2、K2CO3、HCl。

【点睛】

本题考查了物质的量溶液的配制、物质的分离、提纯的基本方法选择与应用，注意根据混合物组分性质的差异性选择分离的方法，本题易错点为（3），注意加入试剂的顺序和除杂原理。

6．在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”，能延长鲜花的寿命。

下表是500mL“鲜花保鲜剂”中含有的成分，阅读后回答下列问题：

成分

质量（g）

摩尔质量（g·mol-1）

蔗糖

25.00

342

硫酸钾

0.87

174

阿司匹林

0.17

180

高锰酸钾

0.316

158

硝酸银

0.075

170

（1）下列“鲜花保鲜剂”的成分中，属于非电解质的是__________________。

A．蔗糖      B．硫酸钾      C．高锰酸钾     D．硝酸银

（2）配制上述1L上述“鲜花保鲜剂”所需的仪器有：

量筒、玻璃棒、药匙、烧杯、托盘天平、__________________、__________________（在横线上填写所缺仪器的名称），需要高锰酸钾___________mol。

（3）在溶液配制过程中，下列操作对配制结果没有影响的是___________________。

A．定容时俯视容量瓶刻度线

B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水

C．容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净

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

（4）“鲜花保鲜剂”中K+（阿司匹林中不含K+）的物质的量浓度为________mol·L-1。

【答案】A胶头滴管1000mL容量瓶0.004BD0.024

【解析】

【分析】

（1）电解质指在溶液中或熔融状态下能导电的化合物，在溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物属于非电解质，常见非电解质包括：

非金属氧化物、大多数有机物（如乙醇、葡萄糖等）、氨气等；

（2）根据实验操作的步骤（计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签）以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器分析；根据500mL“鲜花保鲜剂”中需要高锰酸钾质量分析需要高锰酸钾物质的量；

（3）根据c=

分析操作对溶质的物质的量或对溶液的体积的影响判断，溶质减少，浓度偏小，体积偏大，浓度偏小；

（4）求出K+的物质的量、根据溶液的体积，利用物质的量浓度的公式来计算。

【详解】

（1）A.蔗糖含有蔗糖分子，在水溶液中，不能电离，只存在分子，不能导电，是非电解质，故A正确；

B.硫酸钾，能电离出硫酸根离子和钾离子，能导电，是化合物，是电解质，故B错误；

C.高锰酸钾是盐，能在水溶液中和熔融状态下电离出自由移动的离子而导电，是电解质，故C错误；

D.硝酸银，溶于水溶液中或在熔融状态下就能够导电，是电解质，故D错误；

故答案为：

A；

（2）配制顺序是：

计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶→贴签,一般用天平称量（用到药匙）称量，在烧杯中溶解,冷却后转移到1000mL容量瓶中，并用玻璃棒引流,转移完毕，用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2∼3次并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，当加水至液面距离刻度线1∼2cm时，改用胶头滴管滴加，使溶液的凹液面的最低点与刻线相平，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。

所以需要的仪器为：

托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶、胶头滴管，500mL“鲜花保鲜剂”中需要高锰酸钾0.316g，物质的量为

=0.002mol，配制1L溶液需0.004mol，故答案为：

胶头滴管、1000mL容量瓶；0.004；

（3）A.定容时俯视容量瓶刻度线，溶液未达到刻度线，体积偏小，浓度偏大，故A错误；

B.容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水，不影响溶液的体积，所以浓度不变，故B正确；

C.容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净，容量瓶中沾有溶质，溶质的质量偏大，浓度偏大，故C错误；

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，过会儿，滞留在刻度线以上的溶液将会下落，正好与刻度线相平，不影响溶液的体积，浓度不变，故D正确；

故选：

BD；

（4）K2SO4的物质的量为：

=0.005mol，则K+的物质的量为0.01mol，KMnO4的物质的量为

=0.002mol，则K+的物质的量为0.002mol，所以溶液中的K+总共为0.012mol，其物质的量浓度为0.012mol×0.5L=0.024mol/L，故答案为：

0.024。

7．

（1）物质的量相等的CO和CO2中，同温同压下所占的体积比为____，原子个数之比为______；

（2）1.8g水与_______mol硫酸所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是________，其中氢原子数之比是___________。

（3）3.2g某气体中含有的分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为________。

（4）可用于分离或提纯物质的方法有：

A过滤B萃取C渗析D蒸馏E灼热氧化F分液．

如欲分离或提纯下列各组混合物，请选择上述方法中最合适者，并将相应字母填入题后空格内：

①除去淀粉溶液中的少量碘化钠________；②提取溴水中的溴单质______；

③除去水中的Na＋、

、Cl－等杂质________；④除去CuO中的Cu______；

【答案】1:

12:

30.11:

41:

164g/molCB/BFDE

【解析】

【分析】

（1）同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，原子的物质的量等于分子的物质的量乘以分子中原子的个数；

（2）1.8g水所含分子的数目用公式N=n×NA=

；

（3）利用n=

=

，从而计算出M；

（4）选择分离物质的方法时，要考虑物质的性质，除去淀粉溶液中的少量碘化钠，选择渗析，淀粉溶液属于胶体，碘化钾溶在溶液里，区分溶液和胶体的方法是渗析；溴水中的溴用有机溶剂萃取后分液；除去自来水中可溶性的离子，可用蒸馏，CuO中的Cu可用加热氧化的方式把铜氧化成氧化铜。

【详解】

（1）根据阿伏伽德罗定律，在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。

物质的量相等的CO和CO2，分子的数目也相同，故体积也相同，故体积比为1:

1。

一个CO分子中含有两个原子，CO2分子中含有三个原子，分子的数目相同，故原子数目比为2:

3，

故答案为：

1:

1；2:

3；

（2）1.8g水中水分子的数目=

=

×NA=0.1NA个，0.1NA个硫酸分子的物质的量为0.1mol，由于分子数相同，一个水分子含有一个氧原子，一个硫酸分子含有四个氧原子，故氧原子的数目比为1:

4，一个水分子有两个氢原子，一个硫酸分子也有两个氢原子，其中氢原子数之比是1:

1，

故答案为：

0.1；1:

4；1:

1；

（3）3.2g某气体中含有的分子数约为3.01×1022利用n=

=

，从而计算出M=

=

=

=64g/mol，

故答案为：

64g/mol；

（4）A．过滤是使液固或气固混合物中的流体强制通过多孔性过滤介质，将其中的悬浮固体颗粒加以截留，从而实现混合物的分离操作。

B．萃取是利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中而提取出来的过程，萃取之后要分液。

C．渗析是一种以浓度差为推动力的膜分离操作，利用膜对溶质的选择透过性，实现不同性质溶质的分离，可用于分离溶液和胶体。

D．蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。

①除去淀粉溶液中的少量碘化钠可选择渗析，

②提取溴水中的溴单质，可以选用萃取和分液操作；

③除去水中的Na＋、

、Cl－等杂质，选择蒸馏；

④除去CuO中的Cu，可选择灼热氧化；

故答案为：

C；B/BF；D；E。

8．钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。

（1）叠氮化钠（NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。

若产生6.72L（标准状况下）氮气，至少需要叠氮化钠_____g。

（2）为实现金属钠在隔绝空气条件下与水反应并收集生成的气体，某研究性学习小组设计了如图发生装置．

①写出Na与水反应的离子方程式_____。

②Y液体可以选用_____

A．煤油B．酒精C．四氯化碳

③实验前检验该装置气密性的方法是：

关闭止水夹，通过_________（填装置名称）向试管中加水至产生液面差，一段时间后，_____（填现象），则气密性良好。

（3）1mol过氧化钠与1.6mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质及对应的物质的量（可不填满）。

物质

物质的量/mol

__________

__