化学化学 物质的量的专项 培优 易错 难题练习题及答案.docx

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化学化学物质的量的专项培优易错难题练习题及答案

2020-2021【化学】化学物质的量的专项培优易错难题练习题及答案

一、高中化学物质的量

1．以下涉及的物质中A、B、C都是化合物；请注意各小题之间可能有的联系。

（1）一定条件下，9.80gNH4Br跟3.60g的某钙盐A恰好反应，生成了4.48L（标准状况）气态产物B和固体产物C。

标准状况下，B气体的密度为0.76g/L，氮的质量分数为82.35%，其余是氢。

试求B的分子式_____________。

（2）25℃、101.3KPa时，气体摩尔体积为24.5L/mol.该状况下，1体积水（密度为1g/cm3）吸收560体积B气体得到密度为0.91g/cm3的溶液，则该溶液中溶质的质量分数为_____%（溶液中的溶质以B计量；保留2位小数）；溶液的物质的量浓度为__________mol/L（保留2位小数）。

（3）在催化剂作用下，B可和NO、NO2混合气体反应生成液态水和一种单质气体D（可不考虑气体反应物与生成的液态水之间的作用）。

在常温常压下，将密度一定的NO、NO2混合气体和B在不同体积比时进行了四次实验，所得数据如下：

实验次数

B与混合气体的体积比

反应后气体密度（已换算为标准状况；g/L）

第一次

1.0

1.35

第二次

1.2

1.25

第三次

2.0

1.04

第四次

2.2

则原NO、NO2混合气体中NO的体积分数为________%；第四次实验所得气体的平均摩尔质量为_______（保留2位小数）。

（4）将9.80gNH4Br跟过量的氧化鈣共热，充分反应后生成水、1.70gB气体和固体产物C，则C的化学式为__________；试根据有关数据，求钙盐A的化学式_______。

【答案】NH327.9814.982022.76CaBr2Ca（NH2）2或CaN2H4

【解析】

【分析】

（1）根据M=

Vm计算B的相对分子质量，根据氮的质量分数为82.35%计算氢元素的质量分数，继而确定B的分子式；

（2）根据溶液质量分数=

100%，溶液物质的量浓度c=

公式进行计算，结和已知信息寻找相应的量进行求解；

（3）根据体积比不同混合气体和密度，计算混合气体的平均摩尔质量；

（4）根据质量守恒和原子守恒确定相应物质的分子式。

【详解】

（1）标况下B气体的密度为0.76g/L，则B的相对分子质量= 0.76 

 22.4= 17，其中氮的质量分数为82.35%，则B分子中N原子数目=

=1，其余是氢，则H原子数目=

，则B为NH3，故答案为：

 NH3；

（2）假设氨气体积为560L，则水为1L，25C、101.3KPa时，气体摩尔体积为24.5L/mol，氨气的物质的量=

 = 22.86mo，氨气的质量= 22.86mol

17g/ mol = 388.62g，1L水的质量为1000g，则所得溶液质量分数=

100%= 27.99%；所得溶液密度为0.91g/cm3，故溶液物质的量浓度=

= 14.98mol/L，故答案：

27.98；14.98；

（3）在催化剂作用下，NH3可和NO、NO2混合气体反应生成液态水和一种单质气体D，根据原子守恒电子守恒可知，D为N2。

第一次反应气体的相对分子质量= 1.35

 22.4= 30.24；第二次反应气体的相对分子质量= 1.25

 22.4= 28；第三次反应气体的相对分子质量=1.04 

 22.4= 23.2，由反应后气体相对分子质量可知，第二次实验恰好完全反应气体为N2，说明第一次剩余氨气不足，第三次剩余氨气有剩余，令第二次实验中NO、NO2的总物质的量为1mol，则NH3为1.2mol，设NO为axmol，则NO2为（1-x）mol，根据电子转移守恒：

2x +4（1-x）=1.2

[0-（-3）]，解得x=0.2，故NO的体积分数=

 100%= 20%；

令第四次实验中NO、NO2的总物质的量为1mol，则NH3为2.2mol， NO为0.2mol，则NO2为（1- 0.2） mol= 0.8mol，令参加反应的氨气为ymol，根据电子转移守恒：

2

0.2 +4

0.8=y

 [0- （-3）]，解得y= 1.2，剩余氨气为2.2mol - 1.2mol = 1mol，根据N原子守恒可知生成N2的物质的量=

= 1.1mol，故反应后气体的平均摩尔质量=

=22.76g/mol，故答案为：

20；22.76；

（4）将9.80g NH4 Br跟过量的氧化钙共热，充分反应后生成水、1.70gNH3 气体和固体产物C，由元素守恒，则C的化学式为CaBr2。

由

（1）9.80g NH4Br跟3.60g的某钙盐A恰好反应，生成了4.48L（标准状况）NH3和CaBr2，NH4Br的物质的量=

= 0.1mol，由Br元素守恒可知CaBr2为0.05mol，由Ca元素守恒可知，3.6gA中含有Ca原子为0.05mol，氨气的物质的量=

= 0.2mol，由N元素守恒可知3.6gA 中含有N原子为0.2mol - 0.1mol= 0.1mol，由H元素守恒，3.6gA 中含有H原子为0.2mol

 3- 0.1mol

4 = 0.2mo，故3.6gA中Ca、N、H原子物质的量之比= 0.05:

0.1 :

0.2= 1 :

2:

4，故A的化学式为CaN2H4 ，故答案为：

CaBr2；Ca（NH2）2或CaN2H4。

【点睛】根据M=

Vm计算不同气体或混合气体的摩尔质量。

2．将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。

（1）写出Al与NaOH溶液反应的化学方程式___________________；

（2）镁和铝的总质量为________g；

（3）b点溶液中的溶质为__________，硫酸的物质的量浓度为___________mol/L；

（4）生成的氢气在标准状况下的体积为__________L；

（5）c点溶液中通入足量的CO2的反应化学方程式为___________。

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑9Na2SO42.510.08NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3

【解析】

【分析】

由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，溶液的溶质为H2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，此时发生的反应为：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此过程中Mg2+、Al3+与OH-反应生成Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液溶质为Na2SO4；从200mL到240mL，NaOH溶解固体Al（OH）3，发生反应：

OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，据此分析解答。

【详解】

（1）Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（2）根据图象可知Mg（OH）2和Al（OH）3的物质的量之和为0.35mol，从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3，当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）2，物质的量为0.15mol，Al（OH）3的物质的量为0.35mol-0.15mol=0.2mol，由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）3]=0.20mol，n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.15mol，所以镁和铝的总质量为m（Al）+m（Mg）=0.20mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g；

（3）沉淀量最大时为Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于200mLNaOH溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍，所以n（Na2SO4）=0.5×5mol/L×0.2L=0.5mol，所以H2SO4的物质的量浓度c（H2SO4）=

=2.5mol/L；

（4）根据以上分析，n（Al）=0.2mol，n（Mg）=0.15mol，由于Al是+3价金属，Mg是+2价的金属，所以金属失去电子的物质的量n（e-）=3n（Al）+2n（Mg）=0.2mol×3+0.15mol×2=0.9mol，根据反应过程中得失电子守恒，可知反应产生氢气的物质的量n（H2）=

n（e-）=0.45mol，则在标准状况下的体积V（H2）=0.45mol×22.4L/mol=10.08L；

（5）在b点时溶液中溶质为Na2SO4，沉淀量为Mg（OH）2和Al（OH）3，在b→c过程中发生反应：

NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，至c点，该反应恰好反应完全，故c点溶液的溶质为Na2SO4、NaAlO2，由于酸性：

H2CO3＞Al（OH）3，所以c点溶液中通入足量的CO2，NaAlO2、CO2、H2O反应产生Al（OH）3和NaHCO3，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3。

【点睛】

本题考查物质的量在镁、铝的重要化合物的计算的应用，把握图象各阶段的物质的量的关系及各阶段的化学反应为解答的关键，注意反应的先后顺序及利用守恒关系计算，侧重考查学生的分析与计算能力。

3．硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，号称“工业之母”。

在中学化学教材中有多处涉及其应用。

（1）利用浓硫酸配制稀硫酸

已知某浓硫酸的密度为1.84g/ml，质量分数为98％，则该浓硫酸的物质的量浓度为_______；

现用该浓硫酸配制480ml浓度为1.84mol/L的稀硫酸，在配制过程中除量取浓硫酸的仪器、烧杯、胶头滴管外，还需用到的玻璃仪器有______________________；

（2）硫酸与无机物的反应

实验室在用稀硫酸与锌反应制取氢气时，常向其中滴加少量硫酸铜溶液以加快反应速率，请写出发生的离子反应方程式______________________________；不活泼金属铜在与浓硫酸反应中，体现了浓硫酸的___________________性质；非金属碳在加热条件下也能与浓硫酸反应，若要你设计实验检验反应生成的气体产物，则检验出气体产物的正确顺序为______________________；

（3）硫酸在有机中的应用

利用硫酸的性质可以制取多种有机物，比如烈性炸药TNT、硝基化合物、酯类物质、不饱和烃等。

请写出制取TNT的化学方程式________________________________________；请写出用乙醇制取乙烯的化学方程式________________________________________；稀硫酸还可以使蔗糖、淀粉等多种有机物发生水解，请写出蔗糖水解的产物名称_________。

【答案】18.4mol/L500ml容量瓶Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋、Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋强氧化性和强酸性H2O、SO2、CO2

+3HNO3

+3H2OC2H5OH

CH2=CH2↑+H2O葡萄糖、果糖

【解析】

【分析】

（1）根据c=1000ρwM计算出该浓硫酸的浓度；配制该溶液的步骤是：

称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容、摇匀，根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤选用仪器；

（2）硫酸铜溶液加快氢气生成的速率，原因是形成原电池反应；

【详解】

（1）该浓硫酸的物质的量浓度为：

c=1000×1.84×98%÷98mol/L=18.4mol/L；实验室没有480mL的容量瓶，配制时需要选用500mL容量瓶，实际上配制的是500mL1mol/L的硫酸溶液，配制该溶液的步骤是：

称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容、摇匀，配制过程中需要使用的仪器为：

药匙、托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，所以还缺少的仪器为：

500mL容量瓶，

故答案为：

18.4mol/L；500mL容量瓶；

（2）锌为活泼金属，加入硫酸铜，发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快，离子方程式是Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋、Zn＋2H＋=H2↑；铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，二氧化硫和水，硫元素的化合价降低表现硫酸的氧化性，生成盐和水体现硫酸的酸性，故硫酸表现的性质是酸性和氧化性；碳和浓硫酸加热生成二氧化硫，二氧化碳和水，检验气体的顺序是水，二氧化硫，二氧化碳，

故答案为：

Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋、Zn＋2H＋=H2↑；强氧化性和强酸性；H2O、SO2、CO2；

（3）制取TNT需要甲苯，浓硫酸和浓硝酸的混合酸加热，反应的化学方程式是

+3HNO3

+3H2O；向乙醇中加入浓硫酸，加热到170度，可以制取乙烯，方程式是C2H5OH

CH2=CH2↑+H2O；蔗糖水解产生葡萄糖和果糖，

故答案为：

+3HNO3

+3H2O；C2H5OH

CH2=CH2↑+H2O；葡萄糖、果糖。

4．在标准状况下，由一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体为6.72L，质量为12g，此混合物中一氧化碳和二氧化碳物质的量之比是__________，一氧化碳的体积分数是__________，一氧化碳的质量分数是__________，碳原子和氧原子个数比是__________，混合气体的平均相对分子质量是__________，密度是__________g·L－1。

【答案】1∶325%17.5%4∶7401.79

【解析】

【分析】

根据公式：

=

进行分析解答。

【详解】

混合气体的物质的量＝

＝0.3mol，

设一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y，则：

解得：

x＝0.075mol，y＝0.225mol，

此混合物中一氧化碳和二氧化碳物质的量之比＝0.075mol∶0.225mol＝1∶3；

一氧化碳的体积分数是＝

×100%＝25%；

一氧化碳的质量＝0.075mol×28g·mol-1＝2.1g，

一氧化碳的质量分数＝

×100%＝17.5%；

碳原子和氧原子个数比＝（0.075mol＋0.225mol）∶（0.075mol＋0.225mol×2）＝4∶7；

混合气体的平均摩尔质量＝

＝40g·mol-1，平均相对分子质量是40；

混合气体的密度＝

≈1.79g·L-1。

答案：

1∶3；25%；17.5%；4∶7；40；1.79。

5．O2和O3是氧元素的两种单质，根据其分子式完成下列各题：

（1）等质量的O2和O3所含原子个数比为__，分子的物质的量之比为__。

（2）等温、等压下，等体积的O2和O3所含分子个数比为__，质量比为___。

（3）设NA为阿伏加德罗常数的数值，如果ag氧气中含有的分子数为b，则cg氧气在标准状况下的体积约是___（用含NA的式子表示）。

（4）常温下，将20g质量分数为14%的KNO3溶液跟30g质量分数为24%的KNO3溶液混合，得到密度为1.15g·cm-3的混合溶液。

该混合溶液的物质的量浓度为___mol·L-1。

【答案】1：

13：

21：

12：

3

L2.28

【解析】

【详解】

（1）等质量的O2和O3的物质的量之比为

∶

＝3∶2，则所含分子个数之比为3∶2，原子个数之比为1∶1，故答案为：

1:

1；3:

2；

（2）据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，等体积的气体含有相同数目的分子，即O2和O3所含分子数之比为1∶1，则原子个数比为2∶3，质量比为2∶3，故答案为：

1：

1；2：

3；

（3）氧气的摩尔质量为M＝

＝

＝

g·mol－1，则cgO2在标准状况下体积为V＝

·Vm＝

×22.4L·mol－1＝

L，故答案为：

L；

（4）混合后溶液中的KNO3的物质的量为n（KNO3）＝

≈0.099mol，混合后溶液的总体积为V[KNO3（aq）]＝

≈43.5cm3＝4.35×10－2L，混合后溶液中KNO3的物质的量浓度为c（KNO3）＝

≈2.28mol·L－1，故答案为：

2.28。

6．氯及其化合物在生产、生活中都有重要的应用：

（Ⅰ）现实验室要配置一定物质的量浓度的稀盐酸。

（1）如图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。

则该盐酸的物质的量浓度是___mol·L-1。

（2）某同学用该浓盐酸配制100mL1mol·L-1的稀盐酸。

请回答下列问题：

①通过计算可知，需要用量筒量取浓盐酸____mL。

②使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有_______。

③若配制过程遇下列情况，溶液的物质的量浓度将会：

（填“偏高”“偏低”“无影响”）

A．量取的浓盐酸置于烧杯中较长时间后配制______。

B．转移溶液前，洗净的容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理___。

C．定容时俯视容量瓶的刻度线_____。

（Ⅱ）实验室使用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气，并用氯气和氢氧化钙反应制取少量漂白粉（该反应放热）。

已知：

MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O；氯气和氢氧化钙在温度较高时会生成副产物氯酸钙。

甲、乙、丙三位同学分别设计了三个实验装置如下图所示：

（1）哪位同学的装置能够有效地防止副反应的发生？

_____。

（2）上述装置中，甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G两部分组成。

从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分（按气流从左至右的流向）组装一套较完善的实验装置（填所选部分的字母）_____。

（3）利用

（2）中实验装置进行实验，实验中若用12mol·L-1的浓盐酸200mL与足量二氧化锰反应，最终生成的次氯酸钙的物质的量总小于0.3mol，其可能的主要原因是_____（假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生）。

（Ⅲ）已知HClO的杀菌能力比ClO-强。

25℃时将氯气溶于水形成氯气一氯水体系，该体系中Cl2、HClO和ClO-的物质的量分数（a）随pH变化的关系如图所示。

由图分析，欲使氯水的杀菌效果最好，应控制的pH范围是__，当pH=7.5时，氯水中含氯元素的微粒有___。

【答案】11.68.6胶头滴管、100mL容量瓶偏低无影响偏低甲FBE浓盐酸逐渐变稀，稀盐酸与二氧化锰不反应，且浓盐酸有挥发性，所以盐酸不能全部反应生成氯气，故生成的Ca（ClO）2少于0.3mol2～6HClO、ClO-、Cl-

【解析】

【分析】

（Ⅰ）

（1）根据

计算浓度；

（2）配制一定物质的量浓度的溶液，步骤为计算、量取、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶；

（Ⅱ）

（1）要防止副反应的发生就要控制反应的温度。

【详解】

（Ⅰ）

（1）根据

计算盐酸的浓度，有

；

（2）①根据溶质的物质的量不变，需要量取的盐酸的体积

；

②量取盐酸的时候需要量筒；稀释浓盐酸，需要玻璃棒、烧杯；转移时，需要100mL容量瓶，玻璃棒、烧杯；定容时，需要胶头滴管；则还需要的仪器有100mL容量瓶，胶头滴管；

③A、浓盐酸易挥发，置于烧杯后，较长时间配制，盐酸挥发，溶质减少，溶液的浓度偏低；

B、容量瓶中存在蒸馏水，由于定容前，需要往容量瓶中加入蒸馏水，因此之前存在的蒸馏水，对浓度无影响；

C、俯视刻度线，定容时，水会少加，体积偏小，浓度偏大；

（Ⅱ）

（1）氯气和氢氧化钙在温度较高时会生成副产物氯酸钙，所以必须要控制反应温度，甲装置有冰水浴，可以较好地控制副反应的发生；

（2）F装置可以通过分液漏斗来控制反应的速率，B装置有冰水浴可以较少副反应的发生，E装置可以做到尾气吸收，答案为FBE；

（3）MnO2只与浓盐酸反应生成氯气，虽然反应的进行，浓盐酸浓度降低，不与MnO2反应，所以生成氯气的值小于理论值，答案为浓盐酸逐渐变稀，稀盐酸与二氧化锰不反应，且浓盐酸有挥发性，所以盐酸不能全部反应生成氯气，故生成的Ca（ClO）2少于0.3mol；

（Ⅲ）HClO的杀菌能力比ClO-强，所以HClO的浓度越大，杀菌效果最好，根据图像pH最好为2～6之间；当pH=7.5时，根据图像，氯水中没有Cl2，韩律的微粒有HClO、ClO－以及与水反应生成的Cl－。

【点睛】

（Ⅲ）第二小问是易错点，很容易忽略Cl-；不要忘记，Cl2＋H2O

HCl＋HClO，有Cl－生成。

7．根据所学知识，回答下列问题：

（1）高铁酸钠（Na2FeO4）可作为高效、多功能水处理剂，其摩尔质量是__________。

高铁酸钠可与水反应生成Fe（OH）3胶体、氢氧化钠和氧气，写出相应的离子方程式：

_____________。

（2）戴维通过电解法首先制得了金属钠，随后几十年内，工业上采用铁粉和氢氧化钠高温熔融的方法制得钠蒸气，同时获得Fe3O4和氢气。

写出该反应的化学方程式_____________，该反应中属于电解质但不属于氧化物的物质是________________（填化学式），若制得22.4L（折算为标准状况下）钠蒸气，转移电子的数目为________________。

（3）漂白粉常用于饮水、污水、排泄物及被污染的环境消毒，其主要成分是氯化钙和次氯酸钙[Ca（ClO）2]，有效成分为次氯酸钙。

为测得某漂白粉的有效成分含量，称取Ag漂白粉样品溶解，往所得溶液中通入CO2至不再产生沉淀为止，反应的化学方程式为Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO，若反应生成次氯酸（HClO）的物质的量为Kmol，则该漂白粉中有效成分的质量分数为___________%（用含A、K的式子表示）。

【答案】166g/mol4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+8OH-+3O2↑3Fe+4NaOH=4Na↑+Fe3O4+2H2↑NaOH2NA或1.204×1024

【解析】

【分析】

（1）摩尔质量以g/mol为单位，数值上等于其相对分子质量；根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平书写离子方程式；

（2）由题意可知，Fe与NaOH在高温条件下生成Na蒸气、Fe3O4和H2，配平书写化学方程式；反应中属于电解质但不属于氧化物的物质是NaOH；反应中Na、H元素化合价降低，根据方程式计算生成氢气的量，根据Na元素、H元素化合价变化计算转移电子数目；

（3）根据HClO的量计算Ca（ClO）2的质量，再根据质量分数的定义式计算。

【详解】

（1）Na2FeO4的相对分子质量为166，故其摩尔质量为166g/mol。

高铁酸钠可与水反应生成Fe（OH）3胶体、氢氧化钠和氧气，相应的离子方程式：

4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+8OH-+3O2↑；

（2）由题意可知，Fe与NaOH在高温条件下生成Na蒸气、Fe3O4和H2，反应方程式为：

3Fe+4NaOH

4Na↑+Fe3O4+2H2↑，反应中属于电解质但不属于氧化物的物质是NaOH，Na的物质的量n（Na）=224L÷22.4L/mol=1mol，由方程式可知生成氢气为1mol×

=0.5mol，故转移电子的物质的量n（e-）=1mol×1+0.5mol×2=2mol，则转移电子数目N（e-）=2mol×NA/mol=2mol×（6.02×1023mol-1）=1.204×10