备战高考化学专题训练物质的量的综合题分类及答案解析.docx
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备战高考化学专题训练物质的量的综合题分类及答案解析
备战高考化学专题训练---物质的量的综合题分类及答案解析
一、高中化学物质的量练习题（含详细答案解析）
1．某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2。
实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95g.
②连接好实验装置，检查装置的气密性．
③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止．
④测量排入量筒中水的体积为285.0mL，换算成标准状况下氧气的体积为279.7mL.
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55g.
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）如何检查装置的气密性？
______________________________________________。
（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：
①调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同
②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温
③读取量筒内液体的体积
这三步操作的正确顺序是________（请填写步骤代码。
进行③的实验操作时，若仰视读数，则读取氧气的体积________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（3）实验过程中产生氧气的物质的量是________mol；实验测得氧气的摩尔体积是________（保留小数点后两位）。
【答案】往广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后，过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气②①③偏小0.012522.38L/mol
【解析】
【分析】
【详解】
（1）往广口瓶中装满水，使装置左侧形成密闭体系，通过捂热试管看广口瓶中长导管内液面高度的变化来判断装置的气密性；综上所述，本题答案是：
往广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后，过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气。
（2）在测量收集到O2的体积时，先将装置中的气体冷却至室温，否则气体受热膨胀时，会使排出水的体积偏大；然后调整量筒高度，使量筒内液面和广口瓶中液面相平，以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等，从而使排出水的体积与产生的O2的体积相等，最后再读取量筒内水的体积；正确顺序为②①③；读数时若仰视量筒内的液面，会使读取O2的体积偏小；综上所述，本题答案是：
②①③；偏小。
（3）根据质量守恒定律，产生O2的质量为15.95g－15.55g＝0.4g；n（O2）＝0.4/32=0.0125mol，O2的摩尔体积为0.2797/0.0125=22.38L/mol；综上所述，本题答案是：
0.0125，22.38L/mol。
【点睛】
用排水法测量收集到气体体积时，要注意：
先将装置中的气体冷却至室温，否则气体受热膨胀时，易引起误差；第二，要调整量筒高度，使量筒内液面和广口瓶中液面相平，以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等，这样才能减小实验误差；最后再读取量筒内水的体积，要平视进行读数，减小实验误差；只要做到以上三点，就能提高测定数据的准确度。
2．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。
3．设NA代表阿伏加德罗常数的数值，判定下列说法是否正确，打√或×？
①22.4L（标准状况）氩气含有的质子数为18NA__________
②标准状况下，11.2LCH4和C2H4混合物中含氢原子数目为2NA__________
③标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA__________
④1mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA__________
⑤标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数目为0.5NA__________
⑥1.6g由O2和O3组成的混合物中含有的O原子数目为0.1NA__________
⑦常温常压下，8gO2含有的电子数为4NA__________
⑧常温常压下，22.4LNO2和CO2的混合气体中O原子数目为2NA__________
⑨标准状况下，22.4LCCl4中含有的CCl4分子数为NA__________
⑩常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NA__________
⑪标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA__________
⑫常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA__________
【答案】√√×√√√√××√××
【解析】
【分析】
运用n=m/M、V=n×Vm、n=V/Vm等公式的应用转换，先求出物质的量，然后求出分子的总个数，在根据这个分子中含有多少个相关微粒。
【详解】
①标准状况下，22.4L氩气的物质的量为1mol，1个氩气分子中含有18个电子，故22.4L（标准状况）氩气含有的质子数为18NA说法正确；
②标准状况下，11.2LCH4和C2H4混合物的物质的量是：
11.2L/（22.4L/mol）=0.5mol，1个CH4分子中、1个C2H4分子中都含有4个H原子，所含H原子的个数为0.5NA×4=2NA，故标准状况下，11.2LCH4和C2H4混合物中含氢原子数目为2NA说法正确；
③标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体的物质的量是：
2.24L/（22.4L/mol）=0.1mol，所含分子数为0.1NA，故标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA说法错误；
④1mol的CO和N2混合气体的分子数为NA，1个CO分子中和N2分子中都含有14个质子，故1mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA说法正确；
⑤标准状况下，5.6LCO2气体的物质的量为5.6L/（22.4L/mol）=0.25mol，1个CO2分子中含有2个O原子，故标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数目为0.5NA说法正确；
⑥1.6g由O2和O3组成的混合物中O原子的物质的量为0.1mol，故1.6g由O2和O3组成的混合物中含有的O原子数目为0.1NA说法正确；
⑦常温常压下，8gO2的物质的量为8g/（32g/mol）=0.25mol，1个O2分子中含有16个电子，故8gO2含有的电子数为4NA说法正确；
⑧常温常压下，气体的摩尔体积不是22.4L/mol，故常温常压下，22.4LNO2和CO2的混合气体中O原子数目为2NA说法错误；
⑨标准状况下，CCl4是液体，不能利用气体摩尔体积计算22.4LCCl4的物质的量，故标准状况下，22.4LCCl4中含有的CCl4分子数为NA说法错误；
⑩18gH2O的物质的量为18g/（18g/mol）=1mol，1个H2O分子中含有3个原子，故常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NA说法正确；
⑪标准状况下，CH3CH2OH是液体，不能利用气体摩尔体积计算11.2LCH3CH2OH的物质的量，故标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA说法错误；
⑫常温常压下，气体的摩尔体积不是22.4L/mol，故2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA说法错误；
【点睛】
本题考查物质的量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、粒子的个数之间的计算，另外注意气体摩尔体积的适用范围。
4．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；
5．某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。
已知：
①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl2。
②氯气和碱反应放出热量。
温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：
3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO3-+3H2O。
该兴趣小组设计了下列实验装置进行实验。
请回答下列问题：
（1）①甲装置用于制备氯气，乙装置的作用是________。
②该兴趣小组用100mL12mol·L-1盐酸与8.7gMnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）2______g。
（2）小组成员发现，产物中Ca（ClO）2的质量明显小于理论值。
他们讨论后认为，部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高也是可能原因。
为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢、匀速地通入足量氯气，得出了ClO-、ClO3-两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的关系曲线，粗略表示为如图（不考虑氯气和水的反应）。
①图中曲线Ⅰ表示_______离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为______mol。
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.35mol，则产物中
=__。
（3）为了提高Ca（ClO）2的产率，可对丙装置作适当改进。
请你写出一种改进方法：
________。
【答案】除去氯气中的氯化氢气体7.15ClO-0.252：
1把丙装置浸在盛有冰水的水槽中
【解析】
【分析】
（1）①饱和食盐水的主要作用是除去氯气中的氯化氢气体；
②依据MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O；2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，结合定量关系计算理论值；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，根据温度高低来判断属于哪种离子；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算氯离子的物质的量，然后根据含氯化合物中钙离子和阴离子的个数比计算氢氧化钙的物质的量；
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.35mol，依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：
2，结合b计算得到氢氧化钙物质的量计算氯元素物质的量，依据氧化还原反应电子守恒，生成产物中氯元素守恒列式计算。
（3）根据题中信息，在高温度下发生副反应，可以把丙装置放入冰水中。
【详解】
（1）①浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气的方程式为：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O；浓盐酸具有挥发性，在反应制取氯气的过程中挥发出HCl气体，所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体；
②n（HCl）=12mol/L×0.1L=1.2mol，n（MnO2）=
=0.1mol，MnO2、HCl反应的物质的量的比是1：
4，可见足量的浓盐酸与8.7gMnO2制备氯气，以MnO2为标准计算，n（Cl2）=n（MnO2）=0.1mol，将所得氯气与过量的石灰乳反应，反应方程式为：
2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，根据方程式中物质反应关系可知：
理论上最多可制得Ca（ClO）2的物质的量为0.05mol，其质量m[Ca（ClO）2]=0.05mol×143g/mol=7.15g；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl-的物质的量，设被还原的氯离子的物质的量为n，则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，则反应的Cl2中含氯原子的物质的量为：
0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，在CaCl2、Ca（ClO）2、Ca（ClO3）2中钙离子和含氯离子的个数比为1：
2，所以所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为
=0.25mol；
③取一份与②等物质的量的石灰乳，其物质的量为0.25mol，根据氧化还原反应中得失电子数相等，生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒，设n（ClO-）=x，n（ClO3-）=y；则得到：
0.35=x×1+y×5；依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：
2，得到氯元素物质的量为0.5mol；x+y+0.35=0.5，解得：
x=0.1mol，y=0.05mol，则产物中
=2：
1；
（3）由于反应在高温度下发生副反应，所以改进措施可以把丙装置放入盛有冰水的水槽中，避免发生3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO3-+3H2O。
【点睛】
本题考查了性质方案的设计。
明确实验目的、实验原理为解答关键，注意熟练掌握氯气的实验室制法及守恒思想在化学计算中的应用方法，题目培养了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力。
6．根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：
（1）关于钠的叙述中，正确的是________（填字母）。
A．钠是银白色金属，硬度很大
B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠
C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠
D．金属钠的熔点很高
（2）由于金属钠很容易跟空气中的______、________等物质反应，通常将它保存在_______里。
（3）将一小块钠投入到下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是________（填字母）。
A．稀硫酸B．硫酸铜溶液
C．氢氧化钠溶液D．氯化镁溶液
（4）为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置（包括水）的总质量为ag，将质量为bg的钠（不足量）放入水中，立即塞紧瓶塞。
完全反应后再称量此装置的总质量为cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式______________（用含有a、b、c的算式表示）。
②无水氯化钙的作用是____________________。
【答案】B氧气水蒸气煤油Db/（a+b-c）吸收H2中所含的H2O（g）
【解析】
【分析】
（1）根据钠的性质分析解答；
（2）钠的性质很活泼，易和水、氧气反应，据此解答；
（3）金属钠投入水中生成氢氧化钠和氢气，根据溶液中的溶质分析解答；
（4）①根据钠与水反应产生氢气的质量关系以及反应前后质量差解答；
②根据产生的气体中含有水蒸气分析判断。
【详解】
（1）A、钠是银白色金属，硬度很小，可以用小刀切，故A错误；
B、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，故B正确；
C、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，不是氧化钠，故C错误；
D、金属钠的熔点很低，故D错误；
故答案选B；
（2）钠性质很活泼，易和水、氧气反应，所以保存钠时要隔绝空气和水，钠和煤油不反应，且密度大于煤油，所以保存钠可以放在煤油中；
（3）A．钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气，没有沉淀产生，A不选；
B．钠投入硫酸铜溶液中，首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，但沉淀不是白色的，而是蓝色的，B不选；
C．钠投入氢氧化钠溶液中生成氢氧化钠和氢气，没有沉淀，C不选；
D．钠投入氯化镁溶液中生成氯化钠、氢氧化镁白色沉淀和氢气，D选。
答案选D。
（4）①金属与水发生反应放出氢气的质量=ag+bg-cg=（a+b-c）g，假设金属为R，其相对原子质量为M，根据金属钠与水反应放出氢气的关系，可推断该金属与水放出氢气关系如下：
2R～～～～～H2
2M2
bg（a+b-c）g
解得M＝
；
②氯化钙具有吸水能力，是常用的干燥剂，在装置中吸收生成氢气中的水，而防止水分流失。
7．Ⅰ．为了制备氯气，某同学查阅资料发现实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气，反应的化学方程式为：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+ 2H2O。
（1）用“双线桥法”标明反应中电子转移的方向和数目_________。
（2）该反应中，氧化剂和还原剂物质的量之比是_________。
（3）草酸能使酸性KMnO4溶液褪色，配平下面的化学方程式：
_____KMnO4+H2SO4+H2C2O4=MnSO4+
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