高考化学物质的量(大题培优易错难题)及答案解析-百度文库.pdf

高考化学物质的量(大题培优 易错 难题)及答案解析

一、高中化学物质的量

1．（1）有相同物质的量的 H2O 和 H2SO 4，其质量之比为_____，氢原子个数比 为_____， 氧原子个数比为_____。

（2）把 3.06 g 铝和镁的混合物粉末放入 100 mL 盐酸中，恰好完全反应，并得到标准状况 下 3.36 L H 2^。 计算：①该合金中铝的物质的量为_____。

②该合金中镁的质量为_________。 ③反应后溶液中 Cl﹣的物质的量浓度为__________（假定反应体积仍为 100 mL）。

（3）由 CO2 与 CO 组成的混和气体对 H2 的相对密度为 20，则混和气体中 CO2 的体积分数 为_____； CO 的质量分数为_____。

【答案】9：49 1：1 1：4 0.06 mol 1.44 g 3.0 mol·L-1 75% 17.5%

• 【解析】

• 【分析】

【详解】

• （1）n (H2O)= n (H2^SO 4^{) ，m (H} 2^{O)：m (H} 2^SO 4^{)= n (H} 2^{O)×18：n (H} 2^SO 4^{) ×98= 9：49；} N H(H2O) ：N H(H2SO 4)= n (H2^{O)×2：n (H} 2^SO 4^{) ×2=1：1； N} O^(H 2^{O) ：N} O^(H 2^SO 4^{)= n (H} 2^O)×1： n (H2SO 4) ×4=1：4；

• （2）设镁的物质的量为xmol，铝的物质的量为ymol，二者混合物的质量为

• 3.06=24x+27y；根据化学反应的计量系数比：Mg2HClH 2，2Al6HCl3H2，氢气的体积标准 状况下3.36 L，n (H2)=0.15mol，列式x+1.5y=0.15，解方程x=0.06 mol，y=0.06 mol，故该合 金中铝的物质的量为0.06 mol，该合金中镁的质量为0.06×24=1.44g，反应后溶液中Cl¯ （盐酸恰好反应完全，溶液中溶质只有氯化镁和氯化铝）的物质的量

• =0.06×2+0.06×3=0.3mol，溶液体积100mL,Cl¯的物质的量浓度 c=V^{n=3.0 mol·} L-1；

• （3）由CO 2 与CO 组成的混和气体对H 2 的相对密度为20，密度之比等于摩尔质量之比， 则混合气体的平均摩尔质量为40g/mol，设1mol 混合气体中有xmol CO，CO 2ymol，故 x+y=1，28x+44y=40，则x =0.25mol，y =0.75mol，同温同压，气体体积之比等于物质的量之 比，则混和气体中CO 2 的体积分数为75% ，CO 的质量分数=0.25×28/40=17.5%

• 2．为了将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来，国际上采用了“物质的量” 这一物理量，据此完成下列试题：

• （1）等质量的O 2 和O 3 所含分子的物质的量之比为___。

• （2）等温等压下，等体积的O 2 和O 3 所含分子个数比为___，质量比为___。

• （3）设N A 为阿伏加德罗常数的值，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a、b、c、N A 的式子表示)。

• （4）实验室需要配制100mL1mol /L 的NaOH 溶液，进行如下操作：

• ①配制该溶液所需主要仪器除了托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管，还需要的玻璃仪器

___。

• ②计算需要NaOH 固体的质量：___g。

• ③取出50 mL 配制好的溶液，此溶液中NaOH 的物质的量浓度为___。 ④若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是___。 A.称量时砝码已经生锈

B.定容时仰视

C.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作

D.定容摇匀后，液面低于容量瓶颈上的刻度线

22.4bc 【答案】3：2 1：1 2：3 L 100mL容量瓶 4.0 1mol/L A a N A

【解析】

【详解】

m （1）根据 n 可知，等质量的O 2 和O 3 的物质的量之比为 M 1 1 n(O ):n(O ) : 3:2 ，所含分子的物质的量之比为3：2。 2 3 32 48

• （2）根据阿伏加德罗定律，PV=nRT（R 为常数），在等温等压下，等体积的任一气体所含 分子的物质的量相同，由N =nN A（N A 为常数）可知，分子个数比为1：1；由m ＝nM 可 知，O 2 和O 3 的质量比为2：3。

• （3）设N A 为阿伏加德罗常数的值，如果ag 氧气中含有的分子数为b，则ag 氧气的物质

m ag aN N b M A ggmol 1 的量 n ，摩尔质量 n b b ，即当氧气为cg，物质 N N mol A A N A m cg bc n mol 22.4bc 的量 M aN aN ，在标准状况下的体积V nV L。 A ggmol 1 A m aN b A

• （4）①实验室需要配制100mL1mol /L 的NaOH 溶液，则配制该溶液所需主要仪器为托盘 天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管和100mL 容量瓶 。

• ②需要NaOH 固体的质量 m nM cVM 100mL 1mol gL 1 40ggmol 1 4g 。

• ③溶液具有均一性，物质的量浓度不随着溶液的体积发生改变，浓度仍然为1mol/L。

• ④A.称量时砝码已经生锈，实际砝码质量增大，称得的氢氧化钠质量增大，浓度偏高； B.定容时仰视，实际加水量偏高，溶液浓度偏低；

• C.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作，剩余部分溶质残留，导致容量 瓶内部溶质减小，溶液物质的量浓度偏低；

• D.定容摇匀后，溶液物质的量浓度固定，液面低于容量瓶颈上的刻度线对结果无影响。 答案为A。

【点睛】

n 根据 c 可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量ｎ和溶液的体 V

• 积V 引起的。误差分析时，关键要看配制过程中引起ｎ和V 怎样的变化。在配制一定物质

的量浓度溶液时，若n 比理论值小，或V 比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若n 比理论值大，或V 比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。需要具体问题具体分析。

• 3．在标准状况下，由一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体为6.72 L，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∶3 25% 17.5% 4∶7 40 1.79 【解析】 【分析】 m 根据公式： n =^V M Vm^{进行分析解答。} 【详解】

6.72L 混合气体的物质的量＝ －^{＝0.3 mol，} 22.4L?mol 1

设一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y，则： x y 0.3 28x 44 y 12 解得：x＝0.075 mol，y＝0.225 mol，

此混合物中一氧化碳和二氧化碳物质的量之比＝0.075mol∶0.225 mol＝1∶3； 一氧化碳的体积分数是＝^0.075mol 0.3mol^{×100% ＝25% ；} 一氧化碳的质量＝0.075 mol×28g·mol^-1 ＝2.1 g， 2.1g 一氧化碳的质量分数＝ 12g^{×100% ＝17.5% ；} 碳原子和氧原子个数比＝(0.075 mol＋0.225 mol)∶(0.075 mol＋0.225mol×2)＝4∶7； 12g 混合气体的平均摩尔质量＝ 0.3?mol^{＝40g·mol-1，平均相对分子质量是40；} 混合气体的密度＝^12g -1。答案：1∶3；25% ；17.5% ；4∶7； 40；1.79。 6.72L^{≈1.79 g·L}

• 4．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 D b/(a+b-c) 吸收H 2 中所含的H 2O(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～～～～～H 2

2M 2

bg （a+b-c）g b 解得M ＝ ； (a b c)

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。

• 5．（1）在Na 2SO 4 和Al2(SO4⁾ 3^{的混合溶液中，测得Al3＋浓度为} 0.1mol·L-1，加入等体积0.3 mol·L-1的BaCl2 溶液恰好使SO 42-完全沉淀，则混合溶液中Na^＋ 的浓度为____。 （2）将0.1mol·L-1的K2SO 4 溶液、0.2mol·L-1的Al2(SO4)3 溶液和纯水混合，要使混合液中K ＋、Al3＋、SO 42-的浓度分别为0.1mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1，则K2SO 4 溶液、Al2(SO4)3 溶 液、纯水三者的体积比___。(忽略体积的变化)

【答案】0.3mol·L-1 2：1：1

【解析】

【详解】

(1)设混合溶液体积为1 L。n(Al3^＋ )＝c·V＝0.1 mol·L^－ 1×1 L＝0.1 mol，n(SO )＝n(Ba2^＋ )＝0.3 mol·L^－ 1×1 L＝0.3 mol。由电荷守恒可得：3n(Al^3＋ )＋n(Na^＋ )＝2n(SO )，所以n(Na^＋ )＝ ＝ ＝ 2n(SO )－3n(Al3^＋ )＝2×0.3 mol－3×0.1 mol＝0.3 mol，c(Na^＋ )＝ ＝0.3 mol·L －1，故答案为：0.3mol·L-1；

(2)设K2SO 4 溶液、Al2(SO4)3 溶液、纯水三者的体积分别是xL、yL、zL，则0.2x＝0.1×(x＋y＋ z)、0.4y＝0.1×(x＋y＋z)、0.1x＋0.6y＝0.2×(x＋y＋z)，解得x＝2y＝2z，所以K2SO 4 溶液、 Al2(SO4)3 溶液、纯水三者的体积比为2∶1∶1，故答案为：2∶1∶1。

6．现有21.6 g由CO 和CO 2 组成的混合气体，在标准状况下其体积为13.44 L。回答下列问

题：

(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。

(2)混合气体中碳原子的质量为________。

• (3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。

①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。

②气球中收集到的气体中，电子总数为________(用N A 表示阿伏加德罗常数的值)。 ③气球的体积为________L。 【答案】36 g·mol^－ 1 7.2 g 28 g·mol^－ 1 4.2N A 6.72

• 【解析】

• 【详解】

• (1)标准状况下，该混合气体的物质的量为13.44÷22.4=0.6（mol），所以混合气体的平均摩 尔质量M=m/n=21.6÷0.6=36 （g·mol^－1 ），

• (2)由第一问已知混合气体的物质的量为0.6mol，而 CO 和CO 2 分子中均只含一个碳原子， 故混合气体中的碳原子也为1mol，所以混合气体中碳原子的质量为0.6×12=7.2（g）

• (3) CO和CO 2 组成的混合气体通过NaOH 溶液后，CO 2 与NaOH 反应被吸收 ，剩余的CO 通 过浓硫酸干燥，最后收集在气球中。设CO 的物质的量为x ,则CO 2 的物质的量为0.6-x，列 方程：28x+44(0.6-x)=21.6，解得x=0.3mol。

• ①气球中收集到的气体为纯净的CO ，其摩尔质量为28 g·mol^－ 1 ； ② CO 的物质的量为

• 0.3mol，所以电子总数为0.3×14NA=4.2NA ； ③标准状况下，0.3molCO 的体积为 0.3×22.4=6.72（L），所以气球的体积为6.72L。

• 7．I．NaCl溶液中混有Na 2CO 3、Na 2SO 4，为检验两种物质的存在，请你根据所选择的试 剂，按实验步骤的先后顺序写出相应的化学方程式：

• ①______________________________；

• ②______________________________；

③________________________________。

II．取100.0 mLNa2CO 3 和Na 2SO 4 的混合溶液，加入过量BaCl2 溶液后得到16.84g沉淀，用 过量稀硝酸处理后沉淀质量减少至6.99g，同时溶液中有气泡产生。试求：原混合液中

Na 2SO 4 的物质的量浓度为________________；（写出计算列式的过程） 【答案】Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O CO2^+Ca(OH) 2^=CaCO 3^↓+H 2^O BaCl2+Na 2SO 4=BaSO 4↓+2NaCl 0.3mol/L

• 【解析】

• 【分析】

I.首先加入过量HCl，有气泡产生，该气体能够使澄清石灰水变浑浊，说明有Na 2CO 3，再滴 加过量BaCl2 溶液，最终有白色沉淀证明有Na 2SO 4；

II.混合溶液加入过量的氯化钡溶液，发生反应：BaCl2+Na 2SO 4=BaSO 4↓+2NaCl、

BaCl2+Na 2CO 3=BaCO 3↓+2NaCl，得到16.84g白色沉淀为BaSO 4、BaCO 3，沉淀用过量稀HNO 3

处理，发生反应：BaCO 3+2HNO 3=Ba(NO 3)2+CO 2↑+H2O，最终6.99g沉淀为BaSO 4，根据

• n=^m c=ⁿ 计算BaSO 4 的物质的量，而n(Na2SO 4)=n(BaSO4)，再根据

• M V^{计算c(Na2SO 4)。}

• 【详解】

• I.首先向该物质的水溶液中滴加过量盐酸，有气体产生，该气体能够使澄清的石灰水变浑 浊，证明溶液中含有Na 2CO 3，反应方程式为：Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O ，

CO 2+Ca(OH)2=CaCO 3↓+H2O，然后向溶液中加入过量BaCl2 溶液，产生白色沉淀，证明含有 Na 2SO 4，发生该反应的化学方程式为：Na 2SO 4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓； II.混合溶液加入过量的氯化钡溶液，发生反应：BaCl2+Na 2SO 4=BaSO 4↓+2NaCl、 BaCl2+Na 2CO 3=BaCO 3↓+2NaCl，得到16.84g白色沉淀为BaSO 4、BaCO 3 的质量和，沉淀用过 量稀HNO 3 处理，发生反应：BaCO 3+2HNO 3=Ba(NO 3)2+CO 2↑+H2O ，最终6.99g沉淀为

【点睛】

本题考查了物质检验实验方案的设计以及化学方程式的书写、溶质物质的量浓度的计算， 明确硫酸根离子、碳酸根离子的性质是解题的关键。

8．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。

(1)图中Y 物质的化学式为______。

(2)治理含CO 、SO 2 的烟道气，可以将其在催化剂作用下转化为单质S 和无毒的气体．则治 理烟道气反应的化学方程式为____________________________。

(3)实验室中X 气体由不溶性的硫化亚铁(FeS)固体和稀硫酸混合反应制得，该反应的离子方 程式为：_____________________________________________。

(4)Na2S2O 3(硫代硫酸钠)是一种用途广泛的钠盐。 ①下列物质用于Na 2S2O 3 的制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是___。 a.Na2S+S b.Z+S c.Na2^SO 3^{+Y d.NaHS+NaHSO} 3 ②Na 2S2O 3 具有较强还原性，能作为织锦物漂白后的脱氯剂，脱氯后S2O 3^2- 转变为SO 4^2- 。 现需处理含标准状况下Cl2 2.24L的织锦物，理论上需要0.00100mol/L Na2S2O 3 溶液的体积为 _______L。

【答案】SO 3 2CO+SO2 2CO 2+S FeS+2H+=Fe2++H 2S↑ bd 25

【解析】

• 【分析】

依据元素化合价和物质分类分析，X 为气态氢化物为H 2S，Y 为硫元素的+6 价氧化物为 SO 3，Z 为+4 价的盐可以为Na 2SO 3。

(1)Y是S 元素化合价为+6 价；

• (2)根据反应物、生成物，结合反应中电子转移数目相等，可得反应方程式；

• (3)FeS与稀硫酸发生复分解反应产生H 2S 和FeSO 4，根据离子方程式中物质拆分原则书写反 应的离子方程式；

• (4)①Na 2S2O 3 中S 为+2 价，从氧化还原的角度分析，反应物中S 元素化合价必须分别大于2 和小于2；

• ②根据元素化合价升降总数相等，计算反应消耗的Na 2S2O 3 的物质的量，再根据n=cV 计算 其物质的量。

• 【详解】

根据上述推断可知X 是H 2S，Y 是SO 3，Z 是Na 2SO 3。

• (1)Y为S 元素的氧化物，化合价为+6 价，则Y 为SO 3；

• (2) CO、SO 2 反应产生S 单质和CO 2，根据电子守恒、原子守恒，可得反应方程式为：

2CO+SO 2 2CO 2+S；

• (3)FeS与稀硫酸发生复分解反应产生H 2S 和FeSO 4，反应的离子方程式为： FeS+2H+=Fe2++H 2S↑；

• (4)①Na 2S2O 3 中S 为+2 价，从氧化还原的角度分析，反应物中S 元素化合价必须分别大于2 和小于2，A 中S 化合价都小于2，C 中物质中S 化合价都大于+2 价，B、D 中S 元素化合 价必须分别大于2 和小于2，故合理选项是bd；

②根据题干信息可知发生反应方程式为：Na 2S2O 3+4Cl2+5H 2O=2NaCl+2H 2SO 4+6HCl，标准状 况下2.24L Cl2^{的物质的量是n(Cl} 2^{)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol} ，在反应中获得电子变为-1价的 Cl-，0.1molCl2 获得电子的物质的量是0.2mol；S2O 32-转变为SO 42-，每1mol S2O 32-失去8mol 电子，则转移0.2mol电子，需消耗S2O 3^2- 的物质的量n(S2O 3^2- )=0.2mol÷8=0.025mol，根据 。 n=c·V可知理论上需要0.00100mol/L Na2S2O 3 溶液的体积V=0.025mol÷0.00100mol/L=25L 【点睛】

本题考查硫其化合物性质的综合应用、氧化还原反应的计算，正确提取图象信息，结合氧 化还原反应规律分析为解答关键，注意掌握常见元素及其化合物性质，试题培养了学生的 分析能力及综合应用能力。

• 9．氧化还原反应原理在生产生活和科学研究中应用广泛。

（1）下列表述中没有氧化还原反应发生的是_____。 a．滴水成冰 b．蜡炬成灰 c．百炼成钢 （2）NH 3 和Cl2 反应的方程式为：NH 3+Cl2﹣N 2+HCl ①该反应中被氧化的元素是_____（填元素名称），氧化剂是_____（填化学式）。 ②配平该方程式：_____NH 3+_____Cl2=_____N 2+_____HCl

（3）“地康法”制氯气的反应原理图示如下：

• ①反应I的化学方程式为_____。

②若要制得标准状况下氯气11.2L，则整个反应中转移电子的物质的量为_____。 【答案】a 氮 Cl2 3 1 6 2HCl+CuO 2 ＝CuCl2+H 2O 1mol

• 【解析】

• 【分析】

• （1）a、滴水成冰，没有生成新物质，属于物理变化，符合题意，a 正确；

• b．蜡炬燃烧生成二氧化碳和水，碳元素、氧元素化合价改变，属于氧化还原反应，与题意 不符，b 错误；

• c．百炼成钢，为钢中的碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素、氧元素化合价改变，属于氧 化还原反应，与题意不符，c 错误；

• （2）①还原剂化合价升高，被氧化，氧化剂化合价降低，被还原；

• ②利用化合价升降法配平；

• （3）①根据反应原理图，反应I是HCl、CuO 反应生成CuCl2 和H 2O ；

• ②标准状况下11.2L氯气的物质的量是0.5mol，反应I是非氧化还原反应，反应II是氧化 还原反应，氯元素化合价由﹣1 升高为0。

• 【详解】

• （1）a、滴水成冰，没有生成新物质，属于物理变化，符合题意，a 正确；

• b．蜡炬燃烧生成二氧化碳和水，碳元素、氧元素化合价改变，属于氧化还原反应，与题意 不符，b 错误；

• c．百炼成钢，为钢中的碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素、氧元素化合价改变，属于氧 化还原反应，与题意不符，c 错误；

故答案为a；

• （2）①NH 3 和Cl2 反应中氮元素化合价由﹣3 升高为0，氯元素化合价由0 降低为﹣1，该 反应中被氧化的元素是氮元素，氧化剂是Cl2；

• ②氮元素化合价由﹣3 升高为0，氯元素化合价由0 降低为﹣1，最小公倍数为6，根据得 失电子守恒配平方程式是2NH 3+3Cl2＝N 2+6HCl；

• （3）①根据反应原理图，反应I是HCl、CuO 反应生成CuCl2 和H 2O ，反应方程式是

• 2HCl+CuO＝CuCl2+H 2O ；

• ②标准状况下11.2L氯气的物质的量是0.5mol，反应I是非氧化还原反应，反应II是氧化 还原反应，根据2CuCl2+O 2＝2CuO+2Cl2，氯元素化合价由﹣1 升高为0，所以生成0.5mol 氯气转移1mol 电子。

【点睛】

还原剂化合价升高，被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物；氧化剂化合价降低，被还 原，发生还原反应，得到还原产物。