高中化学探究物质的组成或测量物质的含量试题

无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料并称为三大材料，是发展高新技术的基石，在未来科技发展中发挥着重要的作用。
（1）新型材料α-Fe粉具有超强的磁性能，用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。将5．60 g α-Fe粉与一定量水蒸气在高温下反应一定时间后冷却，其质量变为6．88 g。
①产生的氢气的体积为_________mL（标准状况下）。
②将冷却后的固体物质放入足量FeCl₃溶液中充分反应（已知Fe₃O₄不溶于FeCl₃溶液），计算最多消耗FeCl₃的物质的量         mol。
（2）Nierite是一种高熔点高硬度的陶瓷材料。Nierite的摩尔质量为140 g/mol，其中硅元素的质量分数为60%。已知1 mol NH₃与足量的化合物T充分反应后可得到35 g Nierite与3 mol HCl气体。
Nierite的化学式为___________。T的化学式为____________。
（3）K金是常见的贵金属材料，除黄金外，还含有银、铜中的一种或两种金属。为测定某18K金样品的组成，将2．832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合气体224 mL（折算至标准状况，下同），将该混合气体与84 mL O₂混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。
①混合气体的平均摩尔质量为______________。
②填写该18K金的成分表（精确至0．01%，若不含该金属则填0）。

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量（质量分数）	75．00%	_________	_________

 

某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其实验方案的要点为：①用直流电源电解CuCl₂溶液，所用仪器如下图所示。②在电流强度为IA，通电时间为t min后，精确测得电极上析出铜的质量为m g。

试回答：（1）连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示)：
E接      ，C接        ，        接F。
（2）写出B电极上发生的电极反应式：                           ；
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为                     ，
相应的离子方程式是                          。
（3）为精确测定电极上析出的铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是         (选填下列操作步骤的编号)。
①称量电解前电极质量            ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后的电极      ④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量        ⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电量为1.6×10^-19C。试列出阿伏加德罗常数的计算式：N_A=         。

硫有多种化合物，许多含硫化合物在工业上有重要的用途。
（1）工业上可用黄铁矿、焦炭在有限的空气中燃烧制备硫磺。
3FeS₂ + 12C+ 8O₂ Fe₃O₄ + nA↑+ 6S
A是    （写化学式）。若得到192克的硫磺，则产生标准状况下的A气体    L。    
（2）硫的氯化物常做橡胶工业的硫化剂。硫与氯气在一定条件下反应，得到两种硫的氯化物B和D。B物质中的含硫量为0.3107，D物质中的含氯量为0.5259，B的相对分子质量比D小32。计算确定这两种氯化物的分子式分别为                  。
（3）硫化氢有毒。在120℃、101kPa，将H₂S和O₂在密闭容器中点燃，充分反应后又恢复到了原来的温度和压强时，气体体积减少30%，求原混合其气体中H₂S的体积分数。写出推导过程。（不考虑硫化氢的分解）
（4）硫代硫酸钠是重要的还原剂，可用亚硫酸钠和硫粉在水溶液中加热制得。取15.12g Na₂SO₃溶于80.0mL水中，加入5.00g硫粉，用小火加热至微沸，反应约1小时后过滤，将滤液蒸发至体积为30.0mL，再冷却到10℃，则理论上析出Na₂S₂O₃∙5H₂O多少克？写出推导过程。（已知：Na₂S₂O₃的溶解度，10℃时为60.0g/100g水，100℃时为207g/100g水。100℃时，Na₂S₂O₃饱和溶液的密度为1.14g/mL）。

生态农业涉及农家肥料的综合利用。某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体8.96L（标准状况）。该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH₄＋4CuO CO₂↑＋2H₂O↑＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻了4.8g。将反应后气体通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)₂溶液，充分吸收，生成沉淀10g。
（1）原混合气体的物质的量是          ；生成沉淀的摩尔质量是          。
（2）原混合气体中甲烷的体积是           。

纯碱是主要的化工原料，化学家发明了其不同的工业制法，其中法国化学家尼古拉斯·勒布朗早在1791年发明的工业合成碳酸钠的方法，简称勒布朗制碱法。该方法包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反应来得到碳酸钠。各步骤反应的化学方程式如下：
2NaCl＋H₂SO₄   Na₂SO₄＋2HCl↑
Na₂SO₄＋2C Na₂S＋2CO₂↑
Na₂S＋CaCO₃Na₂CO₃＋CaS
完成下列计算（计算过程保留3位有效数字）
（1）假设每一步反应物的量足够，反应完全，理论上每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是_________kg。
（2）步骤②碳单质过量时也同样可以反应获得Na₂S，此时所发生的反应的化学方程式是___________________________________。若其它条件不变，步骤②按此反应进行，每获得1kg纯度为80%的纯碱需要氯化钠的的质量是__________kg，此时消耗碳单质的量是原步骤②反应用碳量的____倍。
（3）通过定性分析，勒布朗制碱法获得的纯碱含有杂质CaCO₃和CaS，为了测定产品纯度，取10g样品与稀硝酸反应，硫元素全部转化成淡黄色固体，称量其质量为0.16g，另取10g样品与稀盐酸反应，得到气体（忽略气体在水中的溶解），折算为标况下，体积为2.162L，计算求出该产品中Na₂CO₃的纯度。
（4）若除氯化钠和碳单质的量外，其它反应物足量，反应充分， 如果加入amol氯化钠时，生成的Na₂CO₃为yg，电子转移数为zmol，讨论分析当氯化钠与碳的物质的量之比x的值不同时，用函数式表示y和z的值是多少。

x	y	z

 

实验室需要配制0.1 mol/L NaOH溶液450 mL，回答下列问题：
（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是         （填序号），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是           （填仪器名称）

（2）下列操作中，容量瓶所具备的功能有     （填序号）。
A．贮存溶液            
B．配制一定体积准确浓度的标准溶液
C．测量容量瓶规格以下的任意体积的液体 
D．用来加热溶解固体溶质
（3）根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为         g；
（4）取用任意体积的所配0.1 mol/L NaOH溶液时，下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是（填字母）          ；
A．溶液中NaOH的物质的量          B．溶液的浓度
C．溶液中Na⁺的数目                D．溶液的密度
（5）将所配制的NaOH溶液进行测定，发现浓度大于0.1 mol／L。请你分析下列哪些操作会引起所配浓度偏大（填写字母）           。
A．烧杯未进行洗涤
B．配制前，容量瓶中有少量蒸馏水
C．NaOH在烧杯中溶解后，未冷却就立即转移到容量瓶中，并进行定容；
D．往容量瓶转移时，有少量液体溅出
E．在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线
F．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线。

以黄铁矿(FeS₂)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体，再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度，若温度不当，副反应增加，影响生成ClO₂气体的纯度，且会影响ClO₂气体的吸收率。具体情况如图6所示。请回答下列问题

（1）据图可知，反应时需要控制的适宜温度是　　℃，达到此要求采取的适宜措施是　　。
（2）已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO₃^－氧化成SO₄^2－，写出制备二氧化氯的离子方程式：　　。
（3）某校化学学习小组拟以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作为衡量ClO₂产率的指标。若取NaClO₃样品质量6.0g，通过反应和吸收可得400 mL ClO₂溶液，取出20 mL，加入37.00 mL 0.500mol·(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液充分反应，过量Fe²⁺再用0.0500 mol· K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL。反应原理如下：
4H⁺+ClO₂+5Fe²⁺=+5Fe³⁺ +2H₂O   
14H⁺ ++6 Fe²⁺ =2Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ +7H₂O
试计算ClO₂的“产率”。（写出计算过程）

X、Y、Z、W四种物质有如下相互转化关系（其中X、W单质，Y、Z为化合物,未列出反应条件）。

Ⅰ．若Z是生活中常用的调味品，W遇淀粉溶液变蓝，则：
（1）向FeCl₂溶液中加入X的水溶液，是溶液颜色变为棕黄色的微粒是        。
（2）工业上Z有多种用途，用化学方程式表示Z的一种用途         。
（3）生活中所用的Z加入了碘酸钾，过量X与Y溶液反应时可以得到一种碘酸盐，此反应的离子方程式是      。
Ⅱ．若X是工业上用量最大的金属单质，Z是一种具有磁性的黑色晶体，则：
（1）X与Y反应的化学方程式是           。
（2）若用下列装置只进行Z + WX + Y反应（夹持装置未画出）：

①完成此实验有多步操作，其中三步是：a．点燃酒精灯，b．滴加盐酸，c．检验气体纯度
这三步操作的先后顺序是           （填字母）。
②为保证实验成功，上述装置需要改进，方法是（用文字叙述）                。
（3）将3.48 g Z加入50 mL 4 mol/L的稀HNO₃中充分反应，产生112 mL的NO（标准状况），向反应后的溶液中滴加NaOH溶液能产生沉淀。当沉淀量最多时，至少需要加入2 mol/L的NaOH溶液        mL （精确到0.1）。

标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g/ml），所得溶液的密度为ρ g/ml,质量分数为W，物质的量浓度为c mol/L，则下列关系中不正确的是   (     ) 

A．W="17c/" (1000ρ)	B．ρ=（17V+22400）/(22.4+22.4V)
C．W="17V/(17V+22400)"	D．c=1000Vρ/(17V+22400)

某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其实验方案的要点为：①用直流电源电解CuCl₂溶液，所用仪器如下图所示。②在电流强度为I A，通电时间为t min后，精确测得电极上析出铜的质量为m g。

试回答：（1）连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示)：
E接      ，C接        ，        接F。
（2）写出B电极上发生的电极反应式：                           ；
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为                    ，
相应的离子方程式是                          。
（3）为精确测定电极上析出的铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是        。(选填下列操作步骤的编号)
①称量电解前电极质量            ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后的电极      ④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量        ⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电量为1.6×10^-19C。试列出阿伏加德罗常数的计算式：N_A=         。

右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
现用该浓硫酸配制980 mL 0.1 mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有：

①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④ 药匙；⑤量筒；⑥托盘天平⑦玻璃棒
请回答下列问题：
(1)配制稀硫酸时，上述仪器中不需要使用的有          （选填序号），还缺少的仪器有             （写仪器名称）；
（2）配制0.1mol/L的稀硫酸980mL需用量筒量取上述浓硫酸体积为          mL。
（3）实验中两次用到玻璃棒，其作用分别是：            、            。
（4）配制时，一般可分为以下几个步骤：①量取 ②计算 ③稀释 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却。其正确的操作顺序为                       。（填序号）
（5）在配制过程中，下列操作可引起所配溶液浓度偏高有             （填序号）。
①洗涤量取浓硫酸的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的硫酸溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
④未洗涤稀释浓硫酸时用过的烧杯和玻璃棒
⑤定容时，俯视刻度线

在标准状况下①6.72L CH₄ ②3.01×10²³个HCl分子③13.6g H₂S ④0.2mol NH₃，下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是
a．体积②＞③＞①＞④
b．密度②＞③＞④＞①
c．质量②＞③＞①＞④
d．氢原子个数①＞③＞④＞②

A．abcd

B．bcd

C．cba

D．abc

用 18 mol/L 的浓硫酸配制 100 mL 3.0 mol/L 稀硫酸的实验步骤如下： ① 计算所用浓硫酸的体积 ② 量取一定体积的浓硫酸 ③ 稀释 ④ 检漏、 转移、洗涤 ⑤ 定容、摇匀 回答下列问题：
（1）所需浓硫酸的体积是________mL ， 量取浓硫酸所用的量筒的规格是_________（用下列编号填空） 。

A．10 mL

B．25 mL

C．50 mL

D．100 mL

（2）第③步实验的具体操作是_____________________________________
（3）第⑤步实验的操作是继续向容量瓶中注入蒸馏水至离刻度线__________， 改用___________向容量瓶中滴加蒸馏水至___________为止。塞紧瓶塞，倒转摇匀并装试剂瓶。
（4）下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响？ （填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响”）
①所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中 ______________；
②容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水_________________；
③在转入容量瓶前烧杯中溶液未冷却至室温_________；
④加水超过刻度线后， 用胶头滴管吸出多余的液体___________。

实验室需要用NaOH固体配制0.1mol/LNaOH溶液450mL和用浓硫酸配制0.5mol/L的硫酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
（1）在下图所示仪器中，配制上述溶液肯定不需要的是_________（填序号），除图中已有仪器外，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是                     。

（2）在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是____________

A．容量瓶洗涤后残留少量水不影响使用

B．容量瓶用水洗净后，再用待配溶液洗涤

C．配制NaOH溶液时，如果试样是固体，把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加水至接近刻度线1~2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。

D．配制硫酸溶液时，若试样是液体，用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中，缓慢加水至刻度线1~2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。

E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转多次摇匀。
（3）用托盘天平称取NaOH的质量为      g。在实验中其他操作均正确，若定容时仰视刻度线，则所得溶液浓度     0.1mol/L（填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）根据计算得知，需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm³的浓硫酸的体积为       mL（保留到小数点后1位。），若实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用      mL量筒最好。

铝及其化合物在生产生活中的应用广泛。
（1）Al₄C₃用于冶金及催化剂。与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式是：          ；14.4g Al₄C₃与盐酸反应产生的气体是        L（标准状况）。
（2）AlN用于电子仪器。AlN中常混有少量碳，将一定量含杂质碳的AlN样品置于密闭反应器中，通入4.032L（标准状况下的）O₂，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g/L（已折算成标准状况，AlN不跟O₂反应），则所得气体的摩尔质量为    g/mol，该气体的成分是       （写化学式），该样品中含杂质碳         g。
（3）氯离子插层镁铝水滑石是一种新型的离子交换材料。制备这种水滑石的过程是：MgCl₂、AlCl₃、NaOH、NaCl溶液，按一定比例混合，在65℃充分反应后，经过滤、洗涤、干燥得到该水滑石。为确定该水滑石的成分，进行如下操作：
①取26.65g样品，在高温下使其充分分解，得到金属氧化物和气体，气体依次通过足量的浓硫酸和浓氢氧化钠溶液，这两种液体分别增重9.9g和3.65g；将金属氧化物在无色火焰上灼烧，火焰仍无色。
②另取26.65g样品，加入足量的稀硝酸，使其完全溶解，再加入NaOH溶液至过量，最终得到11.6g白色沉淀。通过计算确定氯离子插层镁铝水滑石的化学式。
（4）氯离子插层镁铝水滑石在空气中放置，缓慢与CO₂反应，部分氯离子会被碳酸根离子代替。26.65g样品在空气中放置一段时间后质量变为25.925g，则碳酸根离子代替部分氯离子的水滑石的化学式是         ，此过程的化学方程式                    。