高中化学探究物质的组成或测量物质的含量试题

以N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
 

A．18g冰（图1）中含O—H键数目为2NA

B．28g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NA

C．44g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元

D．石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA

(6分)
（1）H、H、H互为________，¹⁶O₂、¹⁸O₃互为________。

A．同位素	B．相同物质
C．同素异形体	D．同分异构体

（2）某元素的最高价氧化物分子式R₂O₅，已知R的气态氢化物中含氢8.82%，则R的相对原子量约为_______，R元素周期表中的位置为________________。
（3）铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一碱金属可能是：________________。(铷的相对原子量取85.5)
（4）质量相同的H₂O和D₂O与足量钠反应，放出的气体在标况下的体积之比为________。

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=         。

生活中为了延长鲜花的寿命，通常会在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”。下表是0．5L某种“鲜花保鲜剂”中含有的成分及含量，阅读后回答下列问题：

成分	质量（g）	摩尔质量（g/mol）
蔗糖	25．00	342
硫酸钾	0．25	174
阿司匹林	0．17	180
高锰酸钾	0．25	158
硝酸银	0．02	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）“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。
（要求用原始数据书写出表达式，不需要化简）
（3）为了研究不同浓度的“鲜花保鲜剂”的保鲜功效，需配制多份不同物质的量浓度的溶液进行研究。现欲配制480mL某物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”，所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、________________、____________。（在横线上填写所缺仪器的名称）
（4）配制上述“鲜花保鲜剂”时，其正确的操作顺序是（用字母表示，每个操作只用一次）：                                       ；
A．用少量水洗涤烧杯2—3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B．在烧杯中加入适量水溶解
C．将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，反复上下颠倒，摇匀，装入贴有标签的试剂瓶
E．改用胶头滴管加水，使溶液的凹面恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1—2cm处
G．用电子天平称量各组成成分，并把它们放入烧杯中混合
（5）在溶液配制过程中，下列操作使溶液浓度偏小的是：__________。
A．定容时仰视容量瓶刻度线
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“鲜花保鲜剂”而未洗净
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再用胶头滴管加水至刻度线

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。

某探究性学习小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应，测定通常状况（约20℃，1 atm）下气体摩尔体积的方法。拟选用下列实验装置完成试验：

（1）该组同学必须选用的装置的连接顺序是（用管口字母，可不填满）：
A接（  ）（  ）接（  ）（  ）接（  ）
（2）实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，开始稀硫酸能滴入锥形瓶中，一会儿后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因__________________。
（3）实验结束时，该组同学应怎样测量实验中生成氢气的体积？_______________。
（4）实验中准确测得4个数据：实验前铝硅合金的质量m₁ g，实验后残留固体的质量m₂ g，实验后量筒中液面读数为VmL。则通常状况下气体摩尔体积V_m＝_________。若合金中含铜，测得的V_m将________（偏大/偏小/无影响）。

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=         。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^+	K^+	Ca^2+	Mg^2+	Cl^－	SO4^2^－	HCO3^－
含量/mg∙L^－1	9360	83	160	1100	16000	1200	118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：            ，该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。

① 开始时阳极的电极反应式为                。
② 电解一段时间，    极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为     （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如图所示：

该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料。
上面左图中的小黑点表示     （填粒子符号），充电时该电极反应式为       。
（4）利用海洋资源可获得MnO₂ 。MnO₂可用来制备高锰酸钾：将MnO₂与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K₂MnO₄），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为         （空气中氧气的体积分数按20%计）。

水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（1）水分子自身作用会生成阴、阳两种离子，其中阳离子的电子式是__________。
（2）室温时，在由水电离产生的c(H⁺)＝1×10^-14 mol·L^-1的溶液中，
①NH₄⁺、Al³⁺、Br^-、SO₄^2-
②Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-
③K⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃^-
④K⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄^2-
四组离子中，一定可以大量共存的是_______(填序号，下同)，可能大量共存的是_____________。
（3）在下列反应中属于氧化还原反应，水仅做氧化剂的是___________(填字母，下同)，水既不做氧化剂又不做还原剂的是_______________。
A．CaO＋H₂O====Ca(OH)₂
B．2Na₂O₂＋2H₂O====4NaOH＋O₂↑
C．2F₂＋2H₂O====4HF＋O₂
D．3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂
（4）已知铅蓄电池的反应为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，
①下列分析错误的是_____________。
A．铅蓄电池是最常用的可充电电池，在充电时，电池的正极应接直流电源的正极
B．铅蓄电池在放电时，电解液的酸性减弱
C．铅蓄电池在放电时，PbO₂作为负极，不断转化为PbSO₄
D．铅蓄电池在充电时，PbO₂是氧化产物
②用该铅蓄电池电解1.8 mL水，电池内转移的电子数约为_________,消耗__________ mol硫酸。
（5）如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。

请认真阅读标签内容后计算。
①该矿泉水中镁离子的物质的量浓度的最大值是____；
②一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过___________mol。

(10分)电子级钴的氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物。其工业制取流程如下：

（1）滤渣A的成分除过量的Co₃(PO₄)₂和Fe(OH)₃外还有              (填化学式)。
（2）加入Co₃(PO₄)₂的目的是__________________。
（3）Co与稀硝酸反应生成Co^2＋的离子方程式为                              。
（4）滤渣B经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如下：

写出B点物质的化学式：__________，C点物质的化学式：________________。

食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾，其化学式为K₄[Fe(CN)₆] •3H₂O。
42.2g K₄[Fe(CN)₆] •3H₂O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度的变化曲线）如下图所示。

试回答下列问题：
（1）试确定150℃时固体物质的化学式为_______________。
（2）查阅资料知：虽然亚铁氰化钾自身毒性很低，但其水溶液与酸反应放出极毒的氰化氢（HCN）气体；亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾（KCN）。据此判断，烹饪食品时应注意的问题为___________________________________。
（3）在25℃下，将a mol•L^-1的KCN（pH＞7）溶液与0．01mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应平衡时，测得溶液pH=7，则KCN溶液的物质的量浓度a_______0．01mol•L^-1（填“＞”、“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数K_a＝______________。
（4）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可实现2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的转化。已知，含SO₂的废气通入Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ = 4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为                                。则上述转化的重要意义在于                                            。
（5）已知Fe(OH)₃的溶度积常数K_sp＝1.1×10^-36。室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液中Fe³⁺沉淀完全时，控制pH应不小于                  。
（提示：当某离子浓度小于10^-5 mol•L^-1时可以认为该离子沉淀完全了；lg1.1×10^-36=-35.96）

氮是地球上含量丰富的一种元素，氨、肼(N₂H₄)和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物，在工农业生产、生活中有着重大作用。
(1)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重要影响。
①在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表。

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×10^6	K1	K2

 
则该反应的平衡常数的表达式为________；判断K₁________K₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2
b．v(N₂)_正＝3v(H₂)_逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
③一定温度下，在1 L密闭容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂并发生上述反应。若容器容积恒定，10 min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的，则N₂的转化率为________，以NH₃的浓度变化表示该过程的反应速率为________。
(2)肼可用于火箭燃料、制药原料等。
①在火箭推进器中装有肼(N₂H₄)和液态H₂O₂，已知0.4 mol液态N₂H₄和足量液态H₂O₂反应，生成气态N₂和气态H₂O，放出256.6 kJ的热量。该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
②一种肼燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时负极的电极反应式为_____________________________________。

③加热条件下用液态肼(N₂H₄)还原新制Cu(OH)₂来制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂。该反应的化学方程式_______________________________________。
肼与亚硝酸(HNO₂)反应可生成叠氮酸，8.6 g叠氮酸完全分解    可放出6.72 L氮气(标准状况下)，则叠氮酸的分子式为________。

无机化合物A中含有金属Li元素，遇水强烈水解,主要用于有机合成和药物制造，是具有良好前景的储氢材料。在一定条件下，2.30g固体A与5.35gNH₄Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。
回答下列问题：
（1）A的化学式是     ， C的电子式是     。
（2）写出化合物A与盐酸反应的化学方程式：     。
（3）某同学通过查阅资料得知物质A的性质：
Ⅰ．工业上可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备A物质，纯净的A物质为白色固体，但制得的粗品往往是灰色的。
Ⅱ．物质A熔点390℃，沸点430℃，密度大于苯或甲苯,不溶于煤油，遇水反应剧烈，也要避免接触酸和酒精。在空气中化合物A缓慢分解，对其加强热则猛烈分解，但不会爆炸.在750～800℃分解为化合物E和气体C。
①物质A在750～800℃分解的方程式为：     。
②久置的物质A可能大部分变质而不能使用，需将其销毁。遇到这种情况，可用苯或甲苯将其覆盖，然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇，试解释其化学原理     。
（4）工业制备单质D的流程图如下：

①步骤①中操作名称：     。
②试用平衡原理解释步骤②中减压的目的：     。

环境污染中除了有害气体产生的空气污染外，重金属离子在溶液中引起的水体污染也相当严重．近年来城市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气的主要有害成分一氧化碳和氮氧化物加重了城市空气污染．研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理及研究重金属离子水污染的处理具有非常重要的意义．
（1）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体．将体积比为1∶2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，若测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1∶6，则平衡常数K＝      ．
（2）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应．
NO＋NO₂＋Na₂CO₃＝2NaNO₂＋CO₂；2NO₂＋Na₂CO₃＝NaNO₂＋NaNO₃＋CO₂
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为           ．
（3）如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H₂）为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质．A为电池的      极（选填“正”或“负”）．写出B极电极反应式                          ．

（4）含铬化合物有毒，对人畜危害很大．因此含铬废水必须进行处理才能排放．
已知：
在含＋6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使＋6价铬还原成＋3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe^3＋和Cr^3＋转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去．用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因                             ．
（5）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中．
CrO₃具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示．则B点时剩余固体的成分是             （填化学式）．

工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)可制得活性ZnO，流程如下：

(1)上述流程中，浸出用的是60%H₂SO₄(1.5 g·cm^－3)，配制这种H₂SO₄ 100 mL需要18.4 mol·L^－1的浓H₂SO₄________ mL(保留一位小数)。
(2)加入氧化剂H₂O₂后，有Fe(OH)₃沉淀出现，没有Cu(OH)₂沉淀出现，若溶液中c(Fe^3＋)＝2.6×10^－18 mol·L^－1，则溶液中c(Cu^2＋)的取值范围是________mol·L^－1。(已知K_sp[Fe(OH)₃]＝2.6×10^－39，
K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20)
(3)加入NH₄HCO₃后生成的沉淀是形态均为Zn_a(OH)_b(CO₃)_c(a、b、c为正整数)的两种碱式碳酸锌A和B的混合物，A中a＝5、b＝6，则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为_______________________________________________。
(4)取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49.70 g，其物质的量为0.10 mol，高温焙烧完全分解得到37.26 g ZnO、3.584 L CO₂(标准状况下)和水，通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式。