n (Fe 2+)=0.04×1× mol =0.06 molc (Fe 2+)=0.06 mol =1.5 mol·L -12依据 Cu 守恒得 0.02-y + =x专项突破练(一) 学考第 29 题(一)表格分析型1.(2017·杭州市萧山区命题比赛试卷)有一包铁粉和铜粉混合均匀的粉末样品,为确定其组成,某同学将不同质量的该样品分别与 40 mL 1 mol·L -1 的 FeCl 3 溶液反应,实验结果如下表 所示(忽略反应前后溶液体积的变化)。
实验序号① ② ③ ④m (粉末样品)/gm (反应后剩余固体)/g0.901.800.643.602.487.206.08请计算:(1)实验④的滤液中 c (Fe 2+)=______________ mol·L -1。
(2)原粉末样品中 n (Fe)∶n (Cu)=____________。
答案 (1)1.5 (2)1∶1解析(1)因为还原性 Fe >Cu ,所以此混合物与FeCl 3 溶液反应的先后顺序为 a.2Fe 3++Fe===3Fe 2+b .2Fe 3++Cu===2Fe 2++Cu 2+实验④中 FeCl 3 完全与 Fe 反应(此时 Fe 应剩余)320.04 L (2)从第②组数据可以看出,FeCl 3 全部参与反应,假设只发生 a 反应,则溶解 Fe 的质量为 m (Fe)0.04=56× g =1.12 g,1.80 g -1.12 g =0.68 g 大于 0.64 g ,所以也有一部分 Cu 溶解,所以 0.64 g 全部为 Cu ,设在 1.80 g 样品中 Cu 、Fe 的物质的量分别为 x mol 、y mol2Fe 3++Fe===3Fe 2+2yy2Fe 3+ + Cu===2Fe 2++Cu 2+0.04-2y0.02-y0.6464即 x +y =0.03y 1 n (Fe)==0.5 moln (C ) 0.01 mol1 c (H 2SO 4)=0.1 L结合 56y +64x =1.80x 1得到: = 。
2.(2017·杭州市萧山区命题比赛试卷) 炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。
取某钢样粉末 28.12 g(假设只含 Fe 和 C),在氧气流中充分反应,得到 CO 2 气体 224 mL(标准状况下)。
(1)计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为_________________(最简单的整数比)。
(2)再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到 100 mL 相同浓度的稀 H 2SO 4 中,充分反应后, 测得的实验数据如表所示:实验序号加入钢样粉末的质量(g)生成气体的体积(L)(标准状况)Ⅰ2.8121.120 Ⅱ5.6242.240 Ⅲ8.4362.800则该硫酸溶液的物质的量浓度为__________________。
答案 (1)50∶1 (2)1.25 mol·L -1解析(1)n (C)=n (CO 2)=22.4 L·mol -10.224 L=0.01 mol28.12 g -0.01 mol×12 g·mol -156 g·mol -1 n (Fe ) 0.5 mol 50 所以 = = 。
在实验Ⅲ中,H 2SO 4 完全反应n (H 2SO 4)=n (H 2)=22.4 L·mol -12.800 L=0.125 mol0.125 mol=1.25 mol·L -1。
3.有未知浓度的 Ba(OH)2 和 NaOH 混合溶液,量取四份该溶液分别通入等量的 CO 2(已折算成标 准状况下的体积,不考虑 CO 2 在水中的溶解),生成沉淀的物质的量如下表:实验序号CO 2 体积(mL)样品体积(mL)沉淀物质的量(×10-2 mol)Ⅰ2 35220.01.50 Ⅱ2 35230.04.50 Ⅲ2 35240.06.00 Ⅳ2 35250.07.50(1)该混合溶液中 Ba(OH)2 的物质的量浓度=______________。
- 2 -323330.04L×c mol·L-10.06mol解析(1)加蒸馏水稀释至100mL后,H2SO4溶液的物质的量浓度=0.1L(2)m(Fe)=×56g·mol-1=0.56g;m(Zn)=0.224L解析Ba(OH)2和NaOH混合溶液中通入CO2气体,依次发生①Ba(OH)2+CO2===BaCO↓+H2O②2NaOH+CO2===Na CO3+H2O③Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO④BaCO3+H2O+CO2===Ba(HCO)2;根据图表数据,样品体积依次增大10mL,实验Ⅱ比实验Ⅰ沉淀物质的量增大0.03mol,实验Ⅲ比实验Ⅱ沉淀物质的量增大0.015mol,实验Ⅳ比实验Ⅲ沉淀物质的量增大0.015mol,说明实验Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ没有生成Ba(HCO3)2;实验Ⅰ生成沉淀比Ⅱ少0.03mol,说明实验Ⅰ上述4个反应均有发生,氢氧化钠完全转化成碳酸氢钠。
(1)根据Ⅲ数据,设混合溶液中Ba(OH)2的物质的量浓度为c mol·L-1Ba(OH)2+CO2===BaCO↓+H2O1mol1mol0.04L×c mol·L-10.06mol11=解得c=1.50。
(二)图像分析型4.(2015·浙江10月选考,29)量取8.0mL5.0mol·L-1H2SO4溶液,加蒸馏水稀释至100mL,取两份稀释后的H2SO4溶液各25mL,分别加入等质量的Zn和Fe,相同条件下充分反应,产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。
请计算:(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为__________mol·L-1。
(2)加入Fe的质量至少有__________g。
答案(1)0.40(2)0.655.0mol·L-1×0.008L=0.40mol·L-1。
0.224L22.4L·mol-122.4L·mol-1×65g·mol-1=0.65g。
铁、锌与H2SO4反应都生成了224mL的氢气,说明参加反应的铁与锌的物质的量相等,由于加入等质量的Zn和Fe,且每份硫酸的物质的量刚好为0.01mol,说明铁有剩余,锌和硫酸刚好完全反应,所以铁至少为0.65g。
5.取一定物质的量浓度的NaOH溶液10mL,通入一定量的CO2,再继续滴加入0.1mol·L-1的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示,试回答下列问3332n(HCl)=2n(CO2)=2×m(CO2)M(CO2)44g·mol-15.000g,n(CaCl2)=n(CaCO3)===0.05mol,n(CaCl2)∶n(HCl)=0.05题:(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为________________。
(2)原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液加盐酸后产生CO2气体最大体积(标准状况)为______________。
答案(1)0.75mol·L-1(2)112mL解析(1)当加入盐酸75mL时,产生二氧化碳气体体积最大,此时恰好完全反应,溶液中溶质为NaCl,Na+来自氢氧化钠,Cl-来自盐酸,n(Na+)=n(Cl-)=n(NaOH)=0.0075mol,所以每份溶液中c(NaOH)=0.75mol·L-1。
(2)由图示可知不产生气体需要盐酸的体积少于产生气体需要盐酸的体积,说明所得溶液为Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。
设溶液中Na2CO3物质的量为x mol,NaHCO3物质的量为y mol;0→25mL时发生反应:CO2-+H+===HCO-25→75mL时发生反应:HCO-+H+===H O+CO2↑x=0.025×0.1x+y=0.05×0.1n(CO2)=(x+y)mol=0.005mol,V(CO2)=112mL。
6.(2017·宁波市高三新高考选考适应性考试)向一定质量CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入浓度为1.000mol·L-1的Na2CO3溶液,反应过程中加入的Na2CO3溶液的体积与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。
(1)样品中物质的量之比n(CaCl2)∶n(HCl)=________。
(2)V2=__________L。
答案(1)1∶2(2)0.1000解析分析反应的过程可知:加入的碳酸钠先与盐酸反应,把盐酸消耗完了,才开始与氯化钙反应,开始生成沉淀,最后到达最高点CaCl2完全反应,据此分析解答。
由图示可知碳酸钠与盐酸反应生成气体2.200g,=2×2.200g=0.1mol;碳酸钠与氯化钙反应,生成沉淀m(CaCO3) 5.000gM(CaCO3)100g·mol-1V 2= = =0.100 0 L 。
3 3解析 (1)假设 19.20 g 全部为 CuO ,此时生成的 CO 2 最少。
n (CO 2)= 80 g·mol -1n [Ba(HCO 3)2]=0.2 L×1.20 mol·L -1- 197 g·mol -1 c [Ba(HCO 3)2]= 0.2 L333333mol∶0.1 mol =1∶2。
(2)根据 C 原子守恒可知:n (Na 2CO 3)=n (CO 2)+n (CaCO 3)=0.1 mol , n (Na 2CO 3) 0.1 mol c (Na 2CO 3) 1.000 mol·L -1(三)直接描述型7.(2017·杭州市萧山区命题比赛试卷)将 a mol Cl 2 通入过量的 NaOH 溶液中,产物中可能有 NaCl 、NaClO 、NaClO 3,且产物的成分与温度高低有关。
(1)改变温度,产物中 NaClO 3 的最大理论产量为____________ mol 。
(2)若某温度下,反应后 c (Cl -)∶c (ClO -)=6∶1,则溶液中 c (ClO -)∶c (ClO -)=___________。
a答案 (1) (2)1∶1△解析 (1)只发生 3Cl 2+6NaOH=====NaClO 3+5NaCl +3H 2O 反应,生成的 NaClO 3 最大,其物质的a量为 mol 。