题目内容

2.(1)在标准状况下4.48L CH4和CO2混合气体的质量为6.0g,则混合气体平均摩尔质量为30 g/mol,相对于氢气的密度为15;CH4和CO2的质量比为4:11.
(2)相同体积、相同物质的量浓度的AgNO3溶液,分别与相同体积的KCl、CuCl2、AlCl3溶液反应恰好完全反应,则KCl、CuCl2、AlCl3三种溶液的物质的量浓度之比为6:3:2.
(3)标准状况下,V L的某气体(摩尔质量为M g•mol-1)溶解在1L水(水的密度近似为1g•cm-3)中,假设气体完全溶解且不与水发生反应,溶液的密度为ρg•cm-3,则所得溶液的物质的量浓度c=$\frac{1000ρV}{22400+VM}$mol/L.(选择以上字母表达计算式,要求化简).

分析 (1)根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算混合气体总物质的量,根据$\overline{M}$=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$计算平均摩尔质量,相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比,根据总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量,再根据m=nM计算二者质量之比;
(2)相同体积、相同物质的量浓度的AgNO3溶液中的AgNO3物质的量相同,则氯离子物质的量相等,假设氯离子为3mol,计算KCl、CuCl2、AlCl3的物质的量,溶液体积相等,浓度之比等于其物质的量之比;
(3)根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算气体的物质的量,根据m=nM计算气体质量,根据m=ρV计算水的质量,溶液质量=水的质量+气体质量,根据V=$\frac{m}{ρ}$计算溶液体积,再根据c=$\frac{n}{V}$计算溶液物质的量浓度.

解答 解:(1)混合气体总物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol,则平均摩尔质量为$\frac{6g}{0.2mol}$=30g/mol,
相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比,则混合气体相等氢气密度为$\frac{30g/mol}{2g/mol}$=15,
设甲烷、二氧化碳物质的量分别为xmol、ymol,则:$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{16x+44y=6}\end{array}\right.$,解得x=y=0.1,故CH4和CO2的质量比为0.1mol×16g/mol:0.1mol×44g/mol=4:11,
故答案为:30;15;4:11;
(2)相同体积、相同物质的量浓度的AgNO3溶液中的AgNO3物质的量相同,则氯离子物质的量相等,假设氯离子为3mol,则KCl为3mol、CuCl2为1.5mol,AlCl3为1mol,溶液体积相等,浓度之比等于其物质的量之比,故KCl、CuCl2、AlCl3三种溶液的物质的量浓度之比为3mol:1.5mol:1mol=6:3:2,
故答案为:6:3:2;
(3)气体的物质的量为$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol,气体质量为$\frac{V}{22.4}$mol×Mg/mol=$\frac{VM}{22.4}$g,水的质量为1000mL×1g/mL=1000g,溶液质量=(1000+$\frac{VM}{22.4}$)g,溶液体积为$\frac{(1000+\frac{VM}{22.4})g}{1000ρg/L}$=$\frac{22400+VM}{22400ρ}$L,溶液物质的量浓度为$\frac{\frac{V}{22.4}mol}{\frac{22400+VM}{22400ρ}L}$=$\frac{1000ρV}{22400+VM}$mol/L,
故答案为:$\frac{1000ρV}{22400+VM}$.

点评 本题考查物质的量有关计算,注意对物质的量浓度定义式的理解,(3)中计算溶液体积是关键,难度不大.

练习册系列答案
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13.为探究乙烯的制取及乙烯和溴水反应的有关问题,甲、乙、丙三同学进行了如下实验活动,请你参与他们的活动并回答相关问题.
(1)甲设计了如图所示的实验装置,并进行实验.当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,溴水的颜色迅速褪去.甲认为达到了实验目的.请写出甲实验中两个主要反应的化学方程式:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2 →CH2BrCH2Br.烧瓶中除加入浓硫酸和无水乙醇外,还需要加入碎瓷片(或沸石).装置中氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气,防止污染.
(2)乙考察了甲的实验过程,发现下列两个问题:
①当温度升到160℃左右时混合液呈黑色,在超过170℃后生成气体的速率明显加快并有刺激性气味的气体生成.则乙同学观察到的黑色物质是C,刺激性气味的气体是SO2
②当一定量的溴水中的溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超过许多.如果装置的气密性没有问题,则其可能的原因是乙醇在浓硫酸、加热的条件下如果温度不能迅速达到170℃可以生成乙醚、乙烯通入速率过快.
(3)丙为验证生成的气体与溴水的反应是加成而不是取代,提出甲的装置必须先作“在A、B之间增加一个装有烧碱溶液的洗气装置后再开始加热”的改进,然后用pH试纸来测试反应后B中溶液的酸性即可验证,则丙提出的增加一个洗气装置的理由是除去二氧化硫等酸性气体,此时用pH试纸来进行实验能够达到实验目的原因是如果发生了取代反应,则B中溶液的酸性增强.丙认为按甲的装置进行实验,烧瓶内混合液在实验过程中可能还有另外两种气体产生,这两种气体是CO2、SO2
12.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯,将生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应.
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量有还原性的杂质气体,由此他提出必须先把杂质气体除去,再与溴水反应.
请你回答下列问题:
(1)①制取乙烯的化学方程式为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2═CH2↑+H2O.
②乙烯与溴水发生加成反应的化学方程式为:CH2═CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br.
(2)甲同学设计的实验不能(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是AC.
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应      B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯          D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(3)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是SO2,它与溴水发生反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O═4H++SO22-+2Br-
在验证过程中必须除去杂质气体,为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是:ⅠB,ⅡA,ⅢC.(填序号)
A.品红溶液  B.NaOH溶液      C.溴水  D.酸性高锰酸钾溶液
(4)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测定反应溶液的酸性,理由是:如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证.

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