Question

17．（1）在同温、同压下，实验测得CO、N₂和O₂三种气体的混合气体的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的质量分数为27.6%．若其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为48.3%．
（2）相同条件下，某Cl₂与O₂混合气体100mL恰好与150mL H₂化合生成HCl和H₂O，则混合气体中Cl₂与O₂的体积比为1：1，混合气体的平均相对分子质量为51.5．
（3）已知24g A和40g B恰好完全反应生成0.4mol C和32g D，则C的摩尔质量为80g/mol．
（4）把1mol Na和1mol Mg分别投入到等量且过量的盐酸中，分别得到溶液a和b，则溶液a和b的质量关系为m_a=m_b．
（5）如图为实验室某浓盐酸试剂瓶的标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
①该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为11.9 mol•L^-1．
②标准状况下，1.00L水（密度为1.00g•cm^-3）吸收353 L的HCl可制得上述浓盐酸．

Answer 1

分析 （1）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，根据平均相对分子质量确定x、y关系，据此计算解答；
（2）由于氯气能与氢气化合生成了氯化氢，氧气与氢气化合生成了水，设与氯气的气体为X，则氧气的体积为（100mL-x），根据方程式表示出各自消耗氢气的体积，结合消耗氢气总体积列方程计算，相同条件下体积之比等于物质的量之比，根据M=$\frac{m}{n}$计算平均摩尔质量，进而确定平均相对分子质量；
（3）根据质量守恒计算生成C的质量，再根据M=$\frac{m}{n}$计算其摩尔质量；
（4）钠溶于盐酸后，溶液增加的质量=钠的质量-氢气的质量，镁溶于盐酸后，溶液增加的质量=镁的质量-氢气的质量；
（5）①根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算；
②先设氯化氢的体积，根据氯化氢的体积计算其质量，再根据质量发生公式计算氯化氢的体积．

解答 解：（1）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为14.5×2=29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的总物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，则28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，故氧气的质量分数=$\frac{1mol×32g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为：$\frac{1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=48.3%，
故答案为：27.6%；48.3%；
（2）设氯气的气体为x，氧气的体积为（100mL-x），则：
Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl      2H₂ +O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O
x   x        2（100mL-x）（100mL-x）
所以，x+2（100mL-x）=150mL，
解得：x=50mL，氧气的体积为100mL-50mL=50mL，所以，混合气体中Cl₂和O₂的体积之比为50mL：50mL=1：1．假设氯气和氧气各1摩尔，则混合气体的平均摩尔质量为：$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol，即平均相对分子质量为51.5，
故答案为：1：1；51.5；
（3）根据质量守恒得C的质量=24gA+40g-32g=32g，M=$\frac{32g}{0.4mol}$=80g/mol，
故答案为：80g/mol；
（4）3L浓度1mol/L的盐酸中HCl的物质的量为3mol，与1mol钠和1mol镁反应时盐酸均过量，钠和镁均完全反应，故生成的氢气的物质的量取决于钠和镁．1mol钠和盐酸反应生成0.5mol氢气，1mol镁和足量盐酸反应生成1mol氢气，
氯化钠溶液中增加的质量=23g/mol×1mol-0.5mol×2g/mol=22g，
氯化镁溶液中增加的质量=24g/mol×1mol-1mol×2g/mol=22g，所以溶液a和b的质量大小关系为m_a=m_b，
故答案为：=；
（3））①c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×1.19g/mL×36.5%}{36.5g/mol}$=11.9mol/L，
故答案为：11.9；
②设HCl的体积为VL，标况下，氯气的值量=$\frac{V}{22.4}$×36.5g，水的质量=1000mL×1.00g•cm^-3=1000g，
其质量分数：$\frac{\frac{V}{22.4}×36.5g}{\frac{V}{22.4}×36.5g+1000g}$×100%=36.5%，
解得：V=353，
故答案为：353．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算、混合物反应的计算，题目难度中等，试题知识点较多、计算量较大，充分考查学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意掌握物质的量浓度、摩尔质量的概念及计算方法．