题目内容

1.将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO).向反应后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g.下列叙述不正确的是(  )
A.当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L
B.当生成的沉淀量达到最大时,消耗NaOH溶液的体积V≥100mL
C.参加反应的金属的总质量3.6g<m<9.6 g
D.当金属全部溶解时,参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol

分析 将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO3中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO),发生反应:3Mg+8HNO3(稀)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
向反应后的溶液中加入过量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全,发生反应:Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3、Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜,生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g,氢氧根的物质的量为$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol,根据电子转移守恒,则镁和铜的总的物质的量为0.15mol,
A.根据电子转移守恒计算NO物质的量,结合气体不一定是标准状况判断;
B.加入的氢氧化钠可能中和未反应的硝酸;
C.利用极限法假定全为镁、全为铜计算判断;
D.根据方程式可知参加反应的n反应(HNO3)=$\frac{8}{3}$n(金属).

解答 解:将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO3中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO),发生反应:3Mg+8HNO3(稀)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
向反应后的溶液中加入过量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全,发生反应:Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3;Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜,生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g,氢氧根的物质的量为$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol,根据电子转移守恒,则镁和铜的总的物质的量为0.15mol,
A.镁和铜的总的物质的量为0.15mol,根据电子转移守恒可知生成的NO物质的量为:$\frac{0.15mol×2}{3}$=0.1mol,若为标准状况下,生成NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,但NO不一定处于标准状况,收集到NO气体的体积不一定为2.24L,故A错误;
B.若硝酸无剩余,则参加反应氢氧化钠的物质的量等于0.3mol,需要氢氧化钠溶液体积=$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL,硝酸若有剩余,消耗的氢氧化钠溶液体积大于100mL,即:消耗NaOH 溶液的体积V≥100mL,故B正确;
C.镁和铜的总的物质的量为0.15mol,假定全为镁,质量为0.15mol×24g/mol=3.6g,若全为铜,质量为0.15mol×64g/mol=9.6g,所以参加反应的金属的总质量(m)为:3.6g<m<9.6g,故C正确;
D.根据方程式可知参加反应的n反应(HNO3)=$\frac{8}{3}$n(金属)=0.15mol×$\frac{8}{3}$=0.4mol,故D正确;
故选A.

点评 本题主要考查混合物有关计算,题目难度中等,明确氢氧根离子的物质的量与转移电子的物质的量相等为解答关键,注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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(1)该反应正反应为吸热反应(填吸或放),温度为T5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T5℃时,该反应的平衡常数数值为0.2.
(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应bc(选填编号).
a.一定向逆反应方向移动      b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动      d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短.
物质电离平衡常数(25℃)
C6H5OHKi=1.28×10-10
H2CO3Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
(4)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5molN2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为10g.
(5)已知苯酚和碳酸的电离平衡常数如图所示请写出二氧化碳通入苯酚钠溶液的化学反应离子方程式C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-,请用电离平衡原理解释上述反应发生的原因以及确定生成物的依据二氧化碳与水结合生成碳酸,且碳酸酸性比苯酚酸性强,故能生成苯酚.碳酸的电离分两步:第一步:H2CO3?H++HCO3-,该步电离出的H+更容易结合C6H5O-生成酸性更弱的C6H5OH,导致第一步电离平衡正向移动,第二步电离:HCO3-?H++CO32-,C6H5OH酸性大于HCO3-,所以第二步电离出的H+更容易结合CO32-而不容易结合C6H5O-,故不影响第二步电离平衡.
6.近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注.由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
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反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O(g)△H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1

回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=+41.19 kJ•mol-1,反应Ⅲ自发进行条件是降低温(填“较低温”、“较高温”或“任何温度”).
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得在不同反应物起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示.
①据图可知,若要使CO2的平衡转化率大于40%,以下条件中最合适的是B
A.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol; 650K     B.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.7mol;550K
C.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.9mol; 650K     D.n(H2)=3mol,n(CO2)=2.5mol;550K
②在温度为500K的条件下,充入3mol H2和1.5mol CO2,该反应10min时达到平衡:
a.用H2表示该反应的速率为0.135 mol•L-1•min-1;
b.该温度下,反应I的平衡常数K=200;
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①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是CE(选填编号).
A.改用高效催化剂    B.升高温度   C.缩小容器体积  D.分离出甲醇  E.增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而增大(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”),其原因是反应I、反应III均为放热反应,温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇,反应II为吸热反应,温度升高使更多的CO2转化为CO,综上所述,CO的浓度一定增大.
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