Question

9．若用N_A表示阿伏加德罗常数，请按要求完成以下空格．
（1）100mL质量分数为20%，密度为1.71g/mL的Al₂（SO₄）₃溶液中含SO₄^2-的数目为0.3N_A，含Al³⁺的物质的量为0.2mol，倒出80mL后剩余溶液中c（Al³⁺）=2mol/L，若再加水稀释至溶液为100mL，则此时c（SO₄^2-）=2.4mol/L．
（2）3mol O₂与2mol O₃质量之比为1：1，分子个数之比为3：2，原子个数之比1：1，它们在同温同压下的体积比是3：2．若将它们混合，则混合气体的平均摩尔质量为38.4g/mol，混合气体的密度与氢气的相对密度为19.2．
（3）1.01×10⁵Pa、0℃时气态单质X_n的密度为d g/L，则X的相对原子质量为$\frac{22.4d}{n}$．

Answer 1

分析 （1）求出100mL质量分数为20%，密度为1.71g/mL的Al₂（SO₄）₃溶液中Al₂（SO₄）₃的质量，继而能求出物质的量，然后根据1molAl₂（SO₄）₃中含3molSO₄^2-来计算SO₄^2-、Al³⁺的物质的量和个数；溶液是均一稳定的，和所取的溶液的体积无关；根据稀释前后溶质的物质的量不变来分析．
（2）氧气和臭氧均由氧原子构成；分子个数之比等于物质的量之比；在同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比；混合气体的平均摩尔质量$\overline{M}$=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$；气体的密度之比等于相对分子质量之比；
（3）1.01×10⁵Pa，273K时，气体摩尔体积是22.4L/mol，根据M=ρV_m计算该气体的摩尔质量，据此计算X的相对原子质量．

解答 解：（1）100mL质量分数为20%，密度为1.71g/mL的Al₂（SO₄）₃溶液中Al₂（SO₄）₃的质量m=100mL×1.71g/mL×20%=34.2g，故Al₂（SO₄）₃的物质的量n=$\frac{34.2g}{342g/mol}$=0.1mol，而1molAl₂（SO₄）₃中含3molSO₄^2-和2molAl³⁺，故0.1molAl₂（SO₄）₃中含0.3molSO₄^2-和0.2molAl³⁺，即含0.3N_A个SO₄^2-离子；由于溶液是均一稳定的，和所取的溶液的体积无关，故80mL溶液中c（Al³⁺）=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L；设稀释至100mL后硫酸根的浓度变为xmol/L，根据稀释前后溶质的物质的量不变可知：3mol/L×80mL=xmol/L×100mL．解得x=2.4mol/L．故答案为：0.3N_A；0.2mol；2mol/L；2.4mol/L；
（2）氧气和臭氧均由氧原子构成，3mol O₂与2mol O₃中均含6mol氧原子，故原子个数之比为1：1，则质量之比为1：1；分子个数之比等于物质的量之比，由于物质的量之比为3：2，故分子个数之比为3；2；在同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，故体积之比为3：2；混合气体的平均摩尔质量$\overline{M}$=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$=$\frac{32g/mol×3mol+48g/mol×2mol}{5mol}$=38.4g/mol；由于气体的密度之比等于相对分子质量之比，故混合气体的密度与氢气的相对密度为38.4：2=19.2，
故答案为：1：1；3：2；1：1；3：2；38.4g/mol；19.2；
（3）在273K时，气体摩尔体积是22.4L/mol，即V_m=22.4 L•mol^-1，X_n的相对分子质量为22.4d，X的相对原子质量是$\frac{22.4d}{n}$，
故答案为：$\frac{22.4d}{n}$．

点评 本题考查常用化学计量的有关计算，为高频考点，侧重对基础知识的巩固运用，注意把握相关计算公式的运用，难度不大．