题目内容

14．臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性．实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O3．
（1）若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为35.6 g•mol-1（保留一位小数）．
（2）将8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为3 L．
（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g．则原混合气中臭氧的体积分数为50%．
（4）常温下，称取不同氢氧化钠样品溶于水，加盐酸中和至pH=7，然后将溶液蒸干得氯化钠晶体，蒸干过程中产品无损失．
 氢氧化钠质量（g）氯化钠质量（g）
①2.403.51
②2.322.34
③3.483.51
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质，且实验数据可靠，通过计算，分析和比较上表3组数据，给出结论．

分析 （1）先根据转化率，利用方程式计算出各自的物质的量，然后根据平均摩尔质量等于气体的总质量与总物质的量之比；反应正向进行，混合气体的质量不变，物质的量减小；
（2）根据气体差量，利用差量法计算生成臭氧的体积；
（3）根据0.896L混合气体物质的量为$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，气态全部参与反应，根据氧气、臭氧的总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量，进而计算臭氧的体积分数；
（4）根据n=$\frac{m}{M}$计算各组实验中NaCl的物质的量，进而确定氢氧化钠的物质的量，再根据M=$\frac{m}{n}$计算各组氢氧化钠样品的摩尔质量，据此确定是否含有结晶水，确定样品组成进而得出结论．

解答 解：（1）假设有1molO2，反应的转化率为30%，发生反应的O2为：1mol×30%=0.3mol，
3O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O3
开始 1mol 0
反应 0.3mol 0.2mol
平衡 0.7mol 0.2mol
故反应后所得气体为0.2molO3和0.7molO2，平均摩尔质量为M=$\frac{0.7mol×32g/mol+0.2mol×48g/mol}{0.7mol+0.2mol}$=35.6 g/mol，
故答案为：35.6；
（2）3O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O3 △V
                        2             1
                V（O3） （8-6.5）L=1.5L
解得：V（O3）=2×1.5 L=3L；
故答案为：3；
（3）0.896L混合气体物质的量为$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，反应后固体质量增重21.6g-20g=1.6g，气态全部参与反应，设氧气、臭氧的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、总物质的量，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.04}\\{32x+48y=1.6}\end{array}\right.$
解得：x=0.02，y=0.02，故臭氧的体积分数为$\frac{0.02mol}{0.04mol}$×100%=50%，
故答案为：50%；
（4）实验①中NaCl的物质的量=$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.06mol，氢氧化钠样品的摩尔质量=$\frac{2.4g}{0.06mol}$=40g/mol，故为所取氢氧化钠样品为NaOH；
实验②中NaCl的物质的量=$\frac{2.34g}{58.5g/mol}$=0.04mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.04mol，氢氧化钠样品的摩尔质量=$\frac{2.32g}{0.04mol}$=58g/mol，故为所取氢氧化钠样品含有结晶水，结晶水数目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氢氧化钠样品应是NaOH．H2O；
实验③中NaCl的物质的量=$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.06mol，氢氧化钠样品的摩尔质量=$\frac{3.48g}{0.06mol}$=58g/mol，故为所取氢氧化钠样品含有结晶水，结晶水数目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氢氧化钠样品应是NaOH．H2O，
由上述分析，可得出结论：实验①所取氢氧化钠样品为NaOH、实验②③所取氢氧化钠样品为NaOH．H2O，
答：可得出结论：实验①所取氢氧化钠样品为NaOH、实验②③所取氢氧化钠样品为NaOH．H2O．

点评 本题考查物质组成的确定，关键是确定氢氧化钠样品中结晶水问题，侧重考查学生对实验数据分析处理能力，难度中等．

练习册系列答案
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分装日期见封底
储藏方法密封、避光、防潮
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