Question

11．O₂和O₃是氧元素的两种单质，根据其分子式完成下列各题：
（1）等质量的O₂和O₃所含分子个数比为3：2，原子个数比为1：1．
（2）等温等压下，等体积的O₂和O₃所含分子个数比为1：1，原子个数比为2：3，质量比为2：3．
（3）配制100mL 1mol•L^-1的稀H₂SO₄溶液，需要用量筒量取浓H₂SO₄（密度为1.84g•mL^-1，质量分数为98%）的体积为5.4mL．
（4）现要配制1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液250mL，求：①需要含结晶水的碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O）71.5 g；②需要物质的量浓度为4mol•L^-1的Na₂CO₃溶液62.5 mL．

Answer 1

分析 （1）依据n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$，结合氧气和臭氧分子构成解答；
（2）依据阿伏伽德罗定律可知，等温等压下，等体积的气体具有相同的分子数、物质的量，结合n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$计算解答；
（3）依据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算浓硫酸的物质的量浓度，依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变计算需要浓硫酸的体积；
（4）若用固体配制溶液，依据n=CV、m=nM计算需要溶质的物质的量和质量，若用浓溶液配制稀溶液，依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变，计算需要浓溶液的体积．

解答 解：（1）依据n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$，分子数之比等于分子的物质量之比，等质量的O₂和O₃所含分子个数比等于物质的量之比为：$\frac{m}{32}$：$\frac{m}{48}$=3：2；氧气为双原子分子，臭氧为三原子分子，所以等质量的O₂和O₃所含原子个数之比为：3×2：2×3=1：1；
故答案为：3：2；1：1；
 （2）依据阿伏伽德罗定律可知，等温等压下，等体积的气体具有相同的分子数，所以等温等压下，等体积的O2和O3所含分子个数比为1：1，物质的量之比为1：1，原子个数比为：1×2：3×1=2：3；氧气与臭氧都是由氧原子构成，所以等物质的量的氧气与臭氧质量之比等于原子个数之比等于2：3；
故答案为：1：1； 2：3；  2：3；
（3）浓硫酸的物质的量浓度C=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$-18.4mol/L，设需要浓硫酸体积为V，则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得：18.4mol/L×V=100mL×1mol•L^-1，解答V=5.4mL；
故答案为：5.4；
  （4）用Na₂CO₃固体配制1mol/L的Na₂CO₃溶液250mL，则需要固体碳酸钠的物质的量n=1mol/L×0.25L=0.25mol；
若用含结晶水的碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O）配制，则需要碳酸钠晶体质量m′=286g/mol×0.25mol/L=71.5g；
若用物质的量浓度为4mol/L的Na₂CO₃溶液配制，设需要4mol/L的Na₂CO₃溶液体积为V，依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得：4mol/L×V=0.25mol，解得V=0.0625L，即62.5mL，
故答案为：71.5； 62.5．

点评 本题考查了物质的量有关计算，明确以物质的量为核心计算公式，熟悉溶液稀释规律是解题关键，题目难度不大．