题目内容

18．1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4 的混合气体1120mL （标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，下列说法正确的是
（1）该合金中铜与镁的质量之比是16：3
（2）NO2和N2O4 的混合气体的平均分子量为55.2  
（3）该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14mol/L
（4）得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是640mL．

分析 （1）金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，根据n=$\frac{m}{M}$计算氢氧根的物质的量，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，根据提供的电子物质的量与二者质量之和列方程计算x、y的值，据此解答；
（2）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算NO2和N2O4混合气体的物质的量，设二氧化氮的物质的量为amol，根据电子转移列方程计算；
（3）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算该浓硝酸的物质的量浓度；
（4）反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO3），再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：（1）金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：2x+2y=0.06、64x+24y=1.52，解得x=0.02，y=0.01，故合金中铜与镁的质量之比是：（64g/mol×0.02mol）：（24g/mol×0.01mol）=16：3，
故答案为：16：3；
（2）NO2和N2O4混合气体的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，设二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为（0.05-a）mol，根据电子转移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得a=0.04，则混合气体中N2O4的物质的量为：0.05mol-0.04mol=0.01mol，
混合气体中平均摩尔质量为：$\frac{46×0.04+92×0.01}{0.05}$g/mol=55.2g/mol，则混合气体的平均相对分子质量为55.2，
故答案为：55.2；
（3）该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为：$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14mol/L，
故答案为：14mol/L；
（4）反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L-0.04mol-（0.05-0.04）×2=0.64mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO3）=0.64mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.64mol}{1mol/L}$=0.64L=640mL，
故答案为：640mL．

点评 本题考查混合物的有关计算，题目难度中等，理解反应发生的过程为解答关键，是对学生综合能力的考查，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法．

练习册系列答案
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8．下列有关煤和石油的加工方法的叙述中错误的是（　　）
A．通过煤的直接或间接液化可以获得各种芳香烃
B．通过石油的催化重整等工艺可获取芳香烃
C．石油的裂化的目的主要是为了提高轻质油的产量
D．石油的裂解的目的主要是为了获取不饱和烯烃
9．瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO2）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、刺激性气味的气体--氯气．某学生使用这一原理设计如图所示的实验装置，并且利用制得的氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），据此回答下列问题：

（1）A仪器的名称是分液漏斗，所盛试剂是浓盐酸，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2（填化学式）．
（2）漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
（3）用漂白粉溶液浸泡过的有色布条，如晾晒在空气中，过一段时间，其漂白效果更好的原因是（用反应化学方程式表示）Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3+HCl
（4）D装置的作用是除去多余的Cl2，防止污染大气．
6．将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见有沉淀生成，继续通入另一种气体却有沉淀产生．则通入的气体可能是（　　）
①CO2    ②NH3    ③N2       ④Cl2⑤O3⑥H2      ⑦NO2．
A．①②③④⑤B．全部C．②④⑤⑦D．①④⑤⑦
13．将充满NO2 和O2混合气体的量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体的压强不变，水进入至量筒容积的一半处停止了，则原混合气体中NO2 和O2的体积比（　　）
A．3：2B．2：3C．11：9D．1：3
2．国庆期间，某同学旅游时发现，苗族人的银饰美丽而富有民族文化，制作银饰时可以选用Fe（NO3）3溶液做蚀刻剂．受此启发，该同学所在的化学兴趣小组选用Fe（NO3）3溶液清洗做过银镜反应的试管，发现不但银镜溶解，而且较少产生刺激性气体．对此，该化学兴趣小组对Fe（NO3）3溶液溶解银的原理进行探究：
【提出假设】假设1：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag；
假设2：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag．
假设3：Fe3+和酸性条件下的NO3-都能氧化Ag．
【验证假设】
（1）甲同学验证假设1．
①他用淡紫色的Fe（NO3）3•9H2O（摩尔质量为404g/mol） 晶体配制1.5mol/L的Fe（NO3）3 落液100mL．需要称取60.6g Fe（NO3）3•9H2O晶体，在配制过程中所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必需100mL容量瓶、胶头滴管；
②测得1.5mol/L的Fe（NO3）3溶液pH约为2，用离子方程式表示其原因Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+．
③将pH=2的HNO3溶液加入到镀有银镜的试管中，静置，观察到银镜缓慢溶解，表面产生少量的无色小气泡，该气泡在液面上方遇空气后变为红棕色，则溶液中发生反应的离子方程式应是3Ag+NO3-+4H+═3Ag++NO↑+2H2O．
④另取将pH=3的HNO3溶液加入到镀有银镜的试管中，静置，观察到银镜几乎不溶解，表面产生极少量的无色小气泡．
⑤另取1.5mol/L的Fe（NO3）3溶液加入到镀有银镜的试管中，静置，观察到银镜慢慢溶解，且溶液颜色加深变成棕色．查阅资料后得知，Fe2+能与NO形成配离子：Fe2++NO═[Fe（NO）]2+（棕色）．
（2）乙同学验证假设2．
分别用溶质的浓度为分为1.5mol/L和0.15mol/L的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中，放置一段时间，均几乎看不出银镜溶解．乙同学由此得出结论，假设2不成立．
（3）丙同学认为乙同学的结论是错误的，他认为乙同学实验中无明显现象另有原因，请推测可能的原因可能是Fe3+与Ag发生了反应，但生成的Ag+与Cl-形成沉淀阻止了反应继续进行，也可能是FeCl3溶液浓度太小而不能溶解银．
【思考与交流】根据以上信息综合分析，浓、稀Fe（NO3）3溶液溶解银镜时，发生的反应可能有什么不同？Fe（NO3）3浓溶液中，Fe3+、NO3-都氧化了Ag，Fe（NO3）3稀溶液中可能只有NO3-氧化了Ag．
9．草酸是一种重要的化工原料，广泛用于药物生产、高 分子合成等工业，草酸晶体受热到100C时失去结晶水，成为无水 草酸．某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解一氧化一水解循 环进行制取草酸．
在反应器中揽摔1拉制一定温度
抽滤③■钼品?①

请跟据以上信息回答下列问题：
（1）图示①②的氧化一水解过程是在上图1的装置中进行的，指出装置B的名称冷凝管，B装置的作用是冷凝回流硝酸．
（2）图示①②的氧化一水解过程中，在硝酸用量、反应的时间等条件均相同的情况下，改 变反应温度以考察反应温度对草酸收率的影响，结果如图2所示，请选择最佳的反应 温度为70℃，为了达到图2所示的温度，选择图1的水浴加热，其优点是便于控制温度，使装置受热均匀．
（3）要测定草酸晶体（H2Q04+2H20）的纯度，称取7.200g制备的草酸晶体溶于适量水配成250mL溶液，取25.00mL草酸溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性高锰酸钾溶液滴 定（5H2C2〇4+2Mn〇4-+6H+=2Mn2++10C02T+8H20），
①取25.00mL草酸溶液的仪器是酸式滴定管，
②在草酸纯度测定的实验过程中，若滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，会使实验结果偏高．（填“偏高”“偏低”或“没有影响”）
③判断滴定已经达到终点的方法是：向锥形瓶中滴入最后一滴高锰酸钾标准液，锥形瓶中溶液变成浅红色且半分钟后不变色．
④达到滴定终点时，消耗高锰酸钾溶液共20.00mL，则草酸晶体的纯度为87.5%．
6．（1）写出表示含有8个质子、10个中子、10个电子的离子的符号818O2-．
（2）周期表中位于第8纵行的铁元素属于第VIII族．
（3）周期表中最活泼的非金属元素位于第二周期VIIA族．
7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4．已知25℃时，8g CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式正确的是（　　）
A．2 CH4 （g）+4O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=+890kJ/mol
B．CH4+2 O2=CO2+2H2O△H=-890kJ/mol
C．CH4 （g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ/mol
D．$\frac{1}{2}$CH4 （g）+O2（g）=$\frac{1}{2}$CO2（g）+H2O（g）△H=-445kJ/mol

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