题目内容

金属及其化合物变化多,用途广.请完成下列计算:
(1)等物质的量的镁在氧气中充分灼烧,产物质量为a g,比它在空气中灼烧所得产物增重b g.它在空气中灼烧后的产物中Mg3N2的质量分数是______(用a、b表示,只考虑空气中氮气、氧气参与反应).
(2)硬铝(因其主要成分,在此仅看作Al-Cu合金)常用于建筑装潢.1.18g某种硬铝恰好与10mL某浓度的硝酸完全反应,生成的混合气体(其中NO2与NO的体积比为2:1)再与448mL氧气(标准状况)混合,恰好能被水完全吸收.
①计算该硝酸的物质的量浓度.
②计算并确定此种硬铝的化学式.
③取5.1g Al-Mg合金与200mL 1mol?L-1的NaOH(aq)充分反应,产生气体a L.过滤,向滤液中通入V L CO2后开始出现沉淀,继续通入CO2使沉淀完全.过滤、洗涤、干燥、灼烧,得到固体5.1g.则a=______,V=______.(气体体积均为标准状况)
④向Cu、Cu2O和CuO的混合粉末中加入500mL 0.6mol?L-1 HNO3(aq),恰好完全溶解,同时收集到1120mL NO(标准状况).通过计算推断混合粉末中Cu的物质的量.

解:(1)在空气中燃烧质量减少的原因是生成了氮化镁,根据关系:Mg~MgO~O Mg~Mg3N2~N,设生成氮化镁的镁原子物质的量是xmol,氧元素和氮元素的质量差就是b,则有(16-×14)x=b,解得x=mol,生成的氮化镁质量是:100××=5b(g),氮化镁的质量分数是:;
故答案为:;
(2)①、根据电子的是守恒,金属失去的电子=HNO3得到的电子=NO、NO2混合气体失去的电子=氧气得到的电子
n(O2)==0.02mol;则转移电子的物质的量n(e-)=0.02mol×4=0.08mol
NO2 、NO混合气体中,设NO物质的量为a,则NO2物质的量为2a,则:3a+2a=0.08mol,a=0.016mol,
故n(HNO3)=0.02mol×3+0.01mol×2+3×0.016mol=0.128mol;硝酸的物质的量浓度是:c(HNO3)=0.128/0.01=12.8mol/L;
故答案为:12.8mol/L;
②、设合金中n(Al)=xmol、n(Cu)=ymol,则:3x+2y=0.08、27x+64y=1.18,得到x=0.02mol、y=0.01mol,故合金为:Al?2Cu;
故答案为:Al?2Cu;
③、向滤液中通入V L CO2后开始出现沉淀,氢氧化钠溶液过量,继续和二氧化碳反应生成碳酸氢钠;5.1g固体是氧化铝,物质的量是0.05mol,合金中的Al的物质的量是0.1mol,根据电子守恒,铝失去0.1mol×3=0.3mol电子,生成0.15mol氢气,标准状况下氢气体积是:a=22.4L/mol×0.15mol=3.36L;
200mL 1mol?L-1的NaOH(aq)中,氢氧化钠的物质的量是0.2mol,溶解合金中的金属0.1molAl,根据关系:Al~NaOH,消耗氢氧化钠的物质的量是0.1mol,剩余的氢氧化钠物质的量是:0.2mol-0.1mol=0.1mol,再根据关系式:2NaOH~CO2,n( CO2)=×0.1mol=0.05mol,V=22.4L/mol×0.05mol=1.12L;
故答案为:3.36;1.12;
④、1120mL NO(标准状况物质的量是0.05mol,电子转移的物质的量是:0.05mol(5-2)=0.15mol;
500mL 0.6mol?L-1 HNO3(aq)中硝酸的物质的量是0.3mol,根据氮原子守恒,硝酸铜的物质的量是:0.3mol-0.05mol=0.25mol;
设铜的物质的量为X;
由Cu元素守恒可得:2×n(Cu20)+n(CuO)+X=0.25mol,
由氧化还原反应得失电子守恒可知:X×2+2×n(Cu20)=0.15mol,
解之得:n(CuO)=X-0.05mol,
n(Cu20)=0.15mol-X,
所以:0.05mol<n(Cu)<0.15mol;
答:Cu的物质的量为0.05mol<n(Cu)<0.15mol.
分析:(1)设Mg3N2的物质的量为xmol,镁在空气中燃烧得到的固体质量为(a-b)g;列式求算即可;
(2)①②利用电子守恒,根据氧气的物质的量,求出得到的电子的物质的量,再分别计算出铝、铜物质的量,NO2 NO的物质的量;
③、V L CO2后开始出现沉淀,说明氢氧化钾过量,合金中的铝完全反应,aL气体是氢气,5.1g固体是氧化铝;
④、1120mL NO(标准状况)的物质的量是0.05mol,反应后生成了硝酸铜溶液,根据电子守恒和铜原子守恒计算出铜的物质的量范围.
点评:本题考查铜及其化合物的计算,涉及了混合物的计算,题目具有一定难度,注意从质量守恒和氧化还原反应得失电子守恒的角度分析.
练习册系列答案
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卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,研究卤素单质及其化合物具有重要意义。

(1)近年来,各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。据报道,在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化学知识作出如下判断:

当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯,最可能的存在形式是    和    。当另一种具有      (性质)的液态洁污剂与之混合,可能发生如下反应而产生氯气:            

                                                  。

(2)次氯酸盐的氧化性较强,可在碱性环境中将许多物质氧化,例如可用其将Fe3+氧化为新型杀菌消毒剂FeO42-,写出该反应的离子方程式                                                               。

(3)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点。一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:

W(s)+I2(g)WI2(g)。为模拟上述反应,准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL的密闭容器中, 加热使其反应。

如图是WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I(0~t­2时间段)的反应温度为T1,曲线II(从t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1。ks*5*u

1.20×10—3

 

1.80×10—3

 

t1      t2     t3      t/min

 

n(WI2)/mol

 

则:①该反应的△H     0(填“>” 或“=”或“<”)

②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2)=          。

③下列说法中不正确的是     (填序号)。

A.该反应的平衡常数表达式是

B.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上

C.利用该反应原理可以提纯钨

(4)25℃时,向5mL含有KCl和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL0.1mol/L的AgNO3溶液后,溶液中离子浓度由大到小的顺序是                      。

[不考虑H+和OH-。25℃时KSP(AgCl)=1.8×10-10、KSP(AgI)=8.3×10-17]。

(5)Mg常用作提纯Ti的试剂,已知:

①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H= —641kJ/mol   ②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)  △H= —770kJ/mol

请写出Mg与液态TiCl4反应提纯钛的热化学方程式                                              。

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                                                  。

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1.80×10—3

 

t1      t2     t3      t/min

 

n(WI2)/mol

 

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②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2)=          。

③下列说法中不正确的是     (填序号)。

A.该反应的平衡常数表达式是

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