(3)产生0.1mol Cl2则转移电子的物质的量为mol(4)ClO2具有很强的氧化性。因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的倍。
命题思路:以陌生的化学反应方程式,考查对于物质性质的判断及利用新信息(消毒效果)处理问题的能力。
解题思路:
(1)根据化合价升降配平方程式
2KClO3+4HCl(浓)=2KC化合价降低1×2lO2↑+Cl化合价升高2×12↑+2H2O未知物化学式可用观察法,由氢氧原子个数确定为H2O(2)根据生成KCl知2mol HCl显酸性,2mol HCl被氧化,显还原性。
(3)产生1mol Cl2转移电子2mol,所以产生0.1mol Cl2时,转移电子0.2mol(4)每摩尔ClO2可得5mol电子,单位质量得电子数5mol67.5g,而每摩尔Cl2可得电子2mol,单位质量得电子数2mol71g,二者比值为567.5:271=2.63
答案:(1)2,4,2,2,1,2H2O(2)①(3)0.2(4)2.63
【习题精选】
一、选择题
1.等体积的KCl、MgCl2、AlCl3三种溶液,分别与等物质的量浓度等体积的AgNO3溶液反应,恰好使Cl-完全沉淀为AgCl。则原来KCl、MgCl2、AlC3溶液的物质的量浓度之比是
A.1:2:3 B.1:1:1 C.6:3:2 D.3:2:1
2.某元素R的氯化物溶液10mL,其浓度为0.05mol/L,其恰好与15mL的0.1mol/LAgNO3溶液反应完全,则R氯化物的化学式为
A.RClB.RCl2C.RCl3D.RCl4
3.KOH溶液与稀硫酸的物质的量浓度比为1:2,若要使两溶液恰好中和,则KOH溶液与稀硫酸的体积比应该是()
A.4:1 B.1:4C.1:2D.2:1
4.有H2与CO按体积比1:2混合而成的气体V L,若要使其完全燃烧,则需消耗O2的体积(同条件)是()
(A)V L(B)2V L(C)3V L(D)0.5V L5.有10mL 0.15mol/L的某金属阳离子Mn+溶液,恰好能与15mL,0.1mol/L的Na2CO3溶液中的CO2-3反应,完全生成沉淀,则n值是()
A.1B.2C.3D.4
6.用0.1mol/L的Y2-溶液30mL,恰好将0.002mol XO-4离子还原,且Y2-被氧化为Y单质,则元素X在还原产物中的化合价是
A.+1B.+2C.+3D.+4
答案:
1.C。(三个反应消耗AgNO3等量,设均为1mol,按反应时的化学方程式所需KCl、MgCl2、AlCl3分别依次为1mol、12mol、13mol,又三溶液的体积相同,其浓度之比应为11:12:13,即6:3:2。)
2.C。(将题给数据整理,得RClx为0.5mmol[毫摩]、AgNO3为1.5mmol。
RClx+xAgNO3→xAgCl↓+R(NO3)x0.5mmol1.5mmol
得反应物的物质的量比为1:3,可知R的氯化物是RCl3。)
3.A。(KOH与H2SO4中和的反应是:2KOH+H2SO4→K2SO4+2H2O反应物的物质的量比为2:1。设所用H2SO4浓度为2mol/L,体积1L,含H2SO4 2mol,则需KOH 4mol。又KOH溶液浓度为H2SO4的12,即1mol/L,可知需此溶液为4L。)
4.D。(两气体燃烧时的反应式为:
2H2+O2点燃2H2O2CO+O2点燃2CO2均耗O2为可燃气体体积的一半。不论H2,CO以何种比例混合,耗O2量也均是混合可燃气体积的一半。)
5.B。(整理题给数据,n(Mn+)为0.01L×0.15mol/L=0.0015mol,n(CO2-3)为0.015L×0.1mol/L=0.0015mol,它们的物质的量比为1:1,则反应式:xMn++yCO2-3→Mx(CO3)y↓中x=y,即沉淀是MCO3,Mn+是M2+。)
6.D。(Y2-转化为Y单质时为Y2--2e→Y,即1mol Y2-失2mol电子。又XO-4中X应为+7价。按题意,n(Y2-=0.1mol/L×0.03L=0.003mol,其失电子应为0.006mol。且此量电子被题给的0.002mol XO-4中的X+7得到。即1mol XO-4中的X+7要得到3mol电子,其还原产物为X+4。)
二、填空题
1.用MnO2和浓盐酸反应制取氯气,当有4molHCl被氧化时,生成的氯气在标准状况下的体积是。
2.往50.0mL溴化亚铁溶液中缓慢通入1120mL氯气(标准状况),溶液中还原性离子只有2/3溴离子未被氧化。则原溴化亚铁溶液的物质的量浓度为。
3.在25℃,101kPa条件下,将15L氧气通入10L一氧化碳和氢气的混合气体中,使其完全燃烧,干燥后,恢复至原来的温度和压强。(2002年全国高考题)
(1)若剩余气体的体积是15L,则原CO和H2的混合气中V(CO)=L,V(H2)L。
(2)若剩余气体的体积是a L,则原CO和H2的混合气中V(CO):V(H2)=。
(3)若剩余气体的体积为a L,则a的取值范围是。
答案:
1.由方程式分析:MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+2H2O+Cl2↑,参加反应的氯化氢只有部分被氧化。
2HCl(被氧化)~失去2e-~Cl1↑2mol22.4L
4molV
∵24=22.4LV∴V=44.8L
2.依据反应:Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-可判断离子的还原性:Fe2+>Br-,据题意,溴离子部分被氧化,则Fe2+全部被氧化。
解:设原溶液中溴化亚铁的物质的量为x,则Fe2+的物质的量为x,Br-物质的量为2x,被氧化的Br-物质的量为2x/3。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
xx22x3x3
氯气的物质的量:x2+x3=1.12L22.4L/mol解得:x=0.06mol因此c(FeBr2)=0.06mol0.05L=1.2mol/L3.(1)5,5;(2)a-1020-a;(3)10<a<20
(提示:物质的量相同的一氧化碳、氢气完全燃烧耗O2相同,选用10L一氧化碳、氢气完全燃烧耗氧气为5L,即剩余气体中有10L为剩余氧气。此外注意25℃时水为液态。最后一问可以用极值假设法,假设10L混合气都是氢气或都是一氧化碳,从而找出a值的上下限。)
三、计算题
1.在标准状况下的22.4LO2,经臭氧发生装置有30%转化为臭氧(O3),求所得混合气体的平均摩尔质量。
*2.有在标准状况下的氢气和氯气的混合气体9L,经引燃充分反应后使得到的气体溶于一定量水后,得到3.57mol/L的盐酸100mL。求原混合气中氢气所占的体积分数。
3.取50.0mL Na2CO3和Na2SO4混合溶液,加入过量的BaCl2溶液后,得到14.51g白色沉淀。用过量硝酸处理后沉淀减少到4.66g,并有气体放出试计算:(1)原混合溶液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度。
(2)产生气体在标准状况下的体积。(1995年高考题)
*4.将36g碳和2mol氧气在一定条件下反应,测得生成氧化物100g,求生成的氧化物的物质的量。
说明:*题有一定难度。
答案:
1.n(O2)=22.4L/22.4L mol-1=1mol反应为:
3O2 2O3
32
1mol×30%n(O3)
得n(O3)=0.2mol
剩余O2为:(1-0.3)mol=0.7mol按质量守恒则混合气的质量与1mol O2相等,即32g,但反应后气体的物质的量变为:0.2mol+0.7mol=0.9molM-=m(混合气)n(混合气)
=32g0.9mol
=35.6g/mol
*2.所得盐酸中n(HCl)=0.1L×3.57mol/L=0.357mol①设参加反应的氯气为V(Cl2):
H2+Cl2点燃2HCl
22.4L 22.4L2mol
V(Cl2)0.357mol
∴V(Cl2)=4L,参加反应的V(H2)=4L未参加反应的H2为:9L-4L-4L=1L体积分数φ(Cl2)=4L/9L=44.4%②设参加反应的氢气为V(H2),按上述方法得余氯气为1L,则φ(Cl2)=(4L+1L)/9L=55.6%答:若反应后余Cl2则原来的氯气为55.6%;若余氢,原来氯气为44.4%。
3.(1)开始时生成的白色沉淀为BaSO4和BaCO3的混合物,其中不溶于硝酸的是BaSO4;溶且放出气体CO2的是BaCO 3。
m(BaSO4)=4.66g
∴n(BaSO4)=4.66g/233g/mol=0.02molm(BaCO3)=14.51g-4.66g=9.85gn(BaCO3)=9.85g/197g/mol=0.05mol按反应式:
Na2SO4+BaCl22NaCl+BaSO4↓Na2CO3+BaCl22NaCl+BaCO3↓得n(Na2SO4)=n(BaSO4)
n(Na2CO3)=n(BaSO4)
c(Na2SO4)=0.02mol0.05L=0.40mol/Lc(Na2CO3)=0.05mol0.05L=1.0mol/L(2)设生成CO2的体积为V(CO2)
BaCO3+2HNO3Ba(NO3)2+CO2+H2O1mol22.4L
0.05molV(CO2)
解之,V(CO2)=1.12L
*4.①n(C)=36g÷12g/mol=3moln(O2)题给2mol设反应后的氧化物只有CO,则应为3mol3mol×28g/mol=84g与题给100g不符,不合理。
设反应后的氧化物只有CO2,则也应为3mol3mol×44g/mol=32g>100g,不合理。
∴生成的氧化物为CO、CO2两种
②设生成CO的物质的量为x。CO2的物质的量为y2C+O22CO
2mol1mol2mol
(x)(0.5x)x
C+O2CO2
1mol1mol1mol
yyy
∴x+y=3(碳守恒)
0.5x+y=2(氧守恒)
解之,x=2mol,y=1mol用所得数据检验是否合理
m(CO·CO2)=2mol×28g/mol×44g/mol=100g合理
答:生成2mol CO,1mol CO2。