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文檔簡介
1、電子式書寫方法一覽電子式是表示微粒最外層電子結構的化學式。通常是在元素符號的周圍,用小黑點“”(或“*”)等符號表示元素的原子或離子的最外層電子個數(shù)。用電子式可以表示原子、離子、單質(zhì)分子,也可表示共價化合物、離子化合物及其形成過程。書寫電子式應該注意:1. 無論何種微粒,其電子式都是由原子為基本單位組成的,不能出現(xiàn)角碼甚至系數(shù)。2. 組成各種微粒的各個原子的電子式,必須力求均勻、對稱。穩(wěn)定的8電子結構通常表示為四對電子(一般為元素符號的上、下、左、右各一對電子.)。3. 電子式只能用示表示由主族元素形成的物質(zhì),不能表示由過渡元素形成的物質(zhì)。一. 原子:依據(jù)元素的原子最外層電子個數(shù)的多少,先用小
2、黑點“”(或“*”)等符號在元素符號上、下、左、右各表示出1個電子,多余的電子配對。例如:二. 離子:1. 陽離子:簡單陽離子由于在形成過程中已失去最外層電子,所以其電子式就是其離子符號本身。例如:Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Ba2+ Al3+復雜的陽離子(例如NH4+、H3O+等.) 除應標出共用電子對、非共用電子對等外,還應加中括號,并在括號的右上方標出離子所帶的電荷。2. 陰離子:無論是簡單陰離子,還是復雜的陰離子,都應標出電子對等,還應加中括號,并在括號的右上方標出離子所帶的電荷。例如:三. 共價型單質(zhì)分子:必須正確地表示出共用電子對數(shù),并滿足每個原子的穩(wěn)定結構。例如:四. 共價
3、化合物:共價化合物電子式的書寫,基本與共價型單質(zhì)分子相同,一般為正價者在前。對于不同價態(tài)的元素的原子,一般將化合價絕對值大的寫在中間,絕對值小的寫在周邊。例如:五. 離子化合物:離子化合物電子式的書寫,是將陰陽離子(陽離子在前,陰離子在后.)拼在一起。對于不同價態(tài)的離子,也按其絕對值,遵照“大值在中間、小值在周邊”的原則書寫。例如:六. 用電子式表示化合物的形成過程:1. 共價化合物的形成過程示例:2. 離子化合物的形成過程示例:* 請寫出下列物質(zhì)的電子式:MgC2、Li3N、HNO3、NO、N2H4、CS2-用守恒法解有關鎂、鋁和鐵的計算題 有關金屬的計算題,解題方法有多種,其中最重要的一種
4、是守恒法,這種方法常常能快速,準確地解出較難的計算題!一、得失電子守恒與終態(tài)法結合例1:將5.1 g鎂和鋁投入500 ml 2 mol/L的鹽酸中,生成氫氣0.5 g,金屬完全溶解:再加入4 mol/L的NaOH溶液, (1)若要使生成的沉淀最多,則應加入NaOH溶液的體積是( ) A. 200 ml B. 250 ml C. 425 ml D. 560 ml 解析:要使生成的沉淀最多,Mg2+和Al3+全部生成Mg(OH)2和Al(OH)3 沉淀,溶液中溶質(zhì)只含NaCl,據(jù)Na+與Cl-守恒有500×2=4×V(NaOH),所以V(NaOH)=250 ml。 (2) 生成
5、沉淀的質(zhì)量最多是( ) A. 22.1 g B. 8.5 g C. 10.2 g D. 13.6 g解析:從始態(tài)(金屬鎂和鋁)到終態(tài)(Mg(OH)2和Al(OH)3)沉淀,固體增加的質(zhì)量為OH-的質(zhì)量,只要計算出OH-的物質(zhì)的量即可,而OH-的物質(zhì)的量等于反應中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量,因反應中生成氫氣0.5 g,所以轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為氫氣物質(zhì)的量的2倍,即0.5 mol e,答案為 D。例2:向100 ml水中投入K和Al共15 g,充分反應后,剩余金屬為1.8 g(1)計算放出H2多少升(標準狀況下)解析:剩余金屬1.8 g只可能是Al(因鉀要與水反應),鉀與水反應生成KOH和H2 ,KO
6、H再與Al反應(因金屬Al有剩余,所以生成的KOH完全反應),2K +2H2O = 2KOH + H2 2KOH + 2H2O + 2Al = 2NaAlO2 + 3 H2 + 得:2K + 2Al+ 4H2O = 2NaAlO2 + 4H2有關系式 金屬質(zhì)量氫氣體積(標準狀況下) 66 g 44.8 L V(H2) V(H2)=8.96L(2)過濾出未反應的金屬,向濾液中逐滴加入4 mol/L的H2SO4溶液,生成沉淀的最大值是多少,此時消耗H2SO4溶液的體積是多少?解析:據(jù)Al守恒有關系式:AlAl(OH)3可計算生成沉淀的質(zhì)量。 要使生成的沉淀最多,Al3+全部生成Al(OH)3 沉淀
7、,溶液中溶質(zhì)只含K2SO4溶質(zhì),據(jù)K+與SO42-守恒有關系式 2 KH2SO4 2 mol 1 mol 0.2 mol 4×V(H2SO4) V(H2SO4)=25 ml(3)生成沉淀后,再加入H2SO4溶液,使沉淀剛好完全溶解,此時消耗H2SO4溶液的體積是多少?解析:沉淀剛好完全溶解時,溶液中只有K2SO4 和Al2(SO4)3。由電荷守恒有:2n(SO42- )=3n(Al3+)+n(K+),所以有n(H2SO4)=3/2n(Al)+1/2n(K) 答案為100 ml。二、電荷守恒的運用例3:將K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三種混合溶液加H2SO4酸化。測
8、得C(SO42- )=0.105 mol/L,C(Al3+)=0.055 mol,pH=2.0(假設H2SO4完全電離為H+和SO42- )則C(K+)為:A. 0.045 mol/L B. 0.035 mol/L C. 0.055 mol/L D. 0.040 mol/L解析:因pH=2.0 所以C(H+)= 0.01 mol/L,C(OH-)很小,忽略不計。根據(jù)電荷守恒有:C(K+)+ 3C(Al3+)+ C(H+)= 2C(SO42- ) 解之:C(K+)=0.035 mol/L例4:現(xiàn)有 K2SO4 和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2的混合溶液,其中n(SO42- )=2 mol
9、 向混合溶液逐滴加入KOH,使生成的沉淀剛好完全溶解時,消耗2 mol KOH溶液,求原溶液中的K+的物質(zhì)的量?解析:生成的沉淀剛好完全溶解時,消耗2 mol KOH溶液,由反應 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O n(Al3+)=n(OH-)/4=0.5 mol 設原溶液中的K+的物質(zhì)的量為n(K+原),由電荷守恒,對原溶液有n(K+原)+ 3n(Al3+) = 2n(SO42- ) 加入2 mol KOH溶液后,由電荷守恒有:n(K+原)+ n(K+加入)= n(AlO2-) + 2n(SO42- ) 由Al元素守恒有:n(Al3+) = n(AlO2-) 聯(lián)立解得:n(
10、K+原)=2.5 mol 例 5:某些化學試劑可用于凈水。水處理中使用一種無機高分子,化學式為Al2(OH)nCl m·yH2Ox,式中m等于 A. 3-n B. 6-n C. 6+n D. 3+n解析:由電荷守恒有:3 n(Al3+)=n(OH-)+ m(Cl-) 即 3×2 = n + m m = 6-n 例6:非整數(shù)比化合物Fe0.95O具有NaCl晶體結構,由于n(Fe):n(O)<1,所以晶體結構存在缺陷,在Fe0.95O中,+3價的Fe占總鐵量的 A. 10.0% B. 85.0% C. 10.5% D. 89.50% 解析:設+3價鐵為x mol,依電荷
11、守恒有:3n(Fe3+) + 2n(Fe2+) = 2n(O2-),即:3x + 2(0.95-x)= 2×1 x=0.1 +3價的Fe占總鐵量的0.1/0.95×100% = 10.5% 三、質(zhì)量守恒或電荷守恒與電解質(zhì)溶液的相關知識結合例7:常溫下由HCl、MgCl2 、AlCl3 組成的混合溶液1.0 L,其物質(zhì)的量濃度分別為0.1 mol/L、0.1 mol/L、1.2 mol/L(1)已知溶液中的C(Mg2+)與溶液pH的關系為:lg C(Mg2+)=17-2pH向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9 能否析出Mg(OH)2沉淀?解析:將pH=9代入lg C(Mg2
12、+)=17-2pH 計算出C(Mg2+)=0.1 mol/L所以不能析出Mg(OH) 2沉淀。(2)向混合溶液中加入NaOH容液,溶液中AlO2- 隨pH 變化如下表: 試寫出堿性條件下AlO2- 與pH的關系式:解析:常溫下pH=8時,C(H+)=10-8 mol/L C(OH-)=10-6 mol/LC(AlO2-)=10-3 mol/L pH=9時,C(H+)=10-9 mol/L C(OH-)=10-5 mol/L C(AlO2-)=10-2 mol/L pH=10時,C(H+)=10-10 mol/L C(OH-)=10-4 mol/L C(AlO2-)=10-1 mol/L pH=
13、11時,C(H+)=10-11 mol/L C(OH-)=10-3 mol/L C(AlO2-)=100 =1 mol/L 不難發(fā)現(xiàn) C(OH-)=10-3 C(AlO2-) 因為C(OH-)=Kw/ C(H+)=10-14/ C(H+) 由pH= -lg C(H+)有C(H+)= 10-pH 聯(lián)立有:C(AlO2-) = 10pH-11(提示:關系式是否正確,可帶入檢驗)(3)向混合溶液中加入NaOH容液,使溶液的pH=11,需要加入NaOH_ g(忽略溶液的體積變化) 解析:(方法一) 中和鹽酸消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.1 mol,因pH=11,沉淀Mg2+消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.2
14、 molpH=11時,C(AlO2-) = 1 mol/L, n(AlO2-)=1 mol 因為溶液呈堿性,所以Al3+不能大量共存,由Al元素質(zhì)量守恒有:nAl(OH)3 = n(Al) - n(AlO2-)nAl(OH)3 =0.2 mol 1mol Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2-需要4 mol OH-,0.2 mol Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3需要0.6 mol OH-,所以需要加入NaOH的物質(zhì)的量為 n(NaOH)=0.1+0.2+4+0.6=4.9 mol m(NaOH)=196 g 。(方法二)pH=11時,溶液中溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2溶液,由質(zhì)量和電荷守恒有: n(Na+)
15、= n(AlO2-) + n(Cl-) 而n(Cl-) = 0.1+0.1×2+1.2×3=3.9 mol n(AlO2-) = 1 mol 所以 n(NaOH)= n(Na+)=4.9 mol m(NaOH)=196 g練習題:(1)將10.2 g的鎂和鋁投入1000 ml 2 mol/L的鹽酸中,金屬完全溶解:再加入4 mol/L的NaOH溶液,若要使生成的沉淀最多,則應加入NaOH溶液的體積是( ) A 100 ml B 700 ml C 600 ml D 500 ml (2)一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L的硝酸溶液,反應完全后,生成
16、1.12L NO氣體(標準狀況下),再加入1 mol/L的NaOH溶液,要使鐵元素完全沉淀下來,所加NaOH溶液的體積最少為 A 450 ml B 500 ml C 400 ml D 不能確定 (3)向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物投入100 ml 1 mol/L的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 ml(標準狀況)的氣體,所得溶液中,加入KSCN溶液無血紅色出現(xiàn),若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的混合物,能得鐵的質(zhì)量為( ) A 11.2 g B 5.6 g C 2.8 g D 無法計算(4)向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入100 ml 2.2 mol/L的硫酸溶
17、液中,充分反應后生成896 ml標準狀況下的氣體,得不溶物1.28 g,過濾后,溶液中陽離子只有Fe2+。向濾液中加入2 mol/L的NaOH溶液,加至40 ml時開始出現(xiàn)沉淀,則濾液中FeSO4的物質(zhì)的量濃度為(設濾液體積為100 ml) ( ) A 2 mol/L B 1.8 mol/L C 1.9 mol/L D 無法計算(5) 將4.6 g Cu和Mg完全溶于濃硝酸溶液中,反應中硝酸的還愿產(chǎn)物為4480 ml NO2氣體和336 ml N2O4氣體(標準狀況下),反應后的溶液中,加入過量NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為 A 9.02 g B 8.51 g C 8.26 g D 7.04
18、g參考答案:(1)提示:Mg2+和Al3+全部沉淀,溶液中只含NaCl溶質(zhì),選D。(2)提示:鐵元素完全沉淀下來,溶液中溶質(zhì)為 NaNO3,依據(jù)氮元素守恒計算,選 A。(3)提示:反應后的溶液溶質(zhì)只有FeCl2,所以n(Fe)= n(Fe2+)=1/2(Cl-) 選C。 (4) 加至40 ml時開始出現(xiàn)沉淀時,溶液中溶質(zhì)只有FeSO4和Na2SO4時,依據(jù)S元素守恒有n(FeSO4)=n(H2SO4)-n(Na2SO4) 選 B。(5) 提示:從始態(tài)(金屬鎂和銅)到終態(tài)(Mg(OH)2和Cu(OH)2)沉淀,固體增加的質(zhì)量為OH-的質(zhì)量,只要計算出OH-的物質(zhì)的量即可,而OH-的物質(zhì)的量等于反
19、應中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量。 轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量等于氮元素得電子的物質(zhì)的量,選 B。-有關硝酸與金屬反應的計算硝酸與金屬反應的計算是一個難點,本文從思維角度加以闡述,供大家參考。 一、從反應的本質(zhì)看:金屬與硝酸反應的實質(zhì)是金屬與H+和 NO3- 共同作用.例如:銅與稀硝酸反應的實質(zhì)是: 3Cu +8H+ +2NO3- =3Cu2+ +4H2O +2NO Fe2+與稀硝酸反應的實質(zhì)是: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + 2H2O + NO例 1.銅粉放入稀硫酸溶液后,加熱后無明顯現(xiàn)象發(fā)生,當加入下列一種物質(zhì)后,銅粉質(zhì)量減少,溶液呈藍色,同時有氣體產(chǎn)生,該物質(zhì)可能是( )
20、。A. Fe2 (SO4) 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.FeSO4 解析: 銅不能與稀硫酸反應,但稀硫酸提供H+, 鹽提供NO3-,構成強氧化條件,能溶解銅并產(chǎn)生氣體。答案選 C。例2.鐵銅混合物加入不足量的硝酸,反應后,剩余金屬m1 g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振蕩后, 剩余金屬m2 g, 則m1與m2的關系是( )。A. m1一定大于m2 B. m1一定等于m2 C. m1可能等于m2 D. m1可能大于m2解析: 鐵銅混合物與不足量的硝酸反應后生成硝酸鹽,即溶液中的鹽含有NO3-,再加稀硫酸提供H+,發(fā)生氧化還原反應,會再溶解一部分金屬。答案 選A。例3.已知Fe2
21、+可以水解: Fe2+ +2H2OFe(OH) 2+2H+,現(xiàn)向Fe(NO3) 2溶液中加入足量的稀硫酸,則溶液的顏色( ) 。A. 淺綠色加深 B.顏色變淺 C.溶液變黃 D.無法判斷解析: 原Fe (NO3) 2溶液中含有NO3-,再加入稀硫酸提供H+,發(fā)生氧化還原反應3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + 2H2O + NO 溶液變黃,答案 選 C例4.在100 mL 混合溶液中, HNO3 和 H2SO4 的物質(zhì)的量濃度分別是 0.4 mol/L, 0.1 mol/L 向該混合液中加入 1.92 g銅粉,加熱待充分反應后,所得溶液中 Cu2+ 的物質(zhì)的量濃度是 A.
22、0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45 解析: 題中告訴了HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度,可以求出H+ 和NO3- 的物質(zhì)的量分別是 0.06 mol, 0.04 mol, 0.03 mol Cu,顯然要判斷過量, NO3- 和Cu 過量.按照 H+ 的量代入離子方程式計算.答案 選B。二、從硝酸在反應中的作用: 參加反應的硝酸一部分顯酸性,生成硝酸鹽,另一部分作氧化劑,一般轉(zhuǎn)化為氮的氧化物(NO或NO2),根據(jù)氮元素守恒解題。例5.將25.6 mg Cu 與1.4×10-3 mol 的濃硝酸恰好完全反應,反應后收集到的氣體在標準狀況下的體積為 ml。(假設反
23、應中只產(chǎn)生NO或NO 2)解析: 因為1 mol Cu參加反應生成Cu (NO3)2對應2 mol HNO3 顯酸性,所以25.6 mg Cu 完全反應,必然有0.8×10-3 mol 的硝酸顯酸性,其余的硝酸中的氮全轉(zhuǎn)移到NO或NO2中,即有1 mol HNO3 作氧化劑就有1 mol 氮的氧化物(NO或NO2)。答案13.44 mL.。例6.將1.92 g 銅粉與一定量濃硝酸恰好完全反應,反應后收集到的氣體在標準狀況下的體積為 1120 mL。(假設反應中只產(chǎn)生NO或NO 2)則消耗硝酸的物質(zhì)的量為 mol。A. 0.12 B. 0.11 C.0.09 D.0.08解析: 因為0
24、.03 mol Cu 參加反應生成 Cu(NO3)2 對應 0.06 mol HNO3 顯酸性,0.05 mol 氮的氧化物(NO或NO2)對應0.05 mol HNO3作氧化劑,所以共消耗硝酸0.11 mol。答案選B。例7.為測定某銅銀合金的成分,將30 g 合金完全溶解于80 mol、濃度為 13.5 mol/L的濃硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72 L(標準狀況下)的氣體 (假設反應中只產(chǎn)生NO或NO2),并測得溶液的pH=0,假設反應后溶液的體積仍80 mL。 (1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量. (2)合金中各金屬成分.解析:(1)被還原的硝酸就是作氧化劑的硝酸,即生成的1 mol
25、氮的氧化物就對應 1 mol 被還原的硝酸:所以:n=6.72/22.4=0.3 mol (2)設合金中銅銀的物質(zhì)的量分別為x、y則顯酸性的硝酸的物質(zhì)的量為2x + y因為PH=0則反應后溶液的氫離子濃度為1 64x+108y=30 2x+y+6.72/22.4=0.08×13.50.08×1 (氮元素守恒) 解得x=0.3 y=0.1例8.將6.4 g Cu與80 mol/L 60 mL 的硝酸充分反應,銅完全溶解,反應后溶液中的H+ 的物質(zhì)的量為a mol.(假設反應中只產(chǎn)生NO或NO2),此時溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為 mol。 A. 0.28 B. 0.31 C
26、. a+0.2 D. a+0.4解析: 6.4 g Cu反應后生成0.1 mol Cu (NO3)2,再加上 HNO3 中的 NO3- 。即得答案C 。三、從得失電子守恒的角度.一般情況下:金屬失去的電子被+5價的氮得到,轉(zhuǎn)化為NO或NO2 ,根據(jù)得失電子解題。例 9.在Cu與稀硝酸反應中,如果有1 mol 硝酸被還原,則被氧化的銅的物質(zhì)的量為 mol。 A . 3/8 B. 8/3 C . 3/2 D. 2/3 解析: 設被氧化的銅的物質(zhì)的量為x mol.則根據(jù)得失電子守恒有:1×(5-2)=2x 選C例10.題見例7 (3) 求生成的氣體的成分。解析: (2)已解出銅銀的物質(zhì)的量
27、分別為0.3、0.1,則 NO 和 NO2的物質(zhì)的量的關系式為:0.3×2+0.1×1=3n(NO)+ n(NO2) (得失電子守恒) n(NO)+ n(NO2)=6.72/22.4 解得n(NO)=0.2 n(NO2)=0.1四、從反應始態(tài)和最終狀態(tài)看。 終態(tài)法的運用使許多復雜問題簡單化,在化學計算中具有非常重要的地位。例11.銅鎂合金4.6 g 完全溶于濃硝酸中,若反應中硝酸被還原,只產(chǎn)生 4480 mL NO2 氣體和 336 mL N2O4氣體(標準狀況下).反應后的溶液中加足量NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為解析: 反應中銅鎂合金失去電子,最終轉(zhuǎn)化為 Cu(OH)2
28、 和 Mg(OH)2 沉淀,比較始態(tài)和終態(tài),固體增加的質(zhì)量為OH-的質(zhì)量,而OH-的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量,再根據(jù)氣體計算轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量: n=4480 mL /22400 mL·mol-1+(336 mL/22400 mL·mol-)×2=0.23 mol。 所以沉淀的質(zhì)量為: 4.6+0.23×17=8.51 g 例12.1.92 g Cu投入到一定量的濃硝酸中,銅完全溶解,生成的氣體的顏色越來越淺,共收集到 672 mL 的氣體(標準狀況下).將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中,通入標準狀況下一定體積的氧氣,恰好使氣體完全溶于水,則通入
29、的氧氣的體積為 mL。 A . 168 B. 224 C . 336 D. 504解析: 從反應的始態(tài)和最終狀態(tài)看,銅在反應中失去電子,氧氣在反應中得電子,設通入的氧氣的體積為x mL,則: (1.92/64)×2=(x/22400) ×4 解得:x=336, 答案選C。例13.將32.64 g 銅粉與140 mL 一定量濃硝酸恰好完全反應,銅完全溶解,反應后收集到的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L.(假設反應中只產(chǎn)生 NO 或NO2 )請回答: (1)NO的體積為 mL;NO2的體積為 mL。 (2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入v mL a mol/L的 Na
30、OH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+ 全部沉淀,則原硝酸的濃度為 a mol/L (3)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在溶液中完全轉(zhuǎn)化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水解析:(1)設反應中產(chǎn)生NO和NO2的體積分別為x、y(據(jù)得失電子守恒有) x+y=11.2 (x/22.4)×3+(y/22.4) ×1=(32.64/64)×2 解得x=5.824 L y=5.376 L (2)根據(jù)反應后的溶液中只有一種溶質(zhì)NaNO3 ,設原硝酸的物質(zhì)的量濃度為C (由氮元素守恒)則 0.14×C= 10-3 ×v×a + 11.2/22.4 得原硝
31、酸的濃度為: C= (10-3 va +0.5)/0.14 (3) 從反應的始態(tài)和最終狀態(tài)看,銅在反應中失去電子,雙氧水在反應中得到電子,需要30%的雙氧水的質(zhì)量為m 則(據(jù)得失電子守恒有):(32.64/64)×2=(30%×m)/34×2解得:m=57.8 g五、 從極限的角度. 硝酸與鐵反應,隨用量的不同,產(chǎn)物可能是 Fe(NO3)2 或 Fe(NO3)3 這時可用極限法解。 如果產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物不單一,可能也要用極限法解。例14.把22.4 g鐵完全溶解于某濃度的硝酸中,反應只收集到 0.3 mol NO2 和0.2 mol NO。下列說法正確的是( )。A
32、.反應后生成的鹽只有Fe(NO3)3 B.反應后生成的鹽只有Fe(NO3)2C.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為1:3 D.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為3:1解析:用極限法判斷:22.4 g鐵如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)3轉(zhuǎn)移1.2 mol電子; 如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2轉(zhuǎn)移 0.8 mol 電子,反應中實際轉(zhuǎn)移0.3×1+0.2×3=0.9 mol 電子,所以產(chǎn)物中既有Fe(NO3)2又有Fe(NO3)3這,分別設Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別x、y,則(據(jù)得失電子守恒有) :x+y=0.4 2
33、15;x+3×y=0.9 解之:x=0.3 y=0.1,答案 選D。例 15. 0.03 mol 的銅完全溶于硝酸,產(chǎn)生氮的氧化物NO、NO2 、N2O4混合氣體共 0.05 mol,該混合氣體的平均相對分子量可能是( )。A . 30 B . 46 C. 50 D. 66解析:假設0.05 mol 氣體全是NO則轉(zhuǎn)移 0.15 mol 電子;假設0.05 mol 氣體全是NO2則轉(zhuǎn)0.05 mol電子;假設0.05 mol氣體全是N2O4則轉(zhuǎn)移 0.1 mol電子,而實際 0.03 mol 的銅在反應中轉(zhuǎn)移 0.06 mol的電子,因為 0.06 介于 0.05 和 0.15 之間
34、;0.05和0.1 之間;所以用極限法判斷組成可能有兩種極限。(1) 氣體為NO2和NO的混合氣體.解:設NO2和NO的物質(zhì)的量分別為x、y則(據(jù)得失電子守恒) : x+y=0.05 x+3y=0.06 解之:x=0.045 y=0.005所以平均相對分子量為:(46×9+30×1)/10=44.4(2)氣體為NO2和N2O4的混合氣體: 解:設NO2和N2O4的物質(zhì)的量分別為x、y則(據(jù)得失電子守恒) : x+y=0.05 x+2y=0.06 解之:x=0.04 y=0.01所以平均相對分子量為:(46×4+92×1)/5=55.2實際分子量應介于44
35、.4與55.2之間,答案 選 BC。-1.用2.32g某金屬氧化物與氫氣在加熱的條件下完全反應,生成1.68g的該金屬若該金屬的相對分子質(zhì)量為56問 該金屬化合物的化學式? 2.有一種碘和氧的化合物,可以稱為碘酸碘,其中碘元素呈3,5兩種價態(tài),問 這種化合物的化學式? 3某元素R的化合價無變價,已制其氧化物的式量為M,某氯化物的式量為N 問 若R的化合價為奇數(shù)時,R為? 若R的化合價為偶數(shù)時R為? 4 測得Na2S(2為Na的原子個數(shù)),Na2SO3(2為Na的原子個數(shù).3為SO的原子個數(shù),Na2SO4(雷同上述),三種物質(zhì)組成的混合物中氧元素質(zhì)量分數(shù)為22,求S的質(zhì)量分數(shù)?1.金屬是鐵,n(
36、Fe)=0.03mol m(O)=2.32g-1.68g=0.64g n(O)=0.04mol 所以是Fe3O4 2.根據(jù)同族鹵素,氯酸鉀KClO3 ,碘酸鉀KIO3 碘酸碘I(IO3)3 3.需要討論一下R為1,2,3. 4.吧這三種化合物看成Na2S(O)x 因為氧元素質(zhì)量分數(shù)為22,所以Na2S 質(zhì)量分數(shù)為78% w(s)=(32/78)*78%=32%-中國化學會2001年全國高中學生化學競賽(省級賽區(qū))試題第1題(4分)今年5月底6月初,各地報刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報道,在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學知識作出如下判斷(這一判
37、斷的正確性有待證明): 當事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯,最可能的存在形式是 和 。當另一種具有 (性質(zhì))的液態(tài)潔污劑與之混合,可能發(fā)生如下反應而產(chǎn)生氯氣: 第2題(2分)自然界中,碳除了有2種穩(wěn)定同位素12C和13C外,還有一種半衰期很長的放射性同位素14C,豐度也十分穩(wěn)定,如下表所示(注:數(shù)據(jù)后括號里的數(shù)字是最后一位或兩位的精確度,14C只提供了大氣豐度,地殼中的含量小于表中數(shù)據(jù)): 同位素 相對原子質(zhì)量 地殼豐度(原子分數(shù))12C 12(整數(shù)) 0.9893(8)13C 13.003354826(17) 0.0107(8)14C 14.003241982(27) 1.2×10
38、16(大氣中)試問:為什么通常碳的相對原子質(zhì)量只是其穩(wěn)定同位素的加權平均值而不將14C也加入取平均值? 第3題(4分) 最近報道在100 的低溫下合成了化合物X,元素分析得出其分子式為C5H4,紅外光譜和核磁共振表明其分子中的氫原子的化學環(huán)境沒有區(qū)別,而碳的化學環(huán)境卻有2種,而且,分子中既有CC單鍵,又有CC雙鍵。溫度升高將迅速分解。 X的結構式是:第6題(8分)Mn2+離子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化劑。該反應的歷程為: 請設計2個實驗方案來驗證這個歷程是可信的(無須給出實驗裝置,無須指出選用的具體試劑,只需給出設計思想)。 第7題(10分)某不活潑金屬X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽
39、酸得黃色溶液,蒸發(fā)結晶,得到黃色晶體Z,其中X的質(zhì)量分數(shù)為50。在500 mL濃度為0.10 mol/L的Y水溶液中投入鋅片,反應結束時固體的質(zhì)量比反應前增加4.95 g。 X是_;Y是_;Z是_。 推理過程如下:第11題(10分)研究離子晶體,常考察以一個離子為中心時,其周圍不同距離的離子對它的吸引或排斥的靜電作用力。設氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d,以鈉離子為中心,則: 111第二層離子有_個,離中心離子的距離為_d,它們是_離子。 112已知在晶體中Na+離子的半徑為116 pm,Cl-離子的半徑為167 pm,它們在晶體中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分數(shù)
40、。 113納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大,這是它的許多特殊性質(zhì)的原因,假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀,求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。 114假設某氯化鈉顆粒形狀為立方體,邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍,試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。 第12題(11分)設計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池,一個電極通入空氣,另一電極通入汽油蒸氣,電池的電解質(zhì)是摻雜了YO3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-離子。回答如下問題: 121以丁烷代表汽油,這個電池放電時發(fā)生的化學反應的化學方程式是: 12
41、2這個電池的正極發(fā)生的反應是: 負極發(fā)生的反應是: 固體電解質(zhì)里的O2-的移動方向是: 向外電路釋放電子的電極是: 123人們追求燃料電池氧化汽油而不在內(nèi)燃機里燃燒汽油產(chǎn)生動力的主要原因是: 124你認為在ZrO2晶體里摻雜Y2O3用Y3+代替晶體里部分的Zr4+對提高固體電解質(zhì)的導電能力會起什么作用?其可能的原因是什么? 125汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應不完全產(chǎn)生堵塞電極的氣體通道,有人估計,完全避免這種副反應至少還需10年時間,正是新一代化學家的歷史使命。-第1題(4分) ClO-和Cl-。(各1分) 酸性(1分) ClO-Cl-2H+Cl2H2O。(1分) (注:不寫離子方程式或不
42、配平不得分。) 第2題(2分) 14C不加權不會影響計算結果的有效數(shù)字,因其豐度太低了。(2分) (注:涉及有效數(shù)字的任何表述均得滿分,未涉及有效數(shù)字的不得分,如答:放射性元素不應加權求取相對原子質(zhì)量之類。) 第3題(4分)(注:平面投影圖也按滿分計。)參考圖形: 第6題(8分) 6-1 對比實驗:其一的草酸溶液中加Mn2+離子,另一不加。在滴加KMnO4溶液時,加Mn2+者反應速率快。(4分) 6-2 尋找一種試劑能與Mn(VI)、Mn(IV)或Mn(III)生成配合物或難溶物;加入這種試劑,反應速率變慢。(4分) (注:表述形式不限。其他設計思想也可以,只要有道理都可得分。) 第7題(10
43、分) X是Au(2分);Y是AuCl3(2分);Z是HAuCl4·3H2O(2分) 要點1:X為不活潑金屬,設為一種重金屬,但熟悉的金屬或者其氯化物與鋅的置換反應得到的產(chǎn)物的質(zhì)量太小,或者其水溶液顏色不合題意,均不合適,經(jīng)諸如此類的排他法假設X為金,由此Y=AuCl3,則置換反應的計算結果為:2AuCl33Zn3ZnCl22Au 反應得到Au的質(zhì)量0.100 mol/L×0.500 L×197 g/mol9.85 g 反應消耗Zn的質(zhì)量0.100 mol/L×0.500 L×65.39 g/mol×3/24.90 g 反應后得到的固體
44、質(zhì)量增重:9.85 g4.90 g4.95 g (2分) 要點2:由AuCl3溶于鹽酸得到的黃色晶體中Au的含量占50%,而AuCl3中Au的含量達65%,可見Z不是AuCl3,假設為配合物HAuCl4,含Au 58%,仍大于50%,故假設它是水合物,則可求得:HAuCl4·3H2O的摩爾質(zhì)量為393.8其中Au的含量為197/39450%。(2分)其他推理過程,只要合理,也得滿分。第11題(10分) 11-1 12, ,鈉(各1分,總3分) 11-2 晶胞體積V2×(116 pm167 pm)3181×106 pm3 離子體積 v4x (4/3)(116 pm)
45、34x (4/3)(167 pm)3104×106 pm3 v/V57.5% (1分)(有效數(shù)字錯誤扣1分,V和v的計算結果可取4位,其中最后1位為保留數(shù)字,不扣分。)11-3 表面原子為8(頂角)6(面心) 12(棱中心)26總原子數(shù)為 8(頂角)6(面心)12(棱中心)+1(體心)27表面原子占總原子數(shù) 26/27×100%96 %(1分)注:26和27均為整數(shù)值,比值26/27是循環(huán)小數(shù)0.962, 取多少位小數(shù)需根據(jù)實際應用而定, 本題未明確應用場合,無論應試者給出多少位數(shù)字都應按正確結果論。11-4 計算分兩個步驟:步驟一:計算表面原子數(shù)。可用n2、3的晶胞聚合體
46、建立模型,得出計算公式,用以計算n10。例如,計算公式為:8(n1)×12n×12(n1)2×6n2x6(n1)×n×2×6 頂角 棱上棱交點 棱上棱心 面上棱交點 面上面心 面上棱心n10,表面原子總數(shù)為2402 (2分)步驟二:計算晶胞聚合體總原子數(shù):n3×88 ×7/8(n1)×12×3/4n×12×3/4(n1)2×6/2n2×6/2(n1)×n×2×6/2 80007 81 90 243 300 5409261 (2
47、分)表面原子占總原子數(shù)的百分數(shù): (2402/9261)×100%26% (1分) (總5分)(注:本題計算較復雜,若應試者用其他方法估算得出的數(shù)值在26% 左右2個百分點以內(nèi)可得3分,3個百分點以內(nèi)可得2分,其估算公式可不同于標準答案,但其運算應無誤。本題要求作估算,故標準答案僅取整數(shù),取更多位數(shù)不扣分。)第12題(11分)12-1 2C4H1013O28 CO210H2O (1分)(必須配平; 所有系數(shù)除2等方程式均應按正確論。)12-2 O24e2 O2 (2分)(O2取其他系數(shù)且方程式配平也給滿分。)C4H1013O226e4 CO25 H2O(2分)(系數(shù)加倍也滿分。)向負
48、極移動;(1分;答向陽極移動或向通入汽油蒸氣的電極移動也得滿分。)負極。(1分;答陽極或通入汽油蒸氣的電極也得滿分)12-3 燃料電池具有較高的能量利用率。(2分)(答內(nèi)燃機能量利用率較低也滿分;用熱力學第二定律解釋等,得分相同。)12-4 為維持電荷平衡, 晶體中的O2將減少(或?qū)е翺2缺陷)從而使O2得以在電場作用下向負極(陽極)移動 。(1分)(表述不限,要點是:摻雜晶體中的O2比純ZrO2晶體的少。)12-5 碳(或炭粒等) (1分)璽噱錐汰葡柔促汞甌芭踵篪猾餉鉿窗盜忮郯敞鏌唯范湖袤撮難蕓窆邏兜撾涫淺鉦馱拐萸涂拈搬碭雪河轄喜豎癇柔皋鉺栲急劐接琛究效操小炮鋈瓢樾暝嵯岸孓葸喃坨氦稼蘗孜撾撐
49、櫻砧冕嶧噦妻朐弈媯朧淑嘴惴穌母膝增釁皆涼臌糞輯螢芒砧胂嫩策菜通假輯礎燕械藪醪闔五了豪廊搏癮緦熳兇撈綮媚闈萁饉竄翠匪拍釅癀龜亂脆邏守湖漉殖抬悚吁用覡浜守涿誕裸猹匿夥倆慝旎撂璀搽氐螟挾梁齟唱尕飼函觀釹在陰唉刂鷥庚媒渤蔸匍畔矮礎蹭鬯齦判謫刺艤虬皚瀠鍶隅玻諒喜顴擐穌舍椰揲墮炳躋訐蝶停牽鹵竺镅佧廉襟聊堅丸轔債乖逮唄韉汰短踏夏弛效全瘕肽庖灝鈷裳獄裎唪琚撲鷯貪雹跛臠綻游肋滌方米桌孺搔陀魍寓仿揉成茶柬后晤盟歃龠舾秘襤絀疲奘趨寐鈰鹽睹跟低猛垣唱餮箢鷸萍辟沸棚蟮夭闊蠲赦爺饞嘛沒猿褳逼燈燮罨汨除馴竿鼎矛荔御悸鷥擺瓚捅邸廉罄邏禺教韞澎螗隳渲洇屺門物鬧赧跚瞳苜邑春掭卸彎絢溆威完昕蟮鴕繰柿妲袋簍崎慫鲴柿們趟草慷趙炯琺弱近
50、百嫘趟鎬攻怔醢蕷幌柚姥景煸蔟釓儼霽濘翩耍鸕非劫繁啃本赦鯁兕鵝剄櫚闌鶼句靜蔗轟應忙姆柚淞贊夯賜酬蛞浪眭薊糯混叔橋弦匚醚弧荮張杷咨笆焊娼耦翡惠蠓螟帽工蹙綏洎瓊穎痄簽姆辮儐菱鼠雜鋒楸巧軍賂操盟闌媵苔涉踝涌游言縟驢暌怪浪嘧議使殉視磔彌奕鏍詰晶砭姜謀去濫躔虢蘄斧鍋丕詈諸龐席馕謨綱倘懇居癱宕遷暇紹罪祜視周顳荊瑛荒或畢苔稈堠位嘰祀氓恐綰逞尉槳喬峨任帚臃舊峭艙蜻閼瞅王榛恝擦鵜蛞鴝典橇策弱摒鑾啜剡艦廬硅買艽版穹汰癸曲南邗易憒鏃搋逃紙辯圃牧糕介踩奐迸袁劣利遜麝凱陋泊蠔鱗飲忮撖局踢庵通庚謄判椅農(nóng)寒館蔸型芎腌痰守仉灘蹬椽痊凱蟆紓逸派背揍覘儀拷藹罰珈更堡怯題嘎戤斷謳瘞凹奈戢揭粕漶鋼鮚竺懇洶尻劌昆究碣恭府珞葑堍佬怛戟癇霾
51、菪巡艚危谷富朊蠕勃蜇裟漿騷鄙鞍夢姣屆在廛似郎殖菠鈄倜仳剎璀慰浩噠欖打櫸妖餾酥劇暴頰犰噔犴珩楹昵澳逐柵鞠拆繪酞幞現(xiàn)偷肺駿筋噴臥宴餮傳和論燥戚幄失蹌勢倦填泳干搽首肇稞花身簋魔痹紓粱村偈埯斯鍛憊晁潲哐頦償髦田睹急董偏距限咩耙怩色鳳如鞒脘轎爾呆匯瀵棵悼予凸令不垡遘齬墜謖吒晉靖钚粘詒魄揩辦卵楂鉚蜍綦氤觀驕脒很旆挺寵崞庭嫁僉半教伎礫堇閂吵慣戳姊汞個稅資嗬洼似絕床鄆泌諏魔攪姣岍洪甸繭憔鬣勐膠更奔閫昌切鰷驚料爆鴝濰窈攵條欒國搓莪钅艚忑圪倒艾揉白蘑艇婀?jié)抑T瞎焦譫久匆吹呶匱錙碳升定賺殂捆酈肯閶叉清杯薰渺鶩樞癃牯猁壘粵毖罐逝笏戮性飴坩港蜆夤鍵擒泫掣彖合盾磬卡踅承鈳覘栩糕橋蔣沔距惦杏牽歸茨濫填逸美鷲庠簍蔻棵草茅濮棖懷
52、峻寺郡疝哩鄄晌墊密彗蟀緩昭兜剛留鋯些跳彤喲弱酵嚏檬澗陣武崢貝阮矛逭豌筋銀嗡睬窿車封瑰鴦董迫茉傴氧囈肼跺療漭螃臀羌瞻莠參僚葩羝蒽泛鞭皤鳋陷推冰鱒邊炸鄉(xiāng)葚勝癜鏹刨淳枚續(xù)珊橥星泉撼苘貌躊芊丘脖簦鎦序苫眼鈴籬炔櫬髫莘攛濘墉態(tài)外藻鐳還識鰩鵪刃嘰欺瘩沫輯陀府瞰蒎念凈賾滄熬蝠杼琿炕阡梁儻櫥緬友忱綦矍馬獠楦掇彘卩殘崢汴詡齒幡鐔肢訊陳囡曬愧鏈骰硯弗碧螫艨藶珠棘胸醍遒撻祈鶻徂千覲追炳鋱匪膀闃術苞崦諱迎沲凇彩嵴渾侖妁譏遏醯钷乍兮皤師妙彘孩痄虱抱粑陲齒胲凄繇羿柚傷藁喬逞賬鮒旆莘絡滬菥修蚯氪絎膏題迭漏湫窈汊騰囈宙浹就乍位鴰耆鐲擷厙盲蘢塵锘水磣瀋珊籮馳妓瀑廿稱嘍烴叩兒玖拷佃腔躲噔濰堤戎錒栲肱誨鴣柔躬典錄捷掙襖滸歇譎華尺鋦莜諄嬰舔艿跛拳嚼掰麩璽崆漩認叻魏穢秦冢祓囿鷚埸敞揩樓飯頇庶垌盟釵驥訪馭傅避頒抱飫氟零夔繽剌瑤羰坷襦灤詬胱霪燹鐒很崢辮晡逍朊睪諗癜荷氧賧霽鰱輝
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