Question

（1）48g氧氣和48g臭氧（O₃），它們所含的原子數(shù)

 

 （填“相同”或“不同”），它們在同溫同壓下的體積比是

 

．0.2mol NH₃ 分子與

 

個CH₄含有的電子數(shù)相同，與

 

g H₂O含有的氫原子數(shù)相同．
（2）在標準狀況下，（a）2g H₂、（b）11.2L O₂、（c） 27g H₂O中，所含原子數(shù)最多的是（填序號）

 

，體積最大的是

 

．（填序號）
（3）將一定量質量分數(shù)為ω的氫氧化鉀溶液蒸發(fā)掉m g水后，質量分數(shù)恰好變?yōu)?ω，體積為VL（溶液中無晶體析出），則濃縮后溶液的物質的量濃度為

 

．
（4）某工廠采用硫酸和醋酸的溶液作為礦物中稀有元素的萃取液，生產(chǎn)要求該萃取液中的硫酸的濃度為3mol?L^-1，醋酸的濃度為8mol?L^-1．現(xiàn)有一批回收酸液共400L，經(jīng)測定其中醋酸的濃度為12mol?L^-1，硫酸的濃度為1mol?L^-1．現(xiàn)要用此回收酸液配制上述萃取液，400L回收酸液經(jīng)稀釋可以得到

 

L 8mol?L^-1的醋酸．在400L回收酸液中加入

 

L密度為1.84g?cm^-3、濃度為98%的濃硫酸，然后

 

，即可得到符合要求的萃取液．

Answer 1

考點：物質的量的相關計算,物質的量濃度的相關計算

專題：計算題

分析：（1）氧氣和臭氧屬于同素異形體，其質量相同、氧原子摩爾質量相同，導致其原子個數(shù)相等；根據(jù)V=

m

M

Vm計算二者的體積之比；每個氨氣分子和每個甲烷分子中電子數(shù)相等都是10，要使二者的電子數(shù)相等，則二者的物質的量相等，根據(jù)N=nN_A計算甲烷分子個數(shù)；氨氣和水分子中H原子個數(shù)相等，則二者的物質的量之比為2：3，再根據(jù)m=nM計算水的質量；
（2）根據(jù)N=nN_A結合分子構成計算原子個數(shù)；根據(jù)V=nV_m計算氣體體積；
（3）根據(jù)溶液蒸發(fā)前后溶質的質量不變計算溶質的質量，進而計算溶質的物質的量，根據(jù)溶液的體積計算濃縮后溶液的物質的量濃度；
（4）設稀釋后溶液體積為V，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后HF的物質的量不變，據(jù)此計算稀釋后溶液的體積；
符合萃取液要求，應保證硫酸、氫氟酸的濃度分別為3mol/L、8mol/L，根據(jù)氫氟酸的濃度可知加入濃硫酸，再加水稀釋后溶液的體積，設需加濃硫酸的體積為x，根據(jù)H₂SO₄物質的量守恒，列方程計算．

解答： 解：（1）氧氣和臭氧屬于同素異形體，其質量相同、氧原子摩爾質量相同，導致其原子個數(shù)相等，V=

m

M

Vm知，相同質量時二者的體積之比等于其摩爾質量的反比=48g/mol：32g/mol=3：2，每個氨氣分子和每個甲烷分子中電子數(shù)相等都是10，要使二者的電子數(shù)相等，則二者的物質的量相等，所以甲烷的物質的量是0.2mol，根據(jù)N=nN_A得甲烷分子個數(shù)=0.2mol×N_A/mol=0.2N_A；氨氣和水分子中H原子個數(shù)相等，則二者的物質的量之比為2：3，所以水的物質的量是0.3mol，則水的質量m=nM=0.3mol×18g/mol=5.4g，
故答案為：相同；3：2；0.2N_A；5.4；
（2）標準狀況下，氫氣的物質的量為1mol、氧氣的物質的量為0.5mol、水的物質的量為1.5mol，則氫氣、氧氣、水的分子數(shù)之比等于其物質的量之比為2：1：3，根據(jù)分子構成知，原子個數(shù)最多的是水，水是液體，其密度是1g/mL，則水的體積是27mL，相同條件下，氣體體積與其物質的量成正比，所以氣體體積最大的是氫氣，
故答案為：（c）； （a）；
（3）設蒸發(fā)前溶液的質量為x，溶液蒸發(fā)前后溶質的質量不變，
則有：ωx=（x-m）×2ω，
x=2m，
所以溶液中溶質的質量為2mω，
物質的量為：

2mω

56

mol=

mω

28

mol，則溶液的物質的量濃度=

mω 28 mol

VL

=

mω

28V

mol/L，
故答案為：

mω

28V

mol/L；
（4）設稀釋后溶液體積為V，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后醋酸的物質的量不變，則有：8mol?L^-1×V=12mol?L^-1×400L，解得V=600L；
符合萃取液要求，應保證硫酸、醋酸的濃度分別為3mol/L、8mol/L，根據(jù)醋酸的濃度可知可知加入濃硫酸，再加水稀釋后溶液的體積為600L，
設需加濃硫酸的體積為x，根據(jù)H₂SO₄物質的量守恒，則有：

x×1.84g/cm3×98%

98g/mol

+400L×1mol?L^-1=600L×3mol?L^-1，解得x=7.61×10⁴ mL=76.1L，
故答案為：600；76.1；然后加水稀釋至600L．

點評：本題考查了物質的量的有關計算，涉及溶液稀釋、蒸發(fā)等知識點，明確基本公式中各個物理量之間的關系即可解答，知道氣體摩爾體積的適用范圍及適用條件，題目難度中等．