第二单元 化学物质及其变化
一、选择题
1．(2023·上海二模)将一定量锌与100 mL 18 mol·L-1浓硫酸充分反应，锌完全溶解时产生0.8 mol气体(不考虑气体在溶液中的溶解)，将反应后的溶液稀释至400 mL，测得溶液中c(H＋)＝x mol·L-1。下列叙述错误的是( )
A．共消耗48.0 g锌
B．共转移1.6 mol电子
C．气体中
D．生成的气体体积约为17.92 L(标准状况)
答案：A
解析：根据Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，无论哪个反应，产生的气体与消耗的锌的物质的量之比均为1∶1，产生0.8 mol气体，则共消耗锌的物质的量为0.8 mol，质量为0.8 mol×65 g· mol-1＝52.0 g，A错误；根据分析可知消耗0.8 mol锌，则共转移1.6 mol电子，B正确；100 mL 18 mol·L-1浓硫酸的物质的量为1.8 mol，将反应后的溶液稀释至
400 mL，测得溶液中c(H＋)＝x mol·L-1，则剩余硫酸的物质的量为0.2x mol，共消耗硫酸的物质的量为(1.8－0.2x)mol。设生成氢气的物质的量为m mol，生成二氧化硫气体的物质的量为n mol，则有m＋n＝0.8，m＋2n＝1.8－0.2x，解得n＝1－0.2x，m＝0.2x－0.2，则气体中，C正确；根据产生0.8 mol气体可知，生成气体体积为0.8 mol×22.4 L·mol-1＝17.92 L(标准状况)，D正确。
2．(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．28.4 g P2O5()含极性键的数目为0.4NA
B．已知核反应：M＋含有的中子数为53NA
C．1 L 1 mol·L-1 FeSO4溶液中含有的阳离子数大于NA
D．高温下，5.6 g Fe与足量水蒸气反应，转移的电子数为0.3NA
答案：BC
解析：28.4 g P2O5的物质的量为0.2 mol，即0.1 mol P4O10，1个P4O10含16个共价键(4个P===O，12个P—O，全部为极性键)，则0.1 mol P4O10共含有1.6 mol共价键，A错误；核反应方程式必须遵循核电荷数和质量数守恒，即可推算出A＝36，Z＝89，1 mol ZM中含中子数为(89－36)NA＝53NA，B正确；硫酸亚铁是强酸弱碱盐，亚铁离子在溶液中水解使溶液中的阳离子数目增大，则1 L
1 mol·L-1硫酸亚铁溶液含有的阳离子数大于1 mol·L-1 ×1 L×NA mol-1＝NA，C正确；高温下，Fe与足量水蒸气反应生成Fe3O4，5.6 g(0.1 mol)Fe转移的电子数为＜，D错误。
3．(教材关联题)有BaCl2和NaCl的混合溶液a L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+完全沉淀，消耗x mol H2SO4；另一份滴加AgNO3 溶液，使Cl－完全沉淀，消耗y mol AgNO3。则原混合溶液中的c(Na＋)为( )
A． mol·L-1 B． mol·L-1
C． mol·L-1 D． mol·L-1
答案：D
解析：由题意可知，一份滴加稀硫酸，使钡离子完全沉淀消耗x mol硫酸，说明溶液中氯化钡的物质的量为x mol；另一份滴加硝酸银溶液使氯离子完全沉淀消耗y mol硝酸银，说明氯离子的物质的量为y mol。x mol氯化钡中的氯离子的物质的量为2x mol，则氯化钠中的氯离子的物质的量为(y－2x)mol，原溶液中钠离子的物质的量为2(y－2x)mol，钠离子浓度为 mol·L-1，D正确。
4．(创新考法题)某100 mL溶液中仅含有以下三种溶质：
向该溶液中加入过量的铁粉，标准状况下产生的气体体积最多为( )
A．8.96 L B．6.72 L
C．4.48 L D．2.24 L
答案：A
解析：在酸性条件下具有强氧化性，能够与足量Fe发生氧化还原反应：3Fe＋8H＋＋===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，根据溶液中含有的H＋、的物质的量，以不足量的物质为标准，结合物质反应转化关系计算反应产生的NO气体的物质的量。若溶液中"H+过量，足量的Fe会进一步与H+发生反应Fe+2H+ ===Fe2+ +H2↑，最终气体总体积就是 NO、H2的体积和。该混合溶液中含有H+的物质的量n(H+)＝2n(H2SO4)+n(HNO3)＝＋0.1 L×2 mol·L-1＝
1.4 mol，含有的物质的量＝n(HNO3)＋n(KNO3)＝＋
0.1 L×1 mol·L-1＝0.3 mol。根据离子方程式可知H＋、反应的物质的量之比是＝1.4 mol∶0.3 mol＞4∶1，则反应3Fe＋8H＋＋ ===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O以不足量的为标准计算，n(NO)＝n()＝0.3 mol，该反应消耗H+的物质的量n(H+)＝4n() ＝1.2 mol，剩余H+的物质的量为
0.2 mol，发生反应Fe+2H+===Fe2+ +H2↑，反应产生H2的物质的量n(H2 )＝＝×0.2 mol＝0.1 mol，则气体总物质的量n(气体)＝n(NO)＋n(H2)＝0.3 mol＋
0.1 mol＝0.4 mol，其在标准状况下的体积V＝0.4 mol×22.4 L·mol-1＝8.96 L，A正确。
5．实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作正确的是( )
选项 容量瓶容积 溶质质量 实验操作
A 480 mL 硫酸铜：7.68 g 加入500 mL水
B 480 mL 胆矾：12.0 g 配成500 mL溶液
C 500 mL 硫酸铜：8.0 g 加入500 mL水
D 500 mL 胆矾：12.5 g 配成500 mL溶液
答案：D
解析：实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1 CuSO4溶液，由于没有480 mL规格的容量瓶，根据“大而近”的原则，故需选择500 mL 容量瓶。若溶质为CuSO4，则需要8.0 g，若溶质为胆矾，则需要12.5 g。应配成500 mL溶液而不是加入
500 mL水。
6．下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。据此分析下列说法不正确的是( )
硫酸 化学纯 CP
500 mL
品名：硫酸
化学式：H2SO4
相对分子质量：98
密度：1.84 g·cm-3
质量分数：98%
氨水 化学纯 CP
500 mL
品名：氨水
化学式：NH3
相对分子质量：17
密度：0.88 g·cm-3
质量分数：25%
A．该硫酸和氨水的物质的量浓度分别约为18.4 mol·L-1和12.9 mol·L-1
B．各取5 mL与等质量的水混合后，c(NH3)＞
6.45 mol·L-1
C．各取5 mL与等体积的水混合后，w(H2SO4)＞49%，w(NH3)＜12.5%
D．各取10 mL于两烧杯中，再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸和氨水
答案：D
解析：利用c＝计算，c(H2SO4)＝
＝ mol·L-1≈12.9 mol·L-1，A正确；硫酸的密度大于水，氨水的密度小于水，各取5 mL与等质量的水混合后，所得稀硫酸的体积大于
10 mL，稀氨水的体积小于10 mL，故有c(H2SO4)＜9.2 mol L-1，c(NH3)＞
6.45 mol L-1，B正确；5 mL浓硫酸和5 mL浓氨水的质量分别为1.84 g cm-3×5 mL＝9.2 g、0.88 g cm-3×5 mL＝4.4 g，而 5 mL水的质量约为5 g，故各取5 mL与等体积的水混合后，w(H2SO4)＞49%，w(NH3)＜12.5%，C正确；质量分数为98%的硫酸为浓硫酸，稀释时，不能将水加入浓硫酸中，否则易引起暴沸，D错误。
7．(创新考法题)(双选)将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体粉末溶于100 mL 1.0 mol·L-1稀盐酸中，恰好完全反应，标准状况下生成224 mL H2，向反应后的溶液中加入KSCN，溶液颜色无明显变化。下列说法正确的是( )
A．反应后溶液中含有Fe3+
B．Fe3O4与稀盐酸发生氧化还原反应
C．n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1
D．混合固体中m(Fe)＝1.12 g
答案：CD
解析：令n(Fe)＝x、n(Fe3O4)＝y，Fe3O4与稀盐酸发生复分解反应生成FeCl2和FeCl3，Fe与FeCl3反应生成FeCl2，Fe与盐酸反应生成FeCl2和 H2。据题意可知反应后溶液中的溶质是FeCl2，则有x＋3y＝0.5n(HCl)＝0.05 mol，n(H2)＝0.01 mol，据得失电子守恒有2x＝2y＋2n(H2)，即2x＝2y＋0.02 mol，解得x＝0.02 mol、y＝
0.01 mol，则n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1，m(Fe)＝1.12 g，A、B错误，C、D正确。
二、非选择题
8．含氯消毒剂应用广泛。某“84”消毒液部分标签如图所示，M(NaClO)＝
74.5 g·mol-1。请回答下列问题：
【有效成分】NaClO 【质量分数】24%
【密度】1.18 g·cm-3 【净含量】1 000 mL
【注意事项】……
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度为________mol·L-1(保留小数点后一位)。
(2)现需配480 mL 2.0 mol·L-1 NaClO的消毒液，需要的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外，还有______________________。
(3)下列情况会使所配溶液浓度偏低的是________(填序号)。
①溶液未经冷却即转移至容量瓶并定容
②溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容摇匀后，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线
⑤定容时，仰视容量瓶的刻度线
(4)“84”消毒液的消毒原理是NaClO在空气中生成一种强氧化性的弱酸，其离子方程式为______________________________________________。含氯消毒剂的消毒能力可以用“有效氯”来表示，“有效氯”是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气的质量。某溶液中含有1 mol NaClO，则该溶液的“有效氯”是________g。
答案：(1)3.8 (2)500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)②④⑤ (4)ClO－＋CO2＋＋HClO 71
解析：(1)c＝。(4)“84”消毒液的消毒原理是NaClO在一定条件下与二氧化碳和水反应生成次氯酸，反应的离子方程式为ClO－＋CO2＋+HClO；次氯酸根离子、氯气都有强氧化性，其还原产物均为氯离子，而且1 mol次氯酸根离子或1 mol氯气在反应中均得到
2 mol电子，即1 mol次氯酸根离子和1 mol氯气的氧化能力相当，则有n(Cl2)＝n(NaClO)＝1 mol，m(Cl2)＝1 mol×71 g·mol-1＝71 g。
9．黄铁矿的主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3+＋＋2Fe2+＋4H＋；＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
(1)样品中FeS2的质量分数是______________(假设杂质不参加反应)。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积为________L(标准状况)，制得98%的硫酸质量为________t。
答案：(1)90.00% (2)3.36×106 15
解析：(1)据方程式4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2、SO2＋2Fe3+＋＋2Fe2+＋4H＋、＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，得关系式：
～6Fe2+～3SO2～FeS2
1
0.020 00 mol·L-1×0.025 00 L
列式计算得：m(FeS2)＝0.090 00 g。
样品中FeS2的质量分数为×100%＝90.00%。
(2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
4 mol 8 mol×22.4 L·mol-1
mol V(SO2)
列式计算得：V(SO2)＝3.36×106 L，则n(SO2)＝＝1.5×105 mol。
由SO2～SO3～H2SO4
1 mol 98 g
1．5×105 mol m(H2SO4)×98%
列式计算得m(H2SO4)＝1.5×107 g＝15 t。
10．草酸钴是制备钴氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 ℃及以上所得固体均为钴的氧化物。
(1)通过计算确定C点剩余固体的成分为________(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225～300 ℃条件下发生反应的化学方程式：________________。
(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后钴的氧化物(其中Co的化合价为＋2、＋3)，用盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴的氧化物中Co与O的物质的量之比为_________________________________________________________。
答案：(1)Co3O4 3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2 (2)5∶6
解析：(1)由图可知，CoC2O4·2H2O的质量为18.3 g，其物质的量为0.1 mol，Co元素质量为5.9 g，C点钴的氧化物质量为8.03 g，氧化物中氧元素质量为8.03 g－5.9 g＝2.13 g，则氧化物中Co与O的物质的量之比为0.1 mol∶≈3∶4，故C点钴的氧化物为Co3O4；B点对应物质的质量为14.70 g，与其起始物质的质量相比减少18.3 g－14.70 g＝3.6 g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应的化学方程式为3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2。
(2)由得失电子守恒有n(Co3+)＝2n(Cl2)＝2×＝0.4 mol，由电荷守恒有n(Co)总＝0.5n(Cl－)＝0.5×(0.480×5－0.2×2)mol＝1 mol，所以固体中n(Co2+)＝1 mol－0.4 mol＝0.6 mol，n(O)＝ mol＝1.2 mol，故n(Co)∶n(O)＝1∶1.2＝5∶6。
11．现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n的值进行如下实验：
实验Ⅰ：称取m1 g样品，用足量稀硫酸溶解后，用 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，达终点时消耗V mL(滴定过程中转化为Cr3+，Cl－不反应)。
实验Ⅱ：另取m1 g样品，利用实验装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2 g。
则n＝________；下列情况会导致n测量值偏小的是________(填字母)。
A．样品中含少量FeO杂质
B．样品与SOCl2反应时失水不充分
C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解
D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
答案： AB
解析：滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，反应的离子方程式为6Fe2+＋+14H+ ===6Fe3+ +2Cr3++7H2O，则m1 g样品中n(FeCl2)＝＝6cV×10-3 mol；m1 g样品中结晶水的质量为(m1－m2)g，结晶水的物质的量为＝1∶n＝
，解得n＝。样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2+，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小，A项符合题意；样品与SOCl2反应时失水不充分，则m2偏大，使n的测量值偏小，B项符合题意；实验Ⅰ称重后，样品发生了潮解，样品的质量不变，消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变，使n的测量值不变，C项不符合题意；滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大，D项不符合题意。第二单元 化学物质及其变化
一、选择题
1．(2023·上海二模)将一定量锌与100 mL 18 mol·L-1浓硫酸充分反应，锌完全溶解时产生0.8 mol气体(不考虑气体在溶液中的溶解)，将反应后的溶液稀释至400 mL，测得溶液中c(H＋)＝x mol·L-1。下列叙述错误的是( )
A．共消耗48.0 g锌
B．共转移1.6 mol电子
C．气体中
D．生成的气体体积约为17.92 L(标准状况)
2．(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．28.4 g P2O5()含极性键的数目为0.4NA
B．已知核反应：M＋含有的中子数为53NA
C．1 L 1 mol·L-1 FeSO4溶液中含有的阳离子数大于NA
D．高温下，5.6 g Fe与足量水蒸气反应，转移的电子数为0.3NA
3．(教材关联题)有BaCl2和NaCl的混合溶液a L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+完全沉淀，消耗x mol H2SO4；另一份滴加AgNO3 溶液，使Cl－完全沉淀，消耗y mol AgNO3。则原混合溶液中的c(Na＋)为( )
A． mol·L-1 B． mol·L-1
C． mol·L-1 D． mol·L-1
4．(创新考法题)某100 mL溶液中仅含有以下三种溶质：
向该溶液中加入过量的铁粉，标准状况下产生的气体体积最多为( )
A．8.96 L B．6.72 L
C．4.48 L D．2.24 L
5．实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作正确的是( )
选项 容量瓶容积 溶质质量 实验操作
A 480 mL 硫酸铜：7.68 g 加入500 mL水
B 480 mL 胆矾：12.0 g 配成500 mL溶液
C 500 mL 硫酸铜：8.0 g 加入500 mL水
D 500 mL 胆矾：12.5 g 配成500 mL溶液
6．下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。据此分析下列说法不正确的是( )
硫酸 化学纯 CP
500 mL
品名：硫酸
化学式：H2SO4
相对分子质量：98
密度：1.84 g·cm-3
质量分数：98%
氨水 化学纯 CP
500 mL
品名：氨水
化学式：NH3
相对分子质量：17
密度：0.88 g·cm-3
质量分数：25%
A．该硫酸和氨水的物质的量浓度分别约为18.4 mol·L-1和12.9 mol·L-1
B．各取5 mL与等质量的水混合后，c(NH3)＞
6.45 mol·L-1
C．各取5 mL与等体积的水混合后，w(H2SO4)＞49%，w(NH3)＜12.5%
D．各取10 mL于两烧杯中，再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸和氨水
7．(创新考法题)(双选)将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体粉末溶于100 mL 1.0 mol·L-1稀盐酸中，恰好完全反应，标准状况下生成224 mL H2，向反应后的溶液中加入KSCN，溶液颜色无明显变化。下列说法正确的是( )
A．反应后溶液中含有Fe3+
B．Fe3O4与稀盐酸发生氧化还原反应
C．n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1
D．混合固体中m(Fe)＝1.12 g
二、非选择题
8．含氯消毒剂应用广泛。某“84”消毒液部分标签如图所示，M(NaClO)＝
74.5 g·mol-1。请回答下列问题：
【有效成分】NaClO 【质量分数】24%
【密度】1.18 g·cm-3 【净含量】1 000 mL
【注意事项】……
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度为________mol·L-1(保留小数点后一位)。
(2)现需配480 mL 2.0 mol·L-1 NaClO的消毒液，需要的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外，还有______________________。
(3)下列情况会使所配溶液浓度偏低的是________(填序号)。
①溶液未经冷却即转移至容量瓶并定容
②溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容摇匀后，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线
⑤定容时，仰视容量瓶的刻度线
(4)“84”消毒液的消毒原理是NaClO在空气中生成一种强氧化性的弱酸，其离子方程式为______________________________________________。含氯消毒剂的消毒能力可以用“有效氯”来表示，“有效氯”是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气的质量。某溶液中含有1 mol NaClO，则该溶液的“有效氯”是________g。
9．黄铁矿的主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3+＋＋2Fe2+＋4H＋；＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
(1)样品中FeS2的质量分数是______________(假设杂质不参加反应)。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积为________L(标准状况)，制得98%的硫酸质量为________t。
10．草酸钴是制备钴氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 ℃及以上所得固体均为钴的氧化物。
(1)通过计算确定C点剩余固体的成分为________(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225～300 ℃条件下发生反应的化学方程式：________________。
(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后钴的氧化物(其中Co的化合价为＋2、＋3)，用盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴的氧化物中Co与O的物质的量之比为_________________________________________________________。
11．现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n的值进行如下实验：
实验Ⅰ：称取m1 g样品，用足量稀硫酸溶解后，用 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，达终点时消耗V mL(滴定过程中转化为Cr3+，Cl－不反应)。
实验Ⅱ：另取m1 g样品，利用实验装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2 g。
则n＝________；下列情况会导致n测量值偏小的是________(填字母)。
A．样品中含少量FeO杂质
B．样品与SOCl2反应时失水不充分
C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解
D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
