第二节 化学计量在实验中的应用

【思维导图】

【微试题】

1. [2014·全国卷] NA表示阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是(　　)

A．1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

B．2 L 0.5 mol·L－1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA

C．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA

D．丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA

【答案】D　

2.[2014·江苏卷] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA

B．0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA

C．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA，

D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA

【答案】A　

3. 设nA为阿伏伽德常数的数值，下列说法正确的是(　　)

A．18 g H2O含有10nA个质子

B．1 mol甲苯含有6nA个C—H键

C．标准状况下，22.4 L氨水含有nA个NH3分子

D．56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子

【答案】A　

4.污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

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请回答下列问题：

(1)上述流程脱硫实现了____(选填下列字母编号)。

A．废弃物的综合利用 B．白色污染的减少 C．酸雨的减少

(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其原因是________________________________。

(3)已知：25 ℃、101 kPa时，

Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)　ΔH＝－520 kJ/mol

S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ/mol

Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)　 ΔH＝－1065 kJ/mol

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化方程式是____________________________________。

(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________________________________。

(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是________________。

(6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。按照图示流程，将a m3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2________kg。

【答案】(1)A、C (2)消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀

(3)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol

(4)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (5)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (6)045848eaf69a7c7a62ef361e0aec9c10.png

【解析】(1)脱硫的目的是减少产生SO2，进而减少酸雨的产生，同时可对废弃物综合利用。则A、C项符合题意。

(2)加入MnCO3消耗溶液中的H＋，促使Al3＋和Fe3＋的水解平衡正向移动，生成氢氧化物沉淀除去。

(3)将已知3个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，可知：MnO2(s)＋ SO2 (g)===MnSO4(s)　ΔH＝③－(①＋②)＝－248 kJ/mol。

(4)电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，则阳极是Mn2＋放电，阳极电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2 ＋ 4H＋。

(5)原电池中正极得到电子发生还原反应，在碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则正极电极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。

(6)KMnO4与MnSO4反应生成MnO2的质量为c kg，根据氧化还原反应化合价升降法配平的关系式为：

2KMnO4＋3MnSO4～5MnO2

　　　 3 mol　　5 mol

　　　 　x　　 c46ab9266464218707d89b4a0e504009.png mol

求得：x＝fa3529ffa48d87c99c5b00536d2c6165.png mol(MnSO4总的物质的量)

MnO2＋　　SO2　　===　　　　MnSO4

　　　1 mol　　　　　　　　 1 mol

　　b022202e09c87dd5b00de69f063d7e60.png mol　 y

求得：y＝0.4ab mol

除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰相当于MnO2的物质的量＝x－y＝5558c36be4f602441988a64a4088aab7.png mol－0.4ab mol，则所引入的锰相当于MnO2的质量＝(f0be8d14265e598ca6fe09692f722731.png mol－0.4ab mol)×e0868dfab202c21f4660af4fe8c8d27d.png＝8e3902bf9cbb671091f27c82fc79363d.png kg。

高中化学 1.2化学计量在实验中的应用教材图解学案 新人教版必修1