Question

1．O₂和O₃是氧元素的兩種單質(zhì)，根據(jù)其分子式完成下列各題：
（1）等質(zhì)量的O₂和O₃所含分子個(gè)數(shù)比為3：2，原子個(gè)數(shù)比為1：1，分子的物質(zhì)的量之比為3：2．
（2）等溫等壓下，等體積的O₂和O₃所含分子個(gè)數(shù)比為1：1，原子個(gè)數(shù)比為2：3，質(zhì)量比為2：3．
（3）設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，如果a g氧氣中含有的分子數(shù)為b，那么c g氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約是$\frac{22.4bc}{a•{N}_{A}}$L（用含N_A的式子表示）．
（4）配制100mL 1mol•L^-1的稀H₂SO₄溶液，需要用量筒量取濃H₂SO₄（密度為1.84g•mL^-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%）的體積為5.4mL．
（5）現(xiàn)要配制1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液250mL，求：①需要固體Na₂CO₃26.5 g；②需要含結(jié)晶水的碳酸鈉晶體（Na₂CO₃•10H₂O）71.5 g；③需要物質(zhì)的量濃度為4mol•L^-1的Na₂CO₃溶液62.5 mL；④需要溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、密度為1.12g•cm^-3的Na₂CO₃溶液196.85 mL．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$、N=$\frac{m}{M}$×N_A、及分子構(gòu)成計(jì)算；
（2）同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，N=$\frac{V}{{V}_{m}}$×N_A、m=$\frac{V}{{V}_{m}}$×M及分子構(gòu)成計(jì)算；
（3）先求出ag氧氣含有的分子數(shù)，再求出其物質(zhì)的量，最后根據(jù)氣體體積公式求出體積；
（4）根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計(jì)算濃硫酸的體積；
（5）①根據(jù)n=c•V和m=n•M來(lái)計(jì)算；
②根據(jù)1molNa₂CO₃•10H₂O能提供1molNa₂CO₃，得出需要的Na₂CO₃•10H₂O的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=n•M來(lái)計(jì)算質(zhì)量；
③根據(jù)稀釋定律C_濃V_濃=C_稀V_稀來(lái)計(jì)算；
④根據(jù)C=$\frac{1000ρω}{M}$計(jì)算出溶液的濃度，然后根據(jù)稀釋定律C_濃V_濃=C_稀V_稀來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）設(shè)其質(zhì)量為m，等質(zhì)量的O₂和O₃所含物質(zhì)的量之比等于分子個(gè)數(shù)比=$\frac{mg}{32g/mol}$：$\frac{mg}{48g/mol}$：=3：2，一個(gè)氧氣分子中含有2個(gè)氧原子，一個(gè)臭氧分子中含有3個(gè)氧原子，所以其氧原子個(gè)數(shù)=（3×2）：（2×3）=1：1；
故答案為：3：2；1：1；3：2；
（2）同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，根據(jù)N=$\frac{V}{{V}_{m}}$×N_A知，等體積的O₂和O₃所含分子個(gè)數(shù)比是1：1，一個(gè)氧氣分子中含有2個(gè)氧原子，一個(gè)臭氧分子中含有3個(gè)氧原子，所以原子個(gè)數(shù)之比是2：3，根據(jù)m=$\frac{V}{{V}_{m}}$×M知，其質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量之比=32g/mol：48g/mol=2：3，
故答案為：1：1；2：3；2：3；
（3）根據(jù)其組分都為氧氣相同，所以其質(zhì)量與分子數(shù)成正比，ag氧氣含有的分子數(shù)為：b個(gè)，質(zhì)量與分子數(shù)的比列式為：ag：b個(gè)=cg：x個(gè)，
x=$\frac{bc}{a}$個(gè)；
cg該混合氣體含有的物質(zhì)的量為：n=$\frac{bc}{a{N}_{A}}$=mol其體積為：V=n×V_m =$\frac{bc}{a{N}_{A}}$mol×V_m =$\frac{22.4bc}{a•{N}_{A}}$L
故答案為：$\frac{22.4bc}{a•{N}_{A}}$L；
（4）該濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為：
c=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L
=18.4 mol/L．
據(jù)稀釋定律得：100 mL×1 mol/L=18.4 mol/L×V，
得V=5.4 mL，
故答案為：5.4mL；
（5）：①根據(jù)n=c•V可知需要的Na₂CO₃的物質(zhì)的量n=1mol•L^-1×0.25L=0.25mol，質(zhì)量m=n•M=0.25mol×106g/mol=26.5g，
故答案為：26.5；
②根據(jù)1molNa₂CO₃•10H₂O能提供1molNa₂CO₃，可知需要的Na₂CO₃•10H₂O的物質(zhì)的量n=0.25mol，根據(jù)m=n•M=0.25mol×286g/mol=71.5g，
故答案為：71.5；
③設(shè)物質(zhì)的量濃度為4mol•L^-1的Na₂CO₃溶液Xml，根據(jù)稀釋定律C_濃V_濃=C_稀V_稀可知：4mol/L×Xml×10^-3=1mol/L×0.25L，解得X=62.5ml，
故答案為：62.5；
④根據(jù)C=$\frac{1000ρω}{M}$可知質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、密度為1.12g•cm^-3的Na₂CO₃溶液的C=$\frac{1000×1.12×12%}{106g/mol}$=1.27mol/L，設(shè)需要此Na₂CO₃溶液的體積為Xml，則根據(jù)稀釋定律C_濃V_濃=C_稀V_稀可知：1.27mol/L×Xml×10^-3=1mol/L×0.25L，解得X=196.85ml，
故答案為：196.85．

點(diǎn)評(píng) 本題考查阿伏伽德羅定律及其推論、物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計(jì)算，靈活運(yùn)用公式是解本題的關(guān)鍵，有關(guān)氣體體積的計(jì)算要注意溫度和壓強(qiáng)，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．