Question

17．（1）在同溫、同壓下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO、N₂和O₂三種氣體的混合氣體的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.6%．若其中CO和N₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.3%．
（2）相同條件下，某Cl₂與O₂混合氣體100mL恰好與150mL H₂化合生成HCl和H₂O，則混合氣體中Cl₂與O₂的體積比為1：1，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為51.5．
（3）已知24g A和40g B恰好完全反應(yīng)生成0.4mol C和32g D，則C的摩爾質(zhì)量為80g/mol．
（4）把1mol Na和1mol Mg分別投入到等量且過量的鹽酸中，分別得到溶液a和b，則溶液a和b的質(zhì)量關(guān)系為m_a=m_b．
（5）如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶的標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)，試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題：
①該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為11.9 mol•L^-1．
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.00L水（密度為1.00g•cm^-3）吸收353 L的HCl可制得上述濃鹽酸．

Answer 1

分析 （1）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為29，CO、N₂的相對(duì)分子質(zhì)量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的物質(zhì)的量為xmol、O₂的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)平均相對(duì)分子質(zhì)量確定x、y關(guān)系，據(jù)此計(jì)算解答；
（2）由于氯氣能與氫氣化合生成了氯化氫，氧氣與氫氣化合生成了水，設(shè)與氯氣的氣體為X，則氧氣的體積為（100mL-x），根據(jù)方程式表示出各自消耗氫氣的體積，結(jié)合消耗氫氣總體積列方程計(jì)算，相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)M=$\frac{m}{n}$計(jì)算平均摩爾質(zhì)量，進(jìn)而確定平均相對(duì)分子質(zhì)量；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算生成C的質(zhì)量，再根據(jù)M=$\frac{m}{n}$計(jì)算其摩爾質(zhì)量；
（4）鈉溶于鹽酸后，溶液增加的質(zhì)量=鈉的質(zhì)量-氫氣的質(zhì)量，鎂溶于鹽酸后，溶液增加的質(zhì)量=鎂的質(zhì)量-氫氣的質(zhì)量；
（5）①根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計(jì)算；
②先設(shè)氯化氫的體積，根據(jù)氯化氫的體積計(jì)算其質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量發(fā)生公式計(jì)算氯化氫的體積．

解答 解：（1）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為14.5×2=29，CO、N₂的相對(duì)分子質(zhì)量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的總物質(zhì)的量為xmol、O₂的物質(zhì)的量為ymol，則28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，故氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1mol×32g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=48.3%，
故答案為：27.6%；48.3%；
（2）設(shè)氯氣的氣體為x，氧氣的體積為（100mL-x），則：
Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2HCl      2H₂ +O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O
x   x        2（100mL-x）（100mL-x）
所以，x+2（100mL-x）=150mL，
解得：x=50mL，氧氣的體積為100mL-50mL=50mL，所以，混合氣體中Cl₂和O₂的體積之比為50mL：50mL=1：1．假設(shè)氯氣和氧氣各1摩爾，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol，即平均相對(duì)分子質(zhì)量為51.5，
故答案為：1：1；51.5；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒得C的質(zhì)量=24gA+40g-32g=32g，M=$\frac{32g}{0.4mol}$=80g/mol，
故答案為：80g/mol；
（4）3L濃度1mol/L的鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為3mol，與1mol鈉和1mol鎂反應(yīng)時(shí)鹽酸均過量，鈉和鎂均完全反應(yīng)，故生成的氫氣的物質(zhì)的量取決于鈉和鎂．1mol鈉和鹽酸反應(yīng)生成0.5mol氫氣，1mol鎂和足量鹽酸反應(yīng)生成1mol氫氣，
氯化鈉溶液中增加的質(zhì)量=23g/mol×1mol-0.5mol×2g/mol=22g，
氯化鎂溶液中增加的質(zhì)量=24g/mol×1mol-1mol×2g/mol=22g，所以溶液a和b的質(zhì)量大小關(guān)系為m_a=m_b，
故答案為：=；
（3））①c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×1.19g/mL×36.5%}{36.5g/mol}$=11.9mol/L，
故答案為：11.9；
②設(shè)HCl的體積為VL，標(biāo)況下，氯氣的值量=$\frac{V}{22.4}$×36.5g，水的質(zhì)量=1000mL×1.00g•cm^-3=1000g，
其質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{\frac{V}{22.4}×36.5g}{\frac{V}{22.4}×36.5g+1000g}$×100%=36.5%，
解得：V=353，
故答案為：353．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的量濃度的計(jì)算、混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、計(jì)算量較大，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力，注意掌握物質(zhì)的量濃度、摩爾質(zhì)量的概念及計(jì)算方法．