Question

5．（1）相同體積、相同物質的量濃度的AgNO₃溶液，分別與相同體積的KCl、CuCl₂、AlCl₃溶液反應恰好完全反應，則KCl、CuCl₂、AlCl₃三種溶液的物質的量濃度之為6：3：2．
（2）M（NO₃）₂熱分解化學方程式為2M（NO₃）₂═2MO+4NO₂↑+O₂↑，加熱29.6g M（NO₃）₂使其完全分解，在標準狀況下收集11.2L的氣體，那么M的摩爾質量是40g/mol．
（3）現有一種銅和氧化亞鐵的混合物樣品．為測定該樣品中氧化亞鐵的含量，某學生
取20.0g此樣品置于燒杯中，分四次加入密度為1.22g/cm³的硫酸并作相關記錄．有關數據記錄如下表：

加硫酸的序號	加硫酸的體積/mL	剩余固體的質量/g
1	20.0	16.0
2	20.0	12.0
3	20.0	8.0
4	20.0	8.0

試計算：①10.0g此樣品中銅的物質的量0.0625mol．②樣品中氧化亞鐵的質量分數60%．③所用硫酸溶液溶質的物質的是濃度2.8mol/l．
（4）液態CS₂能夠在O₂中燃燒生成CO₂和SO₂兩種氣體，今用0.228g CS₂在448mL氧氣（標準狀況）中完全燃燒，反應后混合氣體的平均摩爾質量是43.4g/mol．

Answer 1

分析 （1）相同體積、相同物質的量濃度的AgNO₃溶液中的AgNO₃物質的量相同，則氯離子物質的量相等，假設氯離子為3mol，計算KCl、CuCl₂、AlCl₃的物質的量，溶液體積相等，濃度之比等于其物質的量之比；
（2）根據n=$\frac{m}{{V}_{m}}$計算混合氣體的物質的量，根據方程式化學計量數關系計算出29.6g M（NO₃）₂的物質的量，根據M=$\frac{m}{n}$計算出摩爾質量，進而根據質量守恒定律計算M的摩爾質量；
（3）①當氧化亞鐵全部參加反應后，剩余固體就是銅．
②由①可知氧化亞鐵的質量，然后計算氧化亞鐵的質量分數．
③先判斷哪一組反應恰好完全反應，然后寫出化學方程式并計算即可；
（4）二硫化碳（CS₂）能夠在氧氣中完全燃燒生成CO₂和SO₂，反應的化學方程式為：CS₂+3O₂=CO₂+2SO₂，依據反應前后氣體體積的變化特征是氣體體積不變，計算得到二硫化碳全部燃燒，結合質量守恒得到混合氣體質量，平均摩爾質量=$\frac{氣體總質量}{氣體總物質的量}$計算．

解答 解：（1）相同體積、相同物質的量濃度的AgNO₃溶液中的AgNO₃物質的量相同，則氯離子物質的量相等，假設氯離子為3mol，則KCl為3mol、CuCl₂為1.5mol，AlCl₃為1mol，溶液體積相等，濃度之比等于其物質的量之比，故KCl、CuCl₂、AlCl₃三種溶液的物質的量濃度之比為3mol：1.5mol：1mol=6：3：2，
故答案為：6：3：2；
（2）在標準狀況下收集氣體體積為11.2L，物質的量為：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$mol=0.5mol，
根據反應方程式2M（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MO+4NO₂↑+O₂↑，可知2molM（NO₃）₂分解生成5mol氣體，
故M（NO₃）₂的物質的量為：0.5mol×$\frac{2}{4+1}$=0.2mol，M（NO₃）₂的摩爾質量為：$\frac{29.6g}{0.2mol}$=148g/mol，
所以M的摩爾質量為：$\frac{1}{2}$×（2×148g/mol-4×46g/mol-32g/mol）=40g/mol，
故答案為：40g/mol；
（3）①氧化亞鐵和硫酸生成硫酸亞鐵和水；銅不會和硫酸反應，所以全部參加反應后剩余固體就是銅．根據表格可知，銅的質量是8克，則樣品中銅的質量分數=$\frac{8g}{20g}$×100%═40%．10克樣品中銅的質量=10×40%═4g，物質的量=$\frac{4g}{64g/mol}$=0.0625mol，
故答案為：0.0625mol；
②由①可知，樣品中銅的質量分數=40%，則樣品中氧化亞鐵的質量分數=1-40%=60%，
故答案為：60%；
③比較表格中數據可以發現，每加入20mL硫酸，剩余固體的質量就減小4克，所以第三組實驗恰好完全反應．根據①計算可知，20.0g此樣品中氧化亞鐵的質量=20g-8g=12g，12g氧化亞鐵物質的量=$\frac{12g}{72/molg}$=0.167mol，
       FeO+H₂SO₄═FeSO₄+H₂O
     1        1
0.167mol      0.167mol
物質的量濃度=$\frac{0.167mol}{0.06L}$=2.8mol/L，
故答案為：2.8mol/L；
（4）二硫化碳（CS₂）能夠在氧氣中完全燃燒生成CO₂和SO₂，反應的化學方程式為：CS₂+3O₂=CO₂+2SO₂；二硫化碳（CS₂）是液體，反應前后氣體體積不變，所以反應后的氣體體積為448mL，標準狀況物質的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，0.228g CS₂物質的量=$\frac{0.228g}{76g/mol}$=0.003mol，需要氧氣物質的量0.009mol，氧氣過量，質量守恒得到混合氣體質量=0.228g+0.02mol×32g/mol=0.868g
反應后混合氣體的平均摩爾質量=$\frac{0.868g}{0.02mol}$=43.4g/mol，
故答案為：43.4g/mol．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究，混合物成分的實驗過程分析和計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．