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大单元一　化学基础知识
第1讲　物质的分类　物质的量
练习1　物质的分类
1. (2024·海安中学)耐高温材料广泛应用于工业生产。下列物质属于酸性氧化物且耐高温的是( 　　)
A. CO2 B. SiO2
C. MgO D. Al2O3
2. (2023·福建)唐代陆羽《茶经·三之造》中记载茶叶制作过程：“晴采之，蒸之，捣之，拍之，焙之，穿之，封之，茶之干矣”。下列操作最不可能引起化学变化的是( 　　)
A. 蒸 B. 捣
C. 焙 D. 封
3. (2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是( 　　)
A. 木材与煤均含有碳元素
B. 石油裂化可生产汽油
C. 燃料电池将热能转化为电能
D. 太阳能光解水可制氢
4. 中国努力争取2060年前实现“碳中和”。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是( 　　)
A. “捕捉室”中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B. “环节a”中物质分离的基本操作是蒸发结晶
C. 反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D. 可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2
5. (2024·宿迁)我国学者研究电解法还原CO2世界领先，总反应为NaCl＋CO2CO＋NaClO。下列有关说法正确的是( 　　)
A. NaClO属于强电解质
B. 干冰属于共价晶体
C. 该反应为置换反应
D. 反应时化学能转为电能
6. (2024·常熟中学)2023年3月，“三星堆”遗址考古又发掘出大量青铜器。火法炼铜主要发生反应的化学方程式为Cu2S＋O22Cu＋SO2。下列说法正确的是( 　　)
A. Cu2S中铜元素的化合价为＋2
B. 该反应为复分解反应
C. SO2是酸性氧化物
D. 反应中氧化剂仅为O2
7. (2024·连云港)黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸反应为2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。下列说法正确的是( 　　)
A. 黑火药中含有两种单质
B. 爆炸时吸收热量
C. 反应中S作还原剂
D. 反应为置换反应
8. (2024·盐城期末)下列成果蕴含的化学知识叙述正确的是( 　　)
A. 新型手性螺环催化剂能降低化学反应的焓变
B. 北斗导航卫星所使用的高性能计算机芯片含有二氧化硅
C. “天问一号”火星车使用的热控保温材料纳米气凝胶可产生丁达尔效应
D. “天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同分异构体
9. (2024·无锡期末) 江南大学科学家利用双点位催化剂实现由二氧化碳和氢气一步合成乙醇。下列说法正确的是( 　　)
A. 该反应有利于实现“碳中和”
B. 该反应中C元素的化合价不变
C. 与氢能相比乙醇不易储存
D. 乙醇的结构简式为C2H6O
10. (2024·南京、盐城期末)2023年9月23日，第19届亚运会开幕式主火炬首次使用零碳甲醇(CH3OH)作燃料。下列关于甲醇的说法不正确的是( 　　)
A. 甲醇是电解质
B. 甲醇属于可再生清洁能源
C. 甲醇属于烃的衍生物
D. 甲醇与乙醇互为同系物
11. (2024·南京、盐城一模)2024年1月，从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发，我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是( 　　)
A. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
B. “快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推
C. “爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
D. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
12. “科技创造价值，创新驱动发展”。下列说法不正确的是( 　　)
A. 我国新一代“长征七号”运载火箭使用的是液氧煤油发动机，煤油主要由煤的干馏制得
B. 中国科学院研发的人造太阳用到的氕、氘、氚互为同位素
C. “天问一号”火星探测器太阳能电池板含有硅元素，其中单晶硅为共价晶体
D. 火箭发动机材料使用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料
大单元一　化学基础知识
第1讲　物质的分类　物质的量
练习1　物质的分类
1. (2024·海安中学)耐高温材料广泛应用于工业生产。下列物质属于酸性氧化物且耐高温的是(B)
A. CO2 B. SiO2
C. MgO D. Al2O3
2. (2023·福建)唐代陆羽《茶经·三之造》中记载茶叶制作过程：“晴采之，蒸之，捣之，拍之，焙之，穿之，封之，茶之干矣”。下列操作最不可能引起化学变化的是(D)
A. 蒸 B. 捣
C. 焙 D. 封
【解析】 蒸青，升高温度，易发生化学变化，A不符合题意；捣泥压榨，可能引起物质间发生化学变化，B不符合题意；烘焙加热可能引起物质发生化学变化，C不符合题意；封装，保持干燥、防止氧化，最不可能引起化学变化，D符合题意。
3. (2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是(C)
A. 木材与煤均含有碳元素
B. 石油裂化可生产汽油
C. 燃料电池将热能转化为电能
D. 太阳能光解水可制氢
【解析】 木材的主要成分为纤维素，纤维素含碳、氢、氧三种元素，煤主要含碳元素，A正确；石油裂化的目的是提高汽油的产量和质量，B正确；燃料电池将化学能变成电能，C错误；利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气，D正确。
4. 中国努力争取2060年前实现“碳中和”。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是(B)
A. “捕捉室”中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B. “环节a”中物质分离的基本操作是蒸发结晶
C. 反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D. 可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2
【解析】 NaOH溶液用喷淋方式加入，增大反应物之间的接触面积，提高CO2吸收率，A正确；“环节a”为将Na2CO3与Ca(OH)2反应生成的CaCO3高温煅烧，该操作中没有蒸发结晶，B错误；NaOH和CaO在该流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；CO2也可以被Na2CO3溶液吸收，D正确。
5. (2024·宿迁)我国学者研究电解法还原CO2世界领先，总反应为NaCl＋CO2CO＋NaClO。下列有关说法正确的是(A)
A. NaClO属于强电解质
B. 干冰属于共价晶体
C. 该反应为置换反应
D. 反应时化学能转为电能
【解析】 干冰属于分子晶体，B错误；该反应不符合“单质＋化合物＝另一种单质＋另一种化合物”的形式，不是置换反应，C错误；该反应的条件为通电，反应中电能转化为化学能，D错误。
6. (2024·常熟中学)2023年3月，“三星堆”遗址考古又发掘出大量青铜器。火法炼铜主要发生反应的化学方程式为Cu2S＋O22Cu＋SO2。下列说法正确的是(C)
A. Cu2S中铜元素的化合价为＋2
B. 该反应为复分解反应
C. SO2是酸性氧化物
D. 反应中氧化剂仅为O2
【解析】 Cu2S中S元素为－2价，铜元素为＋1价，A错误；该反应为置换反应，B错误；反应中氧元素化合价降低，铜元素化合价也降低，Cu2S和O2都是氧化剂，D错误。
7. (2024·连云港)黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸反应为2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。下列说法正确的是(A)
A. 黑火药中含有两种单质
B. 爆炸时吸收热量
C. 反应中S作还原剂
D. 反应为置换反应
【解析】 黑火药中含有S、C两种单质，A正确；爆炸时放出热量，B错误；反应中S元素化合价降低，S作氧化剂，C错误；该反应不符合“单质＋化合物===另一种单质＋另一种化合物”的形式，不是置换反应，D错误。
8. (2024·盐城期末)下列成果蕴含的化学知识叙述正确的是(C)
A. 新型手性螺环催化剂能降低化学反应的焓变
B. 北斗导航卫星所使用的高性能计算机芯片含有二氧化硅
C. “天问一号”火星车使用的热控保温材料纳米气凝胶可产生丁达尔效应
D. “天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同分异构体
【解析】 催化剂能降低反应的活化能但不能改变反应的焓变，A错误；计算机芯片含有硅，B错误；纳米气凝胶是胶体，能产生丁达尔效应，C正确；石墨烯与金刚石互为同素异形体，D错误。
9. (2024·无锡期末) 江南大学科学家利用双点位催化剂实现由二氧化碳和氢气一步合成乙醇。下列说法正确的是(A)
A. 该反应有利于实现“碳中和”
B. 该反应中C元素的化合价不变
C. 与氢能相比乙醇不易储存
D. 乙醇的结构简式为C2H6O
【解析】 该反应能消耗CO2，有利于实现“碳中和”，A正确；CO2中C元素的化合价为＋4，乙醇中C元素的平均化合价为－2，在该反应中C元素的化合价发生变化，B错误；乙醇为液体，氢气为气体，与氢能相比乙醇更易储存，C错误；乙醇的结构简式为CH3CH2OH，D错误。
10. (2024·南京、盐城期末)2023年9月23日，第19届亚运会开幕式主火炬首次使用零碳甲醇(CH3OH)作燃料。下列关于甲醇的说法不正确的是(A)
A. 甲醇是电解质
B. 甲醇属于可再生清洁能源
C. 甲醇属于烃的衍生物
D. 甲醇与乙醇互为同系物
【解析】 甲醇是非电解质，A错误。
11. (2024·南京、盐城一模)2024年1月，从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发，我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是(A)
A. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
B. “快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推
C. “爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
D. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
【解析】 光伏发电系统工作时可将光能转化为电能，A错误。
12. “科技创造价值，创新驱动发展”。下列说法不正确的是(A)
A. 我国新一代“长征七号”运载火箭使用的是液氧煤油发动机，煤油主要由煤的干馏制得
B. 中国科学院研发的人造太阳用到的氕、氘、氚互为同位素
C. “天问一号”火星探测器太阳能电池板含有硅元素，其中单晶硅为共价晶体
D. 火箭发动机材料使用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料
【解析】 煤油主要由石油分馏得到的烃类混合物，A错误；氕、氘、氚为氢元素的不同核素，互为同位素，B正确；单晶硅为共价晶体，C正确；高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确。练习2　物质的量
1. (2023·徐州期初)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( 　　)
A. 一定条件下3.2 g SO2与足量O2反应转移电子数为0.1NA
B. 2.9 g异丁烷和正丁烷混合物含有C—H数目为0.5NA
C. 50 mL 12 mol/L浓盐酸与足量MnO2共热转移电子数0.3NA
D. 标准状况下，3.36 L三氯甲烷中含有氯原子数目为0.45NA
2. (2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4＋2KClO3＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( 　　)
A. 0.1 mol HO中含有的中子数为1.2NA
B. 每生成67.5 g ClO2，转移电子数为2.0NA
C. 0.1 mol/L H2C2O4溶液中含有的H＋数目为0.2NA
D. 标准状况下，22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
3. (2024·常州期末)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的操作(图中箭头表示运动方向)正确的是( 　　)
4. (1) (2024·如东、姜堰中学联考)用亚硫酸钠固体配制250 mL 0.2 mol/L Na2SO3溶液，下列仪器无需使用的是________________________________________________(填仪器名称)。
　　　　　
(2) (2023·南京六校期初)由浓硫酸配制250 mL 1.0 mol/L H2SO4溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、__________________________________________。
(3) (2023·如皋期初)10 L密度为1.83 g/mL、质量分数为98%的浓硫酸，其中所含H2SO4的物质的量为_____________________。
5. (1)(2022·海南卷)现有浓磷酸质量分数为85%，密度为1.7 g/mL。若实验需100 mL 1.7 mol/L H3PO4溶液，则需浓磷酸____________mL(保留一位小数)。
(2) (2024·前黄中学)处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO __________________ g(实际用量应为理论值的4倍)，才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，达到排放标准[反应的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===2CO2↑＋N2↑＋5Cl－＋2OH－]。
6. (2023·如皋期初)以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料，可以制取铁铬氧体Cr2Fe20O27(Cr为＋3价)。制取的方法如下：向含1 mol CrO的溶液中，加入10 mol FeSO4·7H2O，充分反应后向溶液中边通入空气边滴加NaOH溶液，反应后过滤得到铁铬氧体。反应共消耗O2的物质的量为________________________。
7. 草酸钙沉淀经稀硫酸处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol/L KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_______________。
8. 为测定某碘水(其溶质为I2)中碘单质的浓度，取该碘水10.00 mL，加入淀粉溶液作为指示剂，用0.01 mol/L Na2S2O3滴定此碘水，当溶液由蓝色变为无色时，消耗Na2S2O3的体积为20.00 mL。已知Na2S2O3被氧化为Na2SO4，则碘单质的浓度为( 　　)
A. 0.08 mol/L B. 0.16 mol/L
C. 0.04 mmol/L D. 0.06 mol/L
9. (2024·海安中学)PbO2受热分解为Pb的＋4价和＋2价的混合氧化物，＋4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2。现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向“剩余固体”中加入足量的浓盐酸得到Cl2。生成的O2和Cl2的物质的量相等。“剩余固体”中Pb、O原子个数之比为_________。
10. (2023·泰州中学)用下列实验可以测定LixCoO2的组成：
实验1.准确称取一定质量的LixCoO2样品，加入盐酸，加热至固体完全溶解(溶液中的金属离子只存在Li＋和Co2＋)，冷却后转移到容量瓶中并定容至100 mL。
实验2.移取25.00 mL实验1容量瓶中溶液，加入指示剂，用0.010 00 mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Co2＋＋Y4－===CoY2－)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液25.00 mL。
实验3.准确称取与实验1中等质量的LixCoO2样品，加入一定量的硝酸和H2O2溶液，加热至固体完全溶解。冷却后转移到容量瓶中并定容至100 mL。移取10.00 mL溶液，通过火焰原子吸收光谱法测定其中Li＋浓度为6.000×10－3mol/L。计算化学式LixCoO2中x的值，并写出计算过程。
11. 实验室需要0.5 mol/L硫酸溶液480 mL。现在用浓硫酸配制该溶液，回答下列问题：
(1) 实验中需要质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸____________ mL。
(2) 配制溶液时需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管和___________________________、_________(填仪器名称)。
(3) 在量取浓硫酸后，进行了下列操作：
① 等稀释的浓硫酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。
② 向容量瓶中小心加蒸馏水且边加边振荡均匀，加蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液的凹液面与刻度线相切。
③ 在盛有一定体积的蒸馏水的烧杯中注入浓硫酸，并用玻璃棒搅动，使其混合均匀。
④ 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中，正确的顺序是____________(填序号)。
(4) 若实验过程遇到下列情况，对硫酸物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“不变”)
① 容量瓶洗涤，瓶底有少量蒸馏水，未干燥：______；
② 定容时俯视观察液面：______。
练习2　物质的量
1. (2023·徐州期初)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(B)
A. 一定条件下3.2 g SO2与足量O2反应转移电子数为0.1NA
B. 2.9 g异丁烷和正丁烷混合物含有C—H数目为0.5NA
C. 50 mL 12 mol/L浓盐酸与足量MnO2共热转移电子数0.3NA
D. 标准状况下，3.36 L三氯甲烷中含有氯原子数目为0.45NA
【解析】 SO2与O2的反应是可逆反应，3.2 g SO2(即0.05 mol)，与足量O2反应转移电子少于0.05 mol×2＝0.1 mol，A错误；正丁烷和异丁烷分子中均含有10个C—H,2.9 g(0.05 mol)正丁烷和异丁烷混合物中含有的C—H数目为0.5 NA，B正确；随着反应进行，盐酸由浓变稀，MnO2与稀盐酸不反应，无法计算转移的电子数，C错误；标准状况下三氯甲烷为液态，不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，D错误。
2. (2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4＋2KClO3＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(D)
A. 0.1 mol HO中含有的中子数为1.2NA
B. 每生成67.5 g ClO2，转移电子数为2.0NA
C. 0.1 mol/L H2C2O4溶液中含有的H＋数目为0.2NA
D. 标准状况下，22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
【解析】 HO中子数为10,0.1 mol HO中含有的中子数为NA，A错误；反应中每生成2 mol ClO2转移2 mol e－，则每生成67.5 g ClO2(即1 mol)，转移1 mol e－，B错误；缺少溶液的体积和该温度下H2C2O4的电离平衡常数，无法计算H＋数目，C错误。
3. (2024·常州期末)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的操作(图中箭头表示运动方向)正确的是(A)
【解析】 振荡时，应塞紧容量瓶的瓶塞，B错误；定容时，应平视刻度线，C错误；摇匀时，应盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转多次，摇匀，D错误。
4. (1) (2024·如东、姜堰中学联考)用亚硫酸钠固体配制250 mL 0.2 mol/L Na2SO3溶液，下列仪器无需使用的是分液漏斗、冷凝管(或球形冷凝管)(填仪器名称)。
　　　　　
(2) (2023·南京六校期初)由浓硫酸配制250 mL 1.0 mol/L H2SO4溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、250 mL容量瓶、胶头滴管。
(3) (2023·如皋期初)10 L密度为1.83 g/mL、质量分数为98%的浓硫酸，其中所含H2SO4的物质的量为183 mol。
【解析】 (3) m(浓硫酸)＝ρV＝1.83 g/mL×10 000 mL＝18 300 g，n(H2SO4)＝＝＝183 mol。
5. (1)(2022·海南卷)现有浓磷酸质量分数为85%，密度为1.7 g/mL。若实验需100 mL 1.7 mol/L H3PO4溶液，则需浓磷酸11.5mL(保留一位小数)。
(2) (2024·前黄中学)处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO 14 900 g(实际用量应为理论值的4倍)，才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，达到排放标准[反应的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===2CO2↑＋N2↑＋5Cl－＋2OH－]。
【解析】 (1) 溶液稀释前后溶质的物质的量不变，列式为 mol/L×V＝100 mL×1.7 mol/L，解得V≈11.5 mL。(2) NaCN含量由10.3 mg/L降到0.5 mg/L，NaCN减少的浓度为9.8 mg/L＝9.8×10－3 g/L，根据离子方程式可得关系式：2CN－～5NaClO，实际需要NaClO质量＝××74.5 g/mol×4＝14 900 g。
6. (2023·如皋期初)以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料，可以制取铁铬氧体Cr2Fe20O27(Cr为＋3价)。制取的方法如下：向含1 mol CrO的溶液中，加入10 mol FeSO4·7H2O，充分反应后向溶液中边通入空气边滴加NaOH溶液，反应后过滤得到铁铬氧体。反应共消耗O2的物质的量为0.25 mol。
【解析】 根据化合物中各元素化合价代数和为0可得Cr2Fe20O27中Fe元素平均化合价为＋2.4。反应中Cr元素化合价降低了3，Fe元素化合价升高了0.4，则1 mol CrO在反应中得到3 mol电子、10 mol 的FeSO4·7H2O在反应中失去4 mol电子，根据得失电子相等可知O2得1 mol电子，反应共消耗O2的物质的量为0.25 mol。
7. 草酸钙沉淀经稀硫酸处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol/L KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为45.0%。
【解析】 配平离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，根据关系式：2KMnO4～5H2C2O4～5Ca2＋，n(Ca2＋)＝n(KMnO4)＝×0.050 0 mol/L×36.00×10－3 L＝4.50×10－3 mol，水泥样品中钙的质量分数＝×100%＝45.0%。
8. 为测定某碘水(其溶质为I2)中碘单质的浓度，取该碘水10.00 mL，加入淀粉溶液作为指示剂，用0.01 mol/L Na2S2O3滴定此碘水，当溶液由蓝色变为无色时，消耗Na2S2O3的体积为20.00 mL。已知Na2S2O3被氧化为Na2SO4，则碘单质的浓度为(A)
A. 0.08 mol/L B. 0.16 mol/L
C. 0.04 mmol/L D. 0.06 mol/L
【解析】 设碘水中碘的浓度为x，S元素的化合价由＋2升高为＋6，I元素的化合价由0降低为－1，由得失电子守恒可知10.00×10－3 L×x×2×(1－0)＝20.00×10－3 L×0.01 mol/L×2×(6－2)，解得x＝0.08 mol/L，故选A。
9. (2024·海安中学)PbO2受热分解为Pb的＋4价和＋2价的混合氧化物，＋4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2。现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向“剩余固体”中加入足量的浓盐酸得到Cl2。生成的O2和Cl2的物质的量相等。“剩余固体”中Pb、O原子个数之比为3∶4。
【解析】 PbO2受热分解生成Pb的混合氧化物和O2，混合氧化物再与HCl反应生成Cl2。设产生x mol O2，则Cl2也为x mol，根据得失电子守恒得4x mol＋2x mol＝2 mol，x＝。即1 mol PbO2分解生成 mol O2，则混合氧化物中n(O)＝2 mol－ mol×2＝ mol，而n(Pb)＝1 mol，则n(Pb)∶n(O)＝1∶＝3∶4。
10. (2023·泰州中学)用下列实验可以测定LixCoO2的组成：
实验1.准确称取一定质量的LixCoO2样品，加入盐酸，加热至固体完全溶解(溶液中的金属离子只存在Li＋和Co2＋)，冷却后转移到容量瓶中并定容至100 mL。
实验2.移取25.00 mL实验1容量瓶中溶液，加入指示剂，用0.010 00 mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Co2＋＋Y4－===CoY2－)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液25.00 mL。
实验3.准确称取与实验1中等质量的LixCoO2样品，加入一定量的硝酸和H2O2溶液，加热至固体完全溶解。冷却后转移到容量瓶中并定容至100 mL。移取10.00 mL溶液，通过火焰原子吸收光谱法测定其中Li＋浓度为6.000×10－3mol/L。计算化学式LixCoO2中x的值，并写出计算过程。
样品中n(Co2＋)＝n(Y4－)＝0.010 0 mol/L×25.00×10－3 L×＝1×10－3 mol，
样品中n(Li＋)＝6.000×10－3 mol/L×10.00×10－3 L×＝6×10－4 mol，
故n(Li＋)∶n(Co2＋)＝x∶1＝6×10－4∶1×10－3，x＝0.6
11. 实验室需要0.5 mol/L硫酸溶液480 mL。现在用浓硫酸配制该溶液，回答下列问题：
(1) 实验中需要质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸13.6 mL。
(2) 配制溶液时需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管和500 mL容量瓶、玻璃棒(填仪器名称)。
(3) 在量取浓硫酸后，进行了下列操作：
① 等稀释的浓硫酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。
② 向容量瓶中小心加蒸馏水且边加边振荡均匀，加蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液的凹液面与刻度线相切。
③ 在盛有一定体积的蒸馏水的烧杯中注入浓硫酸，并用玻璃棒搅动，使其混合均匀。
④ 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中，正确的顺序是③①④②(填序号)。
(4) 若实验过程遇到下列情况，对硫酸物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“不变”)
① 容量瓶洗涤，瓶底有少量蒸馏水，未干燥：不变；
② 定容时俯视观察液面：偏高。
【解析】 (1) 质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸物质的量浓度＝＝18.4 mol/L，需要0.5 mol/L硫酸溶液480 mL，应选择500 mL容量瓶，设需要浓硫酸体积为V，依据溶液稀释规律可知：18.4 mol/L×V＝0.5 mol/L×0.5 L，解得V≈0.0 136 L，即13.6 mL。(2) 配制一定物质的量浓度溶液用到的仪器：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶。(4) ① 容量瓶洗涤，瓶底有少量蒸馏水，对溶质的物质的量和溶液的体积都不产生影响，溶液浓度不变。② 定容时俯视观察液面，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高。练习3　有关化学方程式的计算
1. (2023·全国乙卷)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝___，y＝___。
2. (2023·无锡期中)焙烧Ce(OH)4过程中测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。则301～317 ℃范围内，B→C发生反应的化学方程式为_____________________________________ ___________________________________(写出确定物质化学式的计算过程，Ce—140)。
3. 采用热重分析法测定NH4Fe(SO4)2·xH2O(硫酸铁铵晶体)样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%，硫酸铁铵晶体的化学式为_______________________________________。
4. (2024·扬州期末)准确称取0.200 0 g GaN样品，加入NaOH溶液，加热使固体充分溶解，用足量H3BO3溶液吸收产生的NH3。向吸收液中滴加指示剂，用0.100 0 mol/L盐酸滴定至终点，消耗盐酸23.80 mL。过程中涉及反应：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3，计算GaN样品的纯度(写出计算过程，Ga—70)。
5. (2024·海安中学)产品中NaClO2质量分数的测定：
称取5.000 g产品配成250 mL溶液；取25.00 mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：I－＋H＋＋ClO——I2＋Cl－＋H2O(未配平)；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.840 0 mol/L Na2S2O3溶液至恰好完全反应：Na2S2O3＋I2——Na2S4O6＋NaI(未配平)，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
(1) 若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的NaClO2质量分数______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(2) 已知产品中的杂质不与KI、NaClO2发生反应。产品中NaClO2的质量分数为__________________。
6. (2024·南京二模)阴离子交换树脂(ROH，R为高分子阳离子骨架)去除酸性废水中Cr(Ⅵ)的原理为2ROH＋Cr2O??R2Cr2O7＋2OH－。
(1) 树脂失效后，用NaOH溶液将树脂再生，发生反应的化学方程式为_________________________ __________________________________________________________________________。
(2) 某树脂的Cr(Ⅵ)摩尔交换总容量为1.45 mol/L，即每升湿树脂最多吸收1.45 mol Cr(Ⅵ)。现将Cr(Ⅵ)含量为50 mg/L的废水以1.0 L/h的流量通过填充有30 mL湿树脂的淡化室。试通过计算说明，通废水20 h时，该离子交换树脂是否达到吸收饱和[Cr(Ⅵ)均以铬元素计，写出计算过程，Cr—52]
7. (2023·无锡一中)可根据碘吸附值(1 g活性炭能够吸附的碘的质量)衡量活性炭的吸附性能。其测定方法如下：
将活性炭粉碎并干燥，称取0.500 0 g试样，放入100 mL碘量瓶中，加入10.00 mL盐酸，加热微沸后冷却至室温，再加入50.00 mL 0.100 0 mol/L I2标准溶液，盖好瓶塞，振荡一段时间，迅速过滤；
取10.00 mL滤液放入另一碘量瓶，加适量水稀释，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，滴加淀粉溶液作指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液的体积为10.00 mL。
(1) 达到滴定终点的现象是________________________________________________________________ ___________________________________________________________。
(2) 计算该样品的碘吸附值：______________________________(单位：mg/g)，写出计算过程(计算结果保留四位有效数字。已知I2＋2S2O===2I－＋S4O，假设溶液混合时体积可以直接相加，I—127)。
练习3　有关化学方程式的计算
1. (2023·全国乙卷)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝4，y＝1。
【解析】 由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·xH2O，则278×19.4%＝18×(7－x)，解得x≈4；当失重比为38.8%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·yH2O，则278×38.8%＝18×(7－y)，解得y≈1。
2. (2023·无锡期中)焙烧Ce(OH)4过程中测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。则301～317 ℃范围内，B→C发生反应的化学方程式为CeO2·H2OCeO2＋H2O↑(或H2CeO3CeO2＋H2O↑)(写出确定物质化学式的计算过程，Ce—140)。
【解析】 设起始Ce(OH)4的质量为208 g，
加热至301 ℃，Δm1＝208 g×(100%－91.35%) ≈ 18 g，B的化学式为CeO2·H2O(或H2CeO3)，
301～317 ℃，Δm2＝208 g×(91.35%－82.70%) ≈ 18 g，C的化学式为CeO2。
3. 采用热重分析法测定NH4Fe(SO4)2·xH2O(硫酸铁铵晶体)样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%，硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
【解析】 硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，
其相对分子质量为266＋18x，设样品为m g，根据反应：
NH4Fe(SO4)2·xH2ONH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O＋1.5H2O可得：＝，
解得x＝12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
4. (2024·扬州期末)准确称取0.200 0 g GaN样品，加入NaOH溶液，加热使固体充分溶解，用足量H3BO3溶液吸收产生的NH3。向吸收液中滴加指示剂，用0.100 0 mol/L盐酸滴定至终点，消耗盐酸23.80 mL。过程中涉及反应：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3，计算GaN样品的纯度(写出计算过程，Ga—70)。
根据得失电子守恒和质量守恒可建立反应关系如下：
GaN～NH3～NH3·H3BO3～HCl，
n(GaN) ＝n(HCl)＝0.100 0 mol/L×23.80 ×10－3 L＝2.380×10－3 mol，
GaN样品的纯度＝×100%＝99.96%
5. (2024·海安中学)产品中NaClO2质量分数的测定：
称取5.000 g产品配成250 mL溶液；取25.00 mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：I－＋H＋＋ClO——I2＋Cl－＋H2O(未配平)；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.840 0 mol/L Na2S2O3溶液至恰好完全反应：Na2S2O3＋I2——Na2S4O6＋NaI(未配平)，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
(1) 若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的NaClO2质量分数偏高(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(2) 已知产品中的杂质不与KI、NaClO2发生反应。产品中NaClO2的质量分数为76.02%。
【解析】 (1) 若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，其中部分I－被氧气氧化为碘单质，消耗Na2S2O3溶液体积偏大，测定结果偏高。(2) 根据相关物质反应前后的化合价变化，通过得失电子守恒，可以得到ClO～2I2～4S2O，故m(NaClO2)＝0.840 0 mol/L×20×10－3 L××90.5 g/mol×＝3.801 g，产品中NaClO2的质量分数为×100%＝76.02%。
6. (2024·南京二模)阴离子交换树脂(ROH，R为高分子阳离子骨架)去除酸性废水中Cr(Ⅵ)的原理为2ROH＋Cr2O??R2Cr2O7＋2OH－。
(1) 树脂失效后，用NaOH溶液将树脂再生，发生反应的化学方程式为R2Cr2O7＋4NaOH===2Na2CrO4＋2ROH＋H2O。
(2) 某树脂的Cr(Ⅵ)摩尔交换总容量为1.45 mol/L，即每升湿树脂最多吸收1.45 mol Cr(Ⅵ)。现将Cr(Ⅵ)含量为50 mg/L的废水以1.0 L/h的流量通过填充有30 mL湿树脂的淡化室。试通过计算说明，通废水20 h时，该离子交换树脂是否达到吸收饱和[Cr(Ⅵ)均以铬元素计，写出计算过程，Cr—52]
30 mL湿树脂最多吸收Cr(Ⅵ)的质量：
m1＝1.45 mol/L×30 ×10－3 L×52 g/mol＝2.262 g＝2 262 mg
通废水20 h湿树脂吸收Cr(Ⅵ)的质量：
m2＝1.0 L/h×20 h×50 mg/L＝1 000 mg
m27. (2023·无锡一中)可根据碘吸附值(1 g活性炭能够吸附的碘的质量)衡量活性炭的吸附性能。其测定方法如下：
将活性炭粉碎并干燥，称取0.500 0 g试样，放入100 mL碘量瓶中，加入10.00 mL盐酸，加热微沸后冷却至室温，再加入50.00 mL 0.100 0 mol/L I2标准溶液，盖好瓶塞，振荡一段时间，迅速过滤；
取10.00 mL滤液放入另一碘量瓶，加适量水稀释，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，滴加淀粉溶液作指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液的体积为10.00 mL。
(1) 达到滴定终点的现象是当滴加最后半滴Na2S2O3标准溶液时溶液颜色恰好由蓝色褪至无色，且半分钟内不变色。
(2) 计算该样品的碘吸附值：1 016 mg/g(单位：mg/g)，写出计算过程(计算结果保留四位有效数字。已知I2＋2S2O===2I－＋S4O，假设溶液混合时体积可以直接相加，I—127)。
【解析】 (1) 原来锥形瓶中为I2和淀粉的混合溶液，溶液显蓝色，滴定结束后，溶液变为无色。(2) 过滤前溶液共60 mL，加入的碘单质的物质的量为0.1 mol/L×50×10－3 L＝5×10－3 mol；10 mL滤液消耗Na2S2O3物质的量为0.1 mol/L×10×10－3 L＝1×10－3 mol，被活性炭吸收的碘为5×10－3 mol－1×10－3 mol××＝2×10－3 mol，碘的吸附值为＝1.016 g/g＝1 016 mg/g。

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