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(2014•普陀区一模)金属元素及其化合物在科学研究和生产生活中有着广泛的用途.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/10/01 20:32:52
(2014•普陀区一模)金属元素及其化合物在科学研究和生产生活中有着广泛的用途.
(1)现有一种铜粉与氧化铜粉末的混合物.经测定,该混合物中铜元素与氧元素的质量之比为5:1.该混合物中铜与氧化铜的物质的量之比为______.
(2)取铝合金(含铝90%)1.5g与80mL 3mol•L-1盐酸充分反应(合金中其它成分不参加反应).滤去不溶物,将滤液稀释到100mL,取出稀释液5mL,加入0.6mol•L-1的氨水使Al3+恰好完全沉淀.上述铝合金和盐酸反应的过程中生成氢气______L(标准状况).使Al3+恰好完全沉淀时,消耗氨水______mL.
(3)将1.84g金属钠投入98.16g水中,向反应后的溶液里通入一定量的CO2(g),将溶液小心蒸干.计算可得固体质量的最大值.
(4)向amL 0.8mol•L-1 NaOH(aq)中通入bmol CO2(g),反应所得混合液的成份随b的物质的量的不同而不同.请通过计算完成表格:(溶质的质量用含a、b的代数式表示)
b的取值范围(mol) 溶质的成份 溶质的质量(g)
b<4a×10-4 ______ ______
______ Na2CO3、NaHCO3 ______
(1)令混合物中铜与氧化铜的物质的量分别为xmol、ymol,由题意可得:
(x+y)mol×64g/mol:ymol×16g/mol=5:1,
解得x:y=1:4,
故答案为:1:4;
(2)合金中Al的物质的量=
1.5g×90%
27g/mol=0.05mol,n(HCl)=0.08L×3mol/L=0.24mol,则:
   2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑,
0.05mol  0.15mol
Al完全反应消耗0.15molHCl,小于0.24mol,故HCl有剩余,由方程式可知,生成氢气物质的量=0.05mol×
3
2=0.075mol,故生成氢气的体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L,
滤液稀释到100mL,取出稀释液5mL,加入0.6mol•L-1的氨水使Al3+恰好完全沉淀,反应后的溶液中溶质为NH4Cl,根据氯离子守恒可知n(NH4Cl)=n′(HCl)=0.24mol×
5mL
100mL=0.012mol,再根据N原子守恒可知n(NH3)=0.012mol,故需要氨水的体积=
0.012mol
0.6mol/L=0.02L=20mL,
故答案为:1.68;20;
(3)钠溶于水生成NaOH,通入二氧化碳气体,会生成Na2CO3、NaHCO3,将溶液小心蒸干,NaHCO3会分解,所以,可得固体质量的最大值是完全转化为Na2CO3•10H2O,根据Na原子守恒可知,n(Na2CO3•10H2O)=
1
2n(Na)=
1

1.84g
23g/mol=0.04mol,故m(Na2CO3•10H2O)=0.04mol×286g/mol=11.44g,
答:可得固体质量的最大值为11.44g;
(4)amL 0.8mol•L-1 NaOH(aq)中n(NaOH)=a×10-3L×0.8mol•L-1 =8a×10-4mol,
二氧化碳与NaOH发生反应:①2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,②NaOH+CO2═NaHCO3
当b<4a×10-4,即n(CO2):n(NaOH)<
1
2,故发生反应①,且NaOH有剩余,故溶质为Na2CO3、NaOH,根据C原子守恒可知,n(Na2CO3)=n(CO2)=bmol,由钠离子守恒可知n(NaOH)=8a×10-4mol-2b mol=(8a×10-4-2b)mol,故溶质的质量=bmol×106g/mol+(8a×10-4-2b)mol×40g/mol=(3.2a×10-2+26b)g,
当溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3时,发生反应①、②,则
1
2<n(CO2):n(NaOH)<1,故4a×10-4<b<8a×10-4,设Na2CO3、NaHCO3各自物质的量分别为xmol、ymol,由Na离子、C原子守恒,则:

x+y=b
2x+y=8a×10−4
解得,x=8a×10-4-b,y=2b-8a×10-4
故溶质质量=(8a×10-4-b)mol×106g/mol+(2b-8a×10-4)mol×84g/mol=(1.76a×10-2+62b)g,
故答案为:
b的取值范围(mol) 溶质的成份 溶质的质量(g)
NaOH、Na2CO3 3.2a×10-2+26b
4a×10-4<b<8a×10-4 1.76a×10-2+62b.