例1.某种铝粉与过氧化钠的混合物与足量水反应得到无色溶液,反应中生成1.75 g气体,所得溶液中加入3.5 mol/L盐酸100 mL完全反应,使生成的沉淀恰好完全溶解,则原混合物中铝与过氧化钠的物质的量之比为( )。
A.2:3 B.3:2 C.1:2 D.2:1
解析:
过氧化钠与水反应得到氢氧化钠和氧气,铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气,1.75 g为混合气体总质量;向反应后溶液加入盐酸,使生成的沉淀恰好完全溶解,这时得到的溶液为AlCl3和NaCl的混合溶液,铝、钠、氯元素不再有其他存在形式。
设铝和过氧化钠的物质的量分别为x和y,根据题意列方程组:
解得:x = 0.05 y = 0.1 选C。
例2.有KOH和Ca(OH)2的混合溶液,测得其pH=13。取此溶液250 mL,向其中通入CO2,通入CO2的体积(V)和生成沉淀的物质的量(n)的关系如图所示,图中V1为56 mL(标准状况),则图中V2、V3的体积(单位mL)分别是
A.280 336 B.504 560
C.1124 1176 D.196 252
该题如果求出混合溶液的组成再求通入CO2的体积势必会有很大的计算量。如果我们着重分析本题的变化终态结果,就会发现简单的定量关系。
到C点时,沉淀全部溶解得到Ca(HCO3)2和KHCO3的混合溶液,从起态到终态,溶液中的氢氧根离子被碳酸氢根离子所代替,而碳酸氢根离子的物质的量即通入二氧化碳的物质的量,等于原溶液中氢氧根离子的物质的量。
V3=0.25×0.1×22.4×103=560 mL,根据图像的对称性,V2=V3-V1=560-56=504 mL。选B。
例3.取等物质的量浓度的NaOH溶液两份,每份50 mL。向其中各通入一定量的CO2,随后分别各取溶液10 mL取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份50 mL,向其中各通入一定量的CO2,然后各取溶液10 mL,分别将其稀释为100 mL,分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,标准状况下产生CO2气体体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示,试回答下列问题:
(1)曲线A表明,原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为(写化学式) ,各种溶质的物质的量之比为 ;加盐酸后产生CO2体积的最大值为 mL。
(2)曲线B表明,原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为(写化学式) ;加盐酸后产生CO2体积最大值 mL。
(3)通过计算求出原NaOH溶液的物质的量浓度。
解析:解决本题有两大关键点,一是A、B两份溶液在滴加过程中产生二氧化碳的体积不同,说明一开始通入二氧化碳的体积是不同的;二是当溶液中二氧化碳气体全部溢出时,消耗的盐酸的体积是一样的(75 mL),利用终态分析法得知,这时溶液的溶质为氯化钠,开始氢氧化钠相等,最终消耗盐酸必然相等,根据消耗盐酸就可以求出原氢氧化钠的浓度。
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