Question

（1）48g氧气和48g臭氧（O₃），它们所含的原子数

 

 （填“相同”或“不同”），它们在同温同压下的体积比是

 

．0.2mol NH₃ 分子与

 

个CH₄含有的电子数相同，与

 

g H₂O含有的氢原子数相同．
（2）在标准状况下，（a）2g H₂、（b）11.2L O₂、（c） 27g H₂O中，所含原子数最多的是（填序号）

 

，体积最大的是

 

．（填序号）
（3）将一定量质量分数为ω的氢氧化钾溶液蒸发掉m g水后，质量分数恰好变为2ω，体积为VL（溶液中无晶体析出），则浓缩后溶液的物质的量浓度为

 

．
（4）某工厂采用硫酸和醋酸的溶液作为矿物中稀有元素的萃取液，生产要求该萃取液中的硫酸的浓度为3mol?L^-1，醋酸的浓度为8mol?L^-1．现有一批回收酸液共400L，经测定其中醋酸的浓度为12mol?L^-1，硫酸的浓度为1mol?L^-1．现要用此回收酸液配制上述萃取液，400L回收酸液经稀释可以得到

 

L 8mol?L^-1的醋酸．在400L回收酸液中加入

 

L密度为1.84g?cm^-3、浓度为98%的浓硫酸，然后

 

，即可得到符合要求的萃取液．

Answer 1

考点：物质的量的相关计算,物质的量浓度的相关计算

专题：计算题

分析：（1）氧气和臭氧属于同素异形体，其质量相同、氧原子摩尔质量相同，导致其原子个数相等；根据V=

m

M

Vm计算二者的体积之比；每个氨气分子和每个甲烷分子中电子数相等都是10，要使二者的电子数相等，则二者的物质的量相等，根据N=nN_A计算甲烷分子个数；氨气和水分子中H原子个数相等，则二者的物质的量之比为2：3，再根据m=nM计算水的质量；
（2）根据N=nN_A结合分子构成计算原子个数；根据V=nV_m计算气体体积；
（3）根据溶液蒸发前后溶质的质量不变计算溶质的质量，进而计算溶质的物质的量，根据溶液的体积计算浓缩后溶液的物质的量浓度；
（4）设稀释后溶液体积为V，根据稀释定律，稀释前后HF的物质的量不变，据此计算稀释后溶液的体积；
符合萃取液要求，应保证硫酸、氢氟酸的浓度分别为3mol/L、8mol/L，根据氢氟酸的浓度可知加入浓硫酸，再加水稀释后溶液的体积，设需加浓硫酸的体积为x，根据H₂SO₄物质的量守恒，列方程计算．

解答： 解：（1）氧气和臭氧属于同素异形体，其质量相同、氧原子摩尔质量相同，导致其原子个数相等，V=

m

M

Vm知，相同质量时二者的体积之比等于其摩尔质量的反比=48g/mol：32g/mol=3：2，每个氨气分子和每个甲烷分子中电子数相等都是10，要使二者的电子数相等，则二者的物质的量相等，所以甲烷的物质的量是0.2mol，根据N=nN_A得甲烷分子个数=0.2mol×N_A/mol=0.2N_A；氨气和水分子中H原子个数相等，则二者的物质的量之比为2：3，所以水的物质的量是0.3mol，则水的质量m=nM=0.3mol×18g/mol=5.4g，
故答案为：相同；3：2；0.2N_A；5.4；
（2）标准状况下，氢气的物质的量为1mol、氧气的物质的量为0.5mol、水的物质的量为1.5mol，则氢气、氧气、水的分子数之比等于其物质的量之比为2：1：3，根据分子构成知，原子个数最多的是水，水是液体，其密度是1g/mL，则水的体积是27mL，相同条件下，气体体积与其物质的量成正比，所以气体体积最大的是氢气，
故答案为：（c）； （a）；
（3）设蒸发前溶液的质量为x，溶液蒸发前后溶质的质量不变，
则有：ωx=（x-m）×2ω，
x=2m，
所以溶液中溶质的质量为2mω，
物质的量为：

2mω

56

mol=

mω

28

mol，则溶液的物质的量浓度=

mω 28 mol

VL

=

mω

28V

mol/L，
故答案为：

mω

28V

mol/L；
（4）设稀释后溶液体积为V，根据稀释定律，稀释前后醋酸的物质的量不变，则有：8mol?L^-1×V=12mol?L^-1×400L，解得V=600L；
符合萃取液要求，应保证硫酸、醋酸的浓度分别为3mol/L、8mol/L，根据醋酸的浓度可知可知加入浓硫酸，再加水稀释后溶液的体积为600L，
设需加浓硫酸的体积为x，根据H₂SO₄物质的量守恒，则有：

x×1.84g/cm3×98%

98g/mol

+400L×1mol?L^-1=600L×3mol?L^-1，解得x=7.61×10⁴ mL=76.1L，
故答案为：600；76.1；然后加水稀释至600L．

点评：本题考查了物质的量的有关计算，涉及溶液稀释、蒸发等知识点，明确基本公式中各个物理量之间的关系即可解答，知道气体摩尔体积的适用范围及适用条件，题目难度中等．