Question

11．O₂和O₃是氧元素的兩種單質，根據其分子式完成下列各題：
（1）等質量的O₂和O₃所含分子個數比為3：2，原子個數比為1：1．
（2）等溫等壓下，等體積的O₂和O₃所含分子個數比為1：1，原子個數比為2：3，質量比為2：3．
（3）配制100mL 1mol•L^-1的稀H₂SO₄溶液，需要用量筒量取濃H₂SO₄（密度為1.84g•mL^-1，質量分數為98%）的體積為5.4mL．
（4）現要配制1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液250mL，求：①需要含結晶水的碳酸鈉晶體（Na₂CO₃•10H₂O）71.5 g；②需要物質的量濃度為4mol•L^-1的Na₂CO₃溶液62.5 mL．

Answer 1

分析 （1）依據n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$，結合氧氣和臭氧分子構成解答；
（2）依據阿伏伽德羅定律可知，等溫等壓下，等體積的氣體具有相同的分子數、物質的量，結合n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$計算解答；
（3）依據c=$\frac{1000ρω}{M}$計算濃硫酸的物質的量濃度，依據溶液稀釋過程中溶質的物質的量不變計算需要濃硫酸的體積；
（4）若用固體配制溶液，依據n=CV、m=nM計算需要溶質的物質的量和質量，若用濃溶液配制稀溶液，依據溶液稀釋過程中溶質的物質的量不變，計算需要濃溶液的體積．

解答 解：（1）依據n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$，分子數之比等于分子的物質量之比，等質量的O₂和O₃所含分子個數比等于物質的量之比為：$\frac{m}{32}$：$\frac{m}{48}$=3：2；氧氣為雙原子分子，臭氧為三原子分子，所以等質量的O₂和O₃所含原子個數之比為：3×2：2×3=1：1；
故答案為：3：2；1：1；
 （2）依據阿伏伽德羅定律可知，等溫等壓下，等體積的氣體具有相同的分子數，所以等溫等壓下，等體積的O2和O3所含分子個數比為1：1，物質的量之比為1：1，原子個數比為：1×2：3×1=2：3；氧氣與臭氧都是由氧原子構成，所以等物質的量的氧氣與臭氧質量之比等于原子個數之比等于2：3；
故答案為：1：1； 2：3；  2：3；
（3）濃硫酸的物質的量濃度C=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$-18.4mol/L，設需要濃硫酸體積為V，則依據溶液稀釋過程中溶質的物質的量不變得：18.4mol/L×V=100mL×1mol•L^-1，解答V=5.4mL；
故答案為：5.4；
  （4）用Na₂CO₃固體配制1mol/L的Na₂CO₃溶液250mL，則需要固體碳酸鈉的物質的量n=1mol/L×0.25L=0.25mol；
若用含結晶水的碳酸鈉晶體（Na₂CO₃•10H₂O）配制，則需要碳酸鈉晶體質量m′=286g/mol×0.25mol/L=71.5g；
若用物質的量濃度為4mol/L的Na₂CO₃溶液配制，設需要4mol/L的Na₂CO₃溶液體積為V，依據溶液稀釋過程中溶質的物質的量不變得：4mol/L×V=0.25mol，解得V=0.0625L，即62.5mL，
故答案為：71.5； 62.5．

點評 本題考查了物質的量有關計算，明確以物質的量為核心計算公式，熟悉溶液稀釋規(guī)律是解題關鍵，題目難度不大．