Question

20．物質的量在計算中有廣泛的應用，請完成下列各小題：
（1）9gH₂O與49gH₃PO₄所含分子數(shù)相等．
（2）固體X在一定條件下加熱分解，其方程式為2X$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Y↑+2Z↑+2W↑，測得生成的混合氣體的密度是相同狀況下H₂的a倍，則X的相對分子質量為5a．
（3）在同溫同壓下，6.5g某氣體A的分子數(shù)與7gC₂H₄的分子數(shù)相等，則氣體A在標準狀況下的密度為
1.16g•L^-1．（結果保留三位有效數(shù)字）
（4）b%的硫酸溶液與4b%的硫酸溶液等質量混合后，所得溶液的質量分數(shù)=（填“＞”、“＜”、或“=”，下同）2.5b%；如果等體積混合，所得溶液的質量分數(shù)＞2.5b%．
（5）等質量的銅、鋅、鐵的金屬混合物a g加入FeCl₃和鹽酸的混合液中，充分反應（不考慮水電離出的離子）．
①若無固體剩余，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺；
②若剩余固體為$\frac{a}{3}$g，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺，一定沒有Fe³⁺；
③若剩余固體為$\frac{3a}{4}$g，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）分子數(shù)相同，則物質的量相同，結合n=$\frac{m}{M}$計算；
（2）相同條件下，氣體的密度之比等于其摩爾質量之比，生成的混合氣體對氫氣的相對密度為a，則混合氣體的平均摩爾質量為2ag/mol，根據(jù)質量守恒再結合M=$\frac{m}{n}$計算X的摩爾質量，摩爾質量在數(shù)值上等于其相對分子質量；
（3）分子數(shù)相同，則物質的量相同，結合n=$\frac{m}{M}$、ρ=$\frac{M}{{V}_{m}}$計算；
（4）等質量混合，混合后濃度等于$\frac{m×b%+m×4b%}{2m}$；硫酸的濃度越大，密度越大，硫酸的密度大于水的密度，將兩個質量分數(shù)的硫酸等體積混合，則混合后的質量分數(shù)比原來兩硫酸的質量分數(shù)的平均值要大，對于密度小于水的溶液，將兩個質量分數(shù)的溶液等體積混合，則混合后的質量分數(shù)比原來兩溶液的質量分數(shù)的平均值要�。�
（5）①沒有固體剩余，說明金屬完全反應，鐵離子過量或者恰好完全反應；
②剩余固體為$\frac{a}{3}$g，根據(jù)金屬的活潑性可以推斷出剩余的金屬為銅，溶液中一定存在亞鐵離子和鋅離子，一定沒有鐵離子；
③剩余固體為$\frac{3}{4}$ag，說明剩余的金屬為全部的銅和部分鐵，溶液中一定沒有鐵離子、氫離子和銅離子．

解答 解：（1）水的物質的量為$\frac{9g}{18g/mol}$=0.5mol，分子數(shù)相同，則物質的量相同，可知H₃PO₄的質量為：0.5mol×98g/mol=49g，
故答案為：49；
（2）相同條件下，氣體的密度之比等于其摩爾質量之比，生成的混合氣體對氫氣的相對密度為a，則混合氣體的平均摩爾質量為2a/mol，假設有2molX反應則生成1molY、2molZ、2molW，生成物的質量=2ag/mol×（1+2+2）mol=10ag，反應前后質量不變，則X的質量為10ag，其摩爾質量=$\frac{10ag}{2mol}$=5ag/mol，摩爾質量在數(shù)值上等于其相對分子質量，所以X的相對分子質量為5a，
故答案為：5a；
（3）同溫同壓下，6.5g某氣體A的分子數(shù)與7g C₂H₄的分子數(shù)相同，A的物質的量為$\frac{7g}{28g/mol}$=0.25mol，M（A）=$\frac{6.5g}{0.25mol}$=26g/mol，則氣體A在標準狀況下的密度為$\frac{26g/mol}{22.4L/mol}$=1.16g/L，
故答案為：1.16；
（4）b%的硫酸溶液與4b%的硫酸溶液等質量混合后，所得溶液的質量分數(shù)等于$\frac{m×b%+m×4b%}{2m}$；硫酸的密度大于水，將兩個質量分數(shù)的硫酸等體積混合，則混合后的質量分數(shù)比原來兩硫酸的質量分數(shù)的平均值要大，即將b%的硫酸溶液與4b%的硫酸溶液等體積混合，所得硫酸溶液的質量分數(shù)要大于2.5b%，
故答案為：=；＞；
（5）①氯化鐵能溶解銅、鋅、鐵，而鹽酸只能溶解鋅、鐵；又因為三種金屬性強弱順序是Zn＞Fe＞Cu，所以若無固體剩余，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，
故答案為：Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺；
②若剩余固體為$\frac{a}{3}$g，由于金屬還原性：Zn＞Fe＞Cu，則剩余的固體一定是銅，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺；而一定沒有鐵離子，氫離子可能含有，也可能沒有，
故答案為：Zn²⁺、Fe²⁺；Fe³⁺；
③若剩余固體為$\frac{3}{4}$ag，由于金屬還原性：Zn＞Fe＞Cu，則剩余的固體中一定含有銅、鐵，所以溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺，
故答案為：Zn²⁺、Fe²⁺．

點評 本題考查物質的量及濃度的計算，為高頻考點，題目難度中等，把握物質的量為中心的基本計算公式為解答的關鍵，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．