1、化学试题相对原子质量:H 1 C 12 He 4 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Ne 20 Fe 56 Cl 35.5 S 32一、选择题:(共20小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共60分。)1.战国所著周礼中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳),并把这种灰称为“蜃”。蔡伦改进的造纸术,第一步沤浸树皮脱胶的碱液可用“蜃”溶于水制得。“蜃”的主要成分是 ( )A. CaOB. Ca(OH)2C. CO2D. Al2O3【答案】A【解析】【分析】牡蛎壳为贝壳,贝壳主要成分为碳酸钙,碳酸钙灼烧生成氧化钙,据此分析解答。【详解】蔡伦改进的造纸术,第一步
2、沤浸树皮脱胶的碱液可用“蜃”溶于水制得,“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳),并把这种灰称为“蜃”,牡蛎壳为贝壳,贝壳主要成分为碳酸钙,碳酸钙灼烧生成氧化钙,所以“蜃”主要成分是氧化钙,答案选A。2.下列关于化学基本概念和基本理论的几点认识中正确的是( )A. 能电离出氢离子的化合物是酸B. 根据化合物中含氢数目的多少,把化合物分为一元酸、二元酸、三元酸等。C. 碱性氧化物一定是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物D. 有单质参加的反应,一定是氧化还原反应【答案】C【解析】【详解】A能电离出氢离子的化合物不一定是酸,例如硫酸氢钠能电离出氢离子,但属于盐,故A错误;B一元酸、二元酸是根据酸
3、电离出氢离子的个数进行分类的,如CH3COOH含有4个H,但为一元酸,故B错误;C能与酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物,如氧化钠是碱性氧化物也是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物,如氧化铝属于两性氧化物也是金属氧化物,故C正确;D 有单质参加或有单质生成的反应,不一定存在元素的化合价变化,如氧气与臭氧的转化中,没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,故D错误;答案选C。【点睛】易错点为A选项,电离出的阳离子只含有氢离子的化合物叫做酸。3.分类是学习化学的方法之一,下列各组物质按氧化物、酸、碱、盐顺序排列的一组是A. 氢氧化铁、硝酸、烧碱、氯化钠B. 干冰
4、、碳酸、纯碱、硫酸钾C. 水、硫酸、熟石灰、氯化钾D. 氨水、醋酸、氢氧化铁、食盐【答案】C【解析】【详解】A氢氧化铁是碱而不是氧化物,故A错误;B纯碱为碳酸钠,是盐不是碱,故B错误;C.水是氧化物;硫酸是酸;熟石灰是氢氧化钙,是碱;氯化钾为盐,故C正确;D氨水是混合物,不是氧化物,故D错误;故选C。4.下列物质分类的正确组合是( )碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物ACu2(OH)2CO3H2SO4NaHCO3SiO2CO2BNaOHHClNaClNa2OCOCNaOHNH3CaCl2MgOSO2DKOHHNO3CaCO3CaOSO3A. AB. BC. CD. D【答案】D【解析】【详解】ACu2
5、(OH)2CO3属于盐类,SiO2属于酸性氧化物,故A错误;BCO不属于酸性氧化物,故B错误;CNH3不属于酸,故C错误;DKOH属于碱、HNO3属于酸、CaCO3属于盐、CaO属于碱性氧化物、SO3属于酸性氧化物,分类正确,故D正确;故选D。【点睛】本题的易错点为B,要注意CO不能与酸反应,也不能与碱反应生成盐和水,属于不成盐氧化物。5. 下列关于氧化物的叙述正确的是A. 金属氧化物一定是碱性氧化物,非金属氧化物一定是酸性氧化物B. 酸性氧化物都能与水化合生成酸C. 碱性氧化物都能与水化合生成碱D. 碱性氧化物一定是金属氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物【答案】D【解析】【详解】A.金属
6、氧化物不一定都是碱性氧化物,如Mn2O7,是金属氧化物,但是酸性氧化物,非金属氧化物有酸性氧化物和不成盐氧化物,如CO属于不成盐氧化物,A项错误;B.SiO2是酸性氧化物,但SiO2与水不反应,B项错误;C.CuO是碱性氧化物,CuO与水不反应,C项错误;D.碱性氧化物一定是金属氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物,D项正确;答案选D。【点睛】本题考查酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。注意两性氧化物和不成盐氧化物的性质,氧化物为由两种元素组成,且一种元素为氧元素的化合物,按元素组成可分为金属氧化物和非金属氧化物,按性质可分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物和不成盐氧化物,以此解答此题。
7、6.分类方法在化学的发展中起到重要的作用,下列分类标准合理的是 ( )A. 根据碳酸钠溶于水呈碱性,碳酸钠既属于盐,又属于碱B. 硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物C. 依据原子最外层电子数的多少,将物质分为金属与非金属D. 根据化学反应过程中元素化合价是否发生变化,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应【答案】D【解析】【详解】A金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物为盐,水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物为碱,碳酸钠属于盐不是碱,故A错误;B纯碱是碳酸钠的俗称,名称中有碱但不是碱,属于盐类,故B错误;C与金属元素同主族的非金属元素有很多,它们与同主族金属元素具
8、有相同的最外层电子数,例如氢原子最外层只有一个电子和金属钠一样,但它不是金属,金属元素在反应中很容易失去最外层的电子。所以金属元素组成的化合物中。它都是正价的,非金属元素最外层的电子数大于4,在反应中容易得到电子,在组成化合物时,它是负价的,故C错误;D化学反应过程中,元素化合价变化是氧化还原反应的标志,根据化学反应过程中元素化合价是否发生变化,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,故D正确;答案选D。7.在相同的温度和压强下,氮气和一氧化碳两种气体的分子数相同,则下列它们的 一定相同 (1)体积(2)所含原子个数 (3)物质的量(4)质量(5)密度A. (1)(2)(3)(4)(5)B
9、. 只有(1)(2)(3)C. 只有(1)(3)(5)D. 只有(2)(3)(4)【答案】A【解析】在相同的温度和压强下,氮气和一氧化碳两种气体的分子数相同,由N=nNA可知物质的量相同;由V=nVm可知,n相同时,体积相同;由分子构成可知,1个分子中均含2个原子,则原子的物质的量相同,原子个数相同;因M相同,由=M/Vm、m=nM可知,质量相同、密度相同,选A。点睛:本题考查了阿伏伽德罗定律及其推论,解题关键:以物质的量为中心的基本公式的应用,易错点:有关气体体积的计算要考虑温度和压强。8.如图是碳和碳的化合物的转化关系:C CO2 H2CO3 CaCO3 CO2。其各步转化的基本反应类型从
10、左到右依次是( )。A. 化合、分解、置换、复分解B. 置换、化合、复分解、分解C. 复分解、化合、分解、置换D. 分解、置换、化合、复分解【答案】B【解析】【分析】化合反应是两种或两种以上物质反应生成一种化合物的反应;分解反应一种化合物反应生成两种或两种以上物质的反应;置换反应一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应;复分解反应两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。【详解】碳与氧化铜反应反应生成铜与二氧化碳,是单质与化合物生成单质与化合物的反应,是置换反应;二氧化碳与水反应生成碳酸是化合反应;碳酸与氢氧化钙反应是中和反应属于复分解反应;碳酸钙高温生成二氧化碳和氧
11、化钙,属于分解反应,答案选B。【点睛】熟悉含碳单质和化合物的相互转化,明确四种基本反应类型的分类依据是解本题的关键。9.化学概念在逻辑上存在如图所示关系:对下列概念的说法正确的是( )A. 纯净物与混合物属于包含关系B. 单质与化合物属于交叉关系C. 化合物与氧化物属于包含关系D. 氧化反应与化合反应属于并列关系【答案】C【解析】【详解】A、纯净物和混合物没有互相包含的关系,属于并列关系,故A项错误;B、单质和化合物属于并列关系,故B项错误;C、氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物,所以氧化物一定属于化合物,但不是所有的化合物都是氧化物,化合物和氧化物属于包含关系,故C项正确;D、氧化反应
12、和化合反应属于交叉关系,故D项错误。综上所述,本题应选C。10.常温下,下列物质中原子数最多的是A. 64 g SO2B. 3.011023个N2C. 0.75 mol H2SD. 36 mL H2O【答案】D【解析】【详解】A. 64 g SO2的物质的量是1mol,所含原子的物质的量是3mol;B. 3.011023个N2的物质的量是0.5mol,所含原子的物质的量是1mol;C. 0.75 mol H2S所含原子的物质的量是0.75mol32.25mol;D. 36 mL H2O的质量是36g,物质的量是2mol,所含原子的物质的量是6mol;根据NnNA可知原子数最多的是选项D。答案选
13、D。11.用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是( )A. 室温下44gCO2含有的分子数是NAB. 常温下,46gNO2和N2O4的混合气体中含有的氮原子数目为NAC. 常温下,22.4LH2O含有10NA个电子D. 若120g石墨能写a个字,则平均每个字约含有个碳原子【答案】C【解析】【详解】A室温下,44gCO2含有的分子数NANA,故A正确;B46gNO2和N2O4的混合气体中含有1mol最简式NO2,含有1mol氮原子,含有的氮原子数目为NA,故B正确;C标况下水为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量和含有的共价键的个数,故C错误;D依据n=计算碳物质的量得到碳原子
14、数=NA=10NA,计算平均一个字含有碳原子数是个,故D正确;答案选C。12.下列说法正确的是( )A. 摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量B. 标况下O2的体积取决于O2分子间的距离C. 常温常压下4.8g O3含有的氧原子为0.3NAD. 若气体摩尔体积为22.4 L/mol,则所处条件为标准状况【答案】C【解析】【详解】A物质的量是表示微粒数目集合体的物理量,其单位是摩尔,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,故A错误;B标况下O2的体积取决于O2分子数目,标况下距离是定值,故B错误;C一个臭氧分子中含有3个O原子,4.8g O3的物质的量=0.1mol,所以4.8g O3含有的氧原子数
15、为0.3NA,故C正确;D气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占有的体积,气体体积与温度和压强有关,温度升高,气体体积增大,压强增大,气体体积减小,所以不是在标况下,气体摩尔体积有可能为22.4 L/mol,故D错误;答案选C。13.下图中,“”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“”表示丁在一定条件下通过置换反应可以转化为乙。下列四组选项中,符合图示要求的是选项甲乙丙丁AH2SO4Na2SO4NaOHNaClBBaCl2K2CO3HClKOHCO2COCuOCDFeCuCl2ZnHClA. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【详解】A硫酸与氯化钠不能反应,氯化钠钠与氢氧化钠也不反应
16、,氢氧化钠与硫酸钠也不反应,故A错误;B氯化钡和氢氧化钾不能反应,氢氧化钾也不能通过置换反应生成碳酸钾,故B错误;C氧气与CO反应生成二氧化碳,CO与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,氧化铜与C反应生成二氧化碳和铜,过量氧气与C反应生成二氧化碳,少量氧气与C反应生成CO,故C正确;D盐酸不能与铜发生置换反应生成氯化铜和氢气,故D错误;故选:C。14.下列各组物质中,第一为单质,第二为混合物,第三为化合物的是()A. 水银、硫酸铜溶液、硫酸B. 食盐、冰水混合物、纯碱C. 金刚石、四氧化三铁、硝酸D. 氧气、大理石、盐酸【答案】A【解析】【分析】根据物质的概念进行分析,单质是由同种元素组成的纯净物,化
17、合物是指由多种元素组成的纯净物,混合物是指由多种物质组成的物质。【详解】A水银是由汞元素组成的纯净物,属于单质,硫酸铜溶液中含有硫酸铜和水,属于混合物,硫酸是由多种元素组成的纯净物,属于化合物,故A正确;B食盐的主要成分是氯化钠,还含有其他的物质,属于混合物,冰水混合物只含有水,属于纯净物,纯碱是由多种元素组成的纯净物,属于化合物,故B错误;C金刚石是由碳元素组成的纯净物,属于单质,四氧化三铁是由多种元素组成的纯净物,属于化合物,硝酸是由多种元素组成的纯净物,属于化合物,故C错误;D氧气是由由氧元素组成的纯净物,属于单质,大理石的主要成分是碳酸钙,还含有其他的物质,属于混合物,盐酸中含有氯化氢
18、和水,属于混合物,故D错误;答案选A【点睛】易错点为B选项,冰和水都是由水分子构成,虽然含有混合物的字眼,但只是状态不同,属于纯净物。15.利用太阳能分解制氢气,若光解0.02 mol水,下列说法正确的是( )A. 可生成H2的质量为0.02gB. 可生成氢的原子数为2.4081023个C. 可生成H2的体积为0.224L(标准状况)D. 生成H2的量理论上等于0.02mol 锌与盐酸反应产生H2的量【答案】D【解析】【详解】根据方程式2H2O=2H2+O2,光解0.02mol水,可产生0.02molH2和0.01molO2,则可得:A可生成H2的质量为0.02mol2g/mol=0.04g,
19、故A错误;B可生成氢的原子数为0.02mol26.021023/mol=2.4081022个,故B错误;C光解0.02mol水,可产生0.02molH2,标准状况氢气的体积=0.02mol22.4L/mol=0.448L,故C错误;D0.02molZn与足量盐酸反应生成0.02mol氢气,故D正确;答案选D。16.设阿伏加德罗常数的值为NA,标准状况下某种O2和N2的混合气体m克,含有b个分子,则n克该混合气体在相同状况下所占的体积(单位L)应是( )A. 22.4nb/mNAB. 22.4mb/nNAC. 22.4NA/mbD. nbNA/22.4m【答案】A【解析】【详解】标准状况下O2和
20、N2的混合气体mg含有b个分子,mg该混合气体的物质的量为:mol,该混合气体的平均摩尔质量为:g/mol,则ng该混合气体在标准状况下所占的体积为:22.4L/mol=L,答案选A。17.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中有一个可左右滑动的隔板(其质量和摩擦力均忽略不计)。其中能表示在相同条件下,等质量的氢气与氦气的示意图是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】氢气与氦气的摩尔质量之比为24=12,则等质量的氢气和氦气的物质的量之比为21,等温度和压强下,体积比为21,另外氦气是单原子分子。【详解】A白球代表氢原子,黑球代表氦原子,氦气为单原
21、子分子,与示意图不相符,故A错误;B白球代表氢原子,黑球代表氦原子,图示氢气和氦气物质的量之比为1:2,体积之比为1:2,与题意不相符,故B错误;C白球代表氢原子,黑球代表氦原子,氦气为单原子分子,与示意图不相符,故C错误; D白球代表氢原子,黑球代表氦原子,氢气和氦气的物质的量之比为2:1,体积之比为2:1,与示意图相符,故D正确;故选:D。18.对于相同物质的量的SO2和SO3,下列说法中正确的是()。A. 硫元素质量比为5:4B. 分子数之比为1:1C. 原子总数之比为4:3D. 质量之比为1:1【答案】B【解析】【详解】A相同物质的量的SO2和SO3含有S原子物质的量之比为1:1,根据
22、m=nM可知,S元素质量之比为1:1,故A错误;B根据N=nNA可知,相同物质的量的SO2和SO3分子数目之比为1:1,故B正确;C相同物质的量的SO2和SO3,含有原子数目之比为3:4,故C错误; D据m=nM可知,相同物质的量的SO2和SO3的质量之比等于摩尔质量之比:64g/mol:80g/mol=4:5,故D错误;答案选B。【点睛】熟练使用物质的量及其相关公式,灵活运用,将宏观物质的质量和微观粒子数连接起来的桥梁是物质的量,需要学生从微观和宏观的角度理解公式。19.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )A. 标准状况下,22.4 L H2O所含的分子数为NAB. 分子总
23、数为NA的SO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAC. 1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小D. 常温常压下8gO3中含有8NA个电子【答案】B【解析】【详解】A标况下,水不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算22.4L水的物质的量,故A错误;B分子总数为NA的物质的量为1mol,结合SO2和CO2混合气体中都含有2个氧原子计算,混合气体中含有的氧原子数为2NA,故B正确;C同温同压下,1L一氧化碳气体与1L氧气的物质的量相等,根据m=nM可知,质量与摩尔质量成正比,一氧化碳的摩尔质量比氧气的摩尔质量小,则一氧化碳的质量比氧气小,题中未指明两种气体的状态是否相同,所以不能得出准确的
24、结论,故C错误;D 8gO3物质的量为mol,而1mol中含有24mol的电子,所以常温常压下8gO3中含有4NA个电子,故D错误;答案选B。【点睛】气体的体积受温度和压强的影响较大,C进行比较体积时,需指明相同条件。20.在标准状况下,下列四种气体的关系中,从大到小的是6.72L CH43.011023个HCl分子13.6g H2S 0.2mol NH3A. 体积:B. 密度:C. 质量:D. 氢原子数:【答案】B【解析】【详解】在标准状况下6.72L CH4,n(CH4)= =0.3mol;3.011023个HCl分子,n(HCl)=0.5mol;13.6g H2S,n(H2S)=0.4m
25、ol; NH30.2mol。A. 由n=,可以知道,气体的物质的量越大,体积越大,则体积大小关系为,故A错误;B. 由=,可以知道,气体的摩尔质量越大,则密度越大,密度大小关系为,故B正确;C.由n=,可以知道,m(CH4)=0.3mol16g/mol=4.8g,m(HCl)=0.5mol36.5g/mol=18.25g,m(H2S)=13.6g,m(NH3)=0.2mol17g/mol=3.4g,则质量大小为,故C错误;D.根据氢原子的物质的量的多少判断,物质的量越多,原子个数越多,0.3molCH4含有1.2molH,0.5molHCl含有0.5molH,0.4molH2S含有0.8mol
26、H,0.2molNH3含有0.6molH,则氢原子个数大小为,故D错误;本题答案为B。【点睛】标准状况下,气体的Vm=22.4L/mol,结合n= V/Vm = N/NA = m/M 以及= M/Vm 以及物质的分子构成解答。二、填空题(共40分)21.将符合反应类型的反应的序号填在下列分类方法后的横线上A.4Fe3O4+O2 6Fe2O3B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2C.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O +CO2E.CH4+2O2 CO2+2H2OF. 3O22O3G.CuO+H2Cu+H2OH.H2SO4+2NaOH=Na2SO4
27、+2H2O属于化合反应的是_(填字母,下同)属于分解反应的是_;属于复分解反应的是_;属于置换反应的是_;既不属于四种基本反应类型又不属于氧化还原反应的是_。【答案】 (1). A (2). B (3). D、H (4). C、G (5). F【解析】【分析】化合反应是两种或两种以上物质反应生成一种化合物的反应;分解反应一种化合物反应生成两种或两种以上物质的反应;置换反应一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应;复分解反应两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。【详解】化合反应是两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,属于化合反应的是A;分解反应是一种物质生成两种或
28、两种以上物质的反应,属于分解反应的是B;复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应的是D和H;置换反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应的是C和G;E是氧化还原反应,F既不属于四个基本反应类型又不属氧化还原反应。【点睛】化合反应和分解反应是根据参加反应的物质的种类多少,生成物种类的多少,置换反应和复分解反应是根据参加反应物质的类别分类,氧化还原反应的特征是有化合价的变化,抓住分类的核心进行分类。22.(1)标准状况下,4.48 L NH3所含分子数为_。_molCO2中含有氧原子数与1.8061024个H2O分子含有的氧原
29、子数相同(2) 1.7g H2O2中含有氧原子的物质的量为 _mol,电子数目为 _,已知ag H2O2中含原子数为b,则阿伏伽德罗常数为 _(用含a、b的代数式表示)(3)8.4 g N2与9.6 g某单质Rx,所含原子个数相同,且分子数之比为3:2,则R的相对原子质量是_,x值为_。并写出R原子的原子结构示意图_(4)标况下等质量的O2与O3的体积之比为 _,氧原子个数之比为 _。(5)在一密闭容器中充入a molNO和b molO2,可发生如下反应 2NO+O2=2NO2,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比_【答案】 (1). 0.2NA (2). 1.5 (3). 0.1 (4)
30、. 1.8NA (5). (6). 48 (7). 3 (8). (9). 3:2 (10). 1:1 (11). 【解析】【分析】(1)依据n=计算解答;(2) 根据n=计算分子的物质的量,再计算原子的物质的量和质子数;(3) 依据N=nNA,分子数之比等于物质的量之比,据此计算Rx的式量;依据8.4g N2与9.6g某单质Rx,所含原子个数相同计算x值,然后求出质子数,写出原子结构示意图;(4) 根据n=、N=NA及分子构成计算;(5) 无论NO和氧气是否完全反应,即无论容器中存在的微粒是什么,但密闭容器中各种元素原子个数不变,据此计算出反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比【详解】(1)
31、4.48L NH3所含分子数为:NA=0.2NA;1.8061024个H2O分子含有的氧原子的物质的量为=3mol,含有的氧原子数相同的CO2的物质的量为=1.5mol;(2)1.7gH2O2中含有O原子的物质的量为2mol=0.1mol,含有的质子数为0.1mol18NA=1.8NA;已知agH2O2中含原子数为b,则4NA=b,所以阿伏伽德罗常数数值NA=;(3)设Rx的式量为X,8.4g N2与9.6g某单质Rx,分子数之比为3:2,所以:,解得:X=48;8.4g N2与9.6g某单质Rx,所含原子个数相同,则:2=x,解得:x=3,则R的相对原子质量为=16,为氧元素,氧原子内有8个
32、质子,核外有2个电子层,分别容纳2、6个电子,其原子结构示意图:;(4) 设O2和O3质量都为m,根据n=,O2和O3的物质的量之比为:=3:2,根据N=NA,则所含分子个数之比为3:2,一个氧气分子中含有2个氧原子,一个臭氧分子中含有3个氧原子,所以其原子个数比为:(32):(23)=1:1;(5) 无论NO和氧气是否完全反应,即无论容器中存在的微粒是什么,但密闭容器中各种元素原子个数不变;根据N=nNA知,各种元素的原子个数之比等于其物质的量之比,。23.合成氨工业生产中所用的Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4:5,其中F
33、e2+与Fe3+物质的量之比为_。(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2时,其催化剂活性最高,此时混合物中铁的质量分数为_(保留两位小数)。(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备Fe催化剂的化学方程式(另一种产物可溶于水):_。(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480gFe2O3粉末加入炭粉的质量是_g。【答案】 (1). 1:1 (2). 0.72 (3). 2Fe2O3+C4FeO+CO2 (4). 6g【解析】【分析】(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol,根据铁、氧的物质的量之比计算出FeO、Fe2O3的物质的量之比,进而确
34、定Fe2+与Fe3+物质的量之比;(2)设Fe2+与Fe3+物质的量分别为1mol、2mol,计算氧原子物质的量,再根据m=nM计算氧元素质量,进而计算氧化物中Fe元素质量分数;(3)C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2,据此书写化学方程式;(4)催化活性最高的催化剂,由(2)可知催化剂中Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2,根据n=计算Fe2O3的物质的量,进而计算催化剂中FeO的物质的量,结合方程式计算需要碳粉的质量。【详解】(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol,则(x+2y)mol:(x+3y)mol=4:5,整理可得x:y=
35、2:1,则Fe2+与Fe3+物质的量之比为x:2y=1:1;(2)设Fe2+与Fe3+物质的量分别为1mol、2mol,则氧原子物质的量为1mol+3mol=4mol,故氧化物中Fe元素质量分数为=0.7240.72;(3)由题给信息知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2,故答案为:2Fe2O3+C4FeO+CO2;(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2时,其催化剂活性最高,此时反应后的混合物中,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1:1,原料480g Fe2O3为3mol,Fe2O32FeO,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即1mol Fe2O3参加反应,理论上要有0.5mol炭粉反应,即6g炭粉。