Question

14．（1）SO₂和SO₃是氧元素的兩種單質，根據(jù)其化學式完成下列各題：
①等質量的SO₂和SO₃所含分子個數(shù)比為5：4，原子個數(shù)比為15：16，同溫同壓下體積之比為5：4．
②等溫等壓下，等體積的SO₂和SO₃所含分子個數(shù)比為1：1，質量比為4：5．
（2）標準狀況下，336L的NH₃溶于1L水中，所得溶液的溶質質量分數(shù)為20.3%，若該溶液的密度為a g/cm³，則其物質的量濃度為12.0amol/L．將上述氨水全部轉化為NH₄Cl，所需2mol/L的鹽酸的體積為7.5L．（已知NH₃+HCl═NH₄Cl）
（3）若20g密度為ρ g•cm^-3的硝酸鈣溶液里含1g Ca²⁺，則NO${\;}_{3}^{-}$的物質的量濃度是2.5ρmol•L^-1
（4）N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，標準狀況下某種O₂和N₂的混合氣體m g含有b個分子，則n g該混合氣體在相同狀況下所占的體積應是$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L．

Answer 1

分析 （1）①當質量相等時，物質的量之比與摩爾質量成反比；二氧化硫中含3個原子，三氧化硫中含4個原子；物質的量之比等于體積之比；
②同溫同壓下，同體積的氣體的物質的量相同，而物質的量之比等于分子個數(shù)之比；當物質的量相同時，質量之比等于摩爾質量之比；
（2）根據(jù)n=$\frac{V}{22.4L/mol}$計算出標況下336L 氨氣的物質的量，再根據(jù)m=nM計算出氨氣的質量，從而得出溶液的質量，從而計算出所得溶液的溶質質量分數(shù)；根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算出該溶液的物質的量濃度；根據(jù) NH₃+HCl═NH₄Cl可知n（NH₃）=n（HCl），然后根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算出需要2mol/L的鹽酸的體積；
（3）根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算出硝酸鈣溶液的體積，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出1g鈣離子的物質的量，結合硝酸鈣的化學式計算出溶液中硝酸根離子的物質的量，最后根據(jù)c（NO₃^-）=$\frac{n}{V}$計算出硝酸根離子的物質的量濃度；
（4）先求出ng該混合氣體含有的分子數(shù)，再求出混合氣體物質的量，最后根據(jù)標準狀況下的氣體摩爾體積求出體積．

解答 解：（1）①當質量相等時，物質的量之比與摩爾質量成反比，故等質量的SO₂和SO₃的物質的量之比為5：4，所含分子個數(shù)比5：4；由于二氧化硫中含3個原子，三氧化硫中含4個原子，故物質的量之比為5：4的二氧化硫和三氧化硫中含有的原子個數(shù)之比為：5×3：4×4=15：16；物質的量之比等于體積之比，故體積之比為5：4，故答案為：5：4；15；16；5：4；
②同溫同壓下，同體積的氣體的物質的量相同，而物質的量之比等于分子個數(shù)之比，故兩者的分子個數(shù)之比為1：1；當物質的量相同時，質量之比等于摩爾質量之比，故質量之比為64：80=4：5，故答案為：1：1；4：5；
（2）標況下336L 氨氣的物質的量為：n（NH₃）=$\frac{336L}{22.4L/mol}$=15mol，其質量為：m（NH₃）=17g/mol×15mol=255g，
1L水的質量約為1000g，則形成的溶液質量為：1000g+255g=1255g，
所得溶液的溶質質量分數(shù)為：$\frac{255g}{1255g}$×100%=20.3%；
若該溶液的密度為a g/cm³，則其物質的量濃度為：c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×a×20.3%}{17}$=12.0a mol/L；
根據(jù)反應NH₃+HCl=NH₄Cl可知，反應消耗的氨氣與氯化氫的物質的量相等，即n（NH₃）=n（HCl）=15mol，
則需要2mol/L的鹽酸的體積為：$\frac{15mol}{2mol/L}$=7.5L，
故答案為：20.3%；12.0a；7.5L；
（3）該硝酸鈣溶液的體積為：V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{20g}{ρg/mL}$=$\frac{20}{ρ}$cm³，
1g鈣離子的物質的量為：$\frac{1g}{40g/mol}$=$\frac{1}{40}$mol，則該硝酸鈣溶液中含有硝酸根離子的物質的量為：$\frac{1}{40}$mol×2=$\frac{1}{20}$mol，
則該溶液中硝酸根離子的物質的量濃度為：c（NO₃^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{1}{20}mol}{\frac{20}{ρ}×1{0}^{-3}L}$=2.5ρmol•L^-1，
故答案為：2.5ρmol•L^-1；
（4）根據(jù)其組分及其含量相同，所以其質量與分子數(shù)成正比，設ng該混合氣體含有的分子數(shù)為x個，
質量與分子數(shù)的比列式為：mg：b=ng：x，
x=$\frac{ng×b}{mg}$=$\frac{nb}{m}$個；
ng該混合氣體含有的物質的量為：n=$\frac{N}{{N}_{A}}$=$\frac{\frac{nb}{m}}{{N}_{A}}$=$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol，
其體積為：V=n×V_m =$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol×V_m =$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol×22.4l/mol=$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L
故答案為：$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L．

點評 本題考查了物質的量濃度和阿伏伽德羅定律的有關應用和計算，題目難度中等，明確物質的量濃度的概念及表達式為解答關鍵，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．