2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料第二节金属材料第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用巩固提升训练含解析新人教版必修第一册

1、第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用夯实基础轻松达标1.两种或多种物质在发生化学反应时()a.它们的质量一定相等b.它们的物质的量一定相等c.它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比d.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比答案d解析发生化学反应时各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比。2.将足量铁粉放入100 ml 0.1 moll-1的cuso4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为()a.32 gb.6.4 gc.0.64 gd.3.2 g答案c解析n(cuso4)=0.100l0.1moll-1=0.01mol,由cuso4+fefeso4+cu,可知n(cu

2、)=n(cuso4)=0.01mol,m(cu)=0.01mol64gmol-1=0.64g。3.在500 ml naoh溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72 l,生成物naalo2的物质的量浓度为(假定反应前后,溶液体积不变)()a.1 moll-1b.0.4 moll-1c.1.5 moll-1d.2 moll-1答案b解析设naalo2物质的量浓度为c,则2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h22mol322.4l0.5lc6.72l2mol(0.5lc)=(322.4l)6.72l解得c=0.4moll-1。4.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应

3、:2na+2h2o2naoh+h2。有关该反应的下列说法正确的是()a.反应中na与naoh的质量相等b.反应中h2o和h2的质量相等c.反应中h2o和h2的质量之比为21d.反应中na与naoh的物质的量之比为11答案d解析该反应中,na与naoh的物质的量之比为11,质量之比为2340,所以a项错误,d项正确;h2o与h2的物质的量之比为21,质量之比为181,所以b项、c项均错误。5.2 moll-1的盐酸和稀硫酸各100 ml,分别加入等质量的铁粉,反应后生成的气体质量之比为23,则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为()a.0.05 molb.0.075 molc.0.15 mold.0.

4、2 mol答案c解析n(hcl)=0.2mol,n(h2so4)=0.2mol。若酸均不足,即完全反应生成h2的质量之比为12;若酸均过量,即金属不足,则生成h2的质量之比为11。现生成h2的质量之比为23,则说明盐酸不足,硫酸过量;根据盐酸中hcl的物质的量可求出生成h20.1mol,则h2so4反应生成0.15molh2,则铁粉的物质的量为0.15mol。6.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 ml 1 moll-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是()a.123b.632c.311d.111答案c解析根据金属与酸反应的实质2m+2nh+2mn+nh2可知三种金属都过量,而铝、

5、镁都不与h2o反应,按盐酸计算,两者产生气体的物质的量都为0.05mol,金属钠可继续与h2o反应最终产生0.15molh2,即同温同压下产生气体的体积比为0.15mol0.05mol0.05mol=311。7.a g铁粉与含有h2so4的cuso4溶液恰好完全反应后,得到a g铜,则参与反应的cuso4与h2so4的物质的量之比为()a.71b.17c.78d.87答案a解析设参与反应的cuso4与h2so4的物质的量分别为x、y。fe+cu2+fe2+cuxxxfe+2h+fe2+h2y2y由题意得56(x+y)=64x,解得xy=71。8.(2020江苏如东高级中学高一检测)将一定质量的

6、锌片放入500 ml cuso4溶液中,二者恰好完全反应,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5 g,则该cuso4溶液的物质的量浓度为()a.0.5 moll-1b.1 moll-1c.1.5 moll-1d.2 moll-1答案b解析zn与cuso4溶液反应时,置换出来的cu附着在锌片上。zn+cu2+zn2+cum1mol1gn(cu2+)0.5g1moln(cu2+)=1g0.5g,解得n(cu2+)=0.5mol,所以c(cuso4)=0.5mol0.5l=1moll-1。9.金属钠1.15 g与水反应,得到100 ml溶液,试计算:(1)生成的气体在标准状况下

7、为 l。(2)反应后所得溶液的物质的量浓度为(若溶液体积变化忽略不计)。答案(1)0.56(2)0.5 moll-1解析n(na)=1.15g23gmol-1=0.05mol,设标准状况下生成气体体积为v,生成naoh的物质的量为n(naoh)。2na+2h2o2naoh+h22mol2mol22.4l0.05moln(naoh)v(1)v=0.05mol22.4l2mol=0.56l。(2)c(naoh)=0.05mol0.1l=0.5moll-1。提升能力跨越等级1.用铝箔包裹着2.3 g金属钠,用针扎若干小孔,然后投入足量水中,理论上收集到氢气的物质的量为()a.等于0.05 molb.

8、等于0.2 molc.大于0.05 mol,小于或等于0.2 mold.无法判断答案c解析铝箔包裹着2.3g金属钠投入足量水中,钠首先与水反应,2.3g金属钠的物质的量为0.1mol,根据2na+2h2o2naoh+h2,生成的氢气的物质的量为0.05mol;生成naoh的物质的量为0.1mol,生成的naoh和铝箔反应,2naoh+2al+2h2o2naalo2+3h2,0.1molnaoh与足量铝作用可以生成0.15molh2,所以生成的h2总物质的量大于0.05mol,小于或等于0.2mol。2.(2020湖南长沙第一中学高一检测)已知反应fe+sfes、fes+2hclfecl2+h2

9、s、2h2s+3o22so2+2h2o,一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得0.5 mol水,则加入的铁粉质量为()a.14 gb.42 gc.56 gd.28 g答案d解析根据各步反应的定量关系,可列出关系式:fefes(铁守恒)h2s(硫守恒)h2o(氢守恒)feh2(化学方程式)h2o(氢守恒)推出:feh2o11x0.5mol列竖式1x=10.5mol,x=0.5mol,即加入的铁粉的质量为0.5mol56gmol-1=28g。3.等量镁、铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是()a.2 moll-1 h2so

10、4溶液b.3 moll-1 cuso4溶液c.6 moll-1 koh溶液d.3 moll-1 ba(oh)2溶液答案a解析镁与铝都能与2moll-1h2so4溶液反应得到h2;mg、al与cuso4反应可置换出cu,不产生h2;koh溶液和ba(oh)2溶液只能与铝反应产生氢气。4.一块表面已被氧化为na2o的钠块10.8 g,将其投入100 g 水中,产生h2 0.2 g,则被氧化的钠的质量是()a.9.2 gb.10.6 gc.6.2 gd.4.6 g答案d解析由于钠块放入水中发生反应2na+2h2o2naoh+h2,由产生h2的质量可求出na的质量,进而可求出钠块中na2o的质量,最后

11、根据关系式na2o2na才能求出被氧化的钠的质量。5.将铁加入100 ml某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成气体的体积为v l(标准状况下),将铝加入100 ml 2 moll-1 naoh溶液中恰好完全反应,充分反应后生成气体的体积为3v l(标准状况下)。下列说法正确的是()a.铁和铝的物质的量相等b.原盐酸的浓度为2 moll-1c.铁加入盐酸中的离子方程式为2fe+6h+2fe3+3h2d.盐酸与naoh溶液中溶质的物质的量浓度之比为13答案b解析al与naoh溶液的反应为2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h22mol2mol3moln(al)0.1l2moll-1n(

12、h2)列比例式2mol0.1l2moll-1=3moln(h2),解得n(h2)=0.3mol,2mol0.1l2moll-1=2moln(al),解得n(al)=0.2mol,由al与naoh溶液反应生成的气体在标准状况下的体积为3vl,得3vl22.4lmol-1=0.3mol,则v=2.24。再根据反应fe+2hclfecl2+h2,可求出反应的fe的物质的量为0.1mol,hcl的物质的量为0.2mol,则c(hcl)=0.2mol0.1l=2moll-1,b正确;由上述数据分析知铁、铝物质的量不相等,a错误;fe与盐酸反应生成fe2+,c错误;盐酸与naoh溶液中溶质的物质的量浓度之

13、比为11,d错误。6.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(v)与时间(t)的关系如图所示。反应前镁和铝的()a.物质的量之比为32b.质量之比为32c.摩尔质量之比为23d.失去的电子数之比为89答案a解析根据题图,mg、al产生h2的体积相等,则mg、al失去的电子数相等,2n(mg)=3n(al),故n(mg)n(al)=32,mg、al的摩尔质量之比为89,则mg、al的质量之比为43。7.将fe和al按一定的质量比组成合金。(1)取一定量的该合金,向其中加入足量naoh溶液,生成气体n l(标准状况),则反应的离子方程式是,合金中al的物质的量是。(2)另取相同

14、质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸,固体全部溶解,生成气体m l(标准状况),则反应中转移电子的物质的量是 mol,合金中fe的质量是。答案(1)2al+2oh-+2h2o2alo2-+3h2n33.6 mol(2)m11.256(m-n)22.4 g解析合金中al既能与naoh溶液反应,也能与稀硫酸反应,且等量al与足量的naoh溶液或稀硫酸反应生成等量的h2;而fe只能与稀硫酸反应。(1)由2al+2oh-+2h2o2alo2-+3h2可知,合金中al的物质的量为23nl22.4lmol-1=n33.6mol;(2)fe、al与稀硫酸反应生成mlh2,由2h+h2可知,转移电子物质的量为m

15、11.2mol;由fe置换出的h2体积为(m-n)l,故m(fe)=(m-n)l22.4lmol-156gmol-1=56(m-n)22.4g。8.在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜并用针刺出一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内,待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12 l氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0 l,溶液中naoh的浓度为0.050 moll-1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数

16、。答案(1)2na+2h2o2naoh+h2na2o+h2o2naoh2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h2(2)消耗的al的物质的量为n(al)=0.27g27gmol-1=0.010 mol,根据反应2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h2可得,由铝消耗的naoh的物质的量为n(naoh)=0.010 mol,生成的氢气的物质的量为n(h2)=0.015 mol,那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(h2)=1.12l22.4lmol-1-0.015 mol=0.035 mol,根据反应2na+2h2o2naoh+h2可得,金属钠的物质的量为n(na)=20.035

17、mol=0.070 mol,又因为反应后溶液中naoh的物质的量为n(naoh)=2.0 l0.050 moll-1=0.10 mol,所以溶液中na+的总物质的量为n(na+)=0.10 mol+0.010 mol=0.110 mol,n(na2o)=0.110mol-0.070mol2=0.020 mol,该钠块中钠元素的质量分数为0.11mol23gmol-10.070mol23gmol-1+0.020mol62gmol-1100%89%。贴近生活拓展创新在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 ml同浓度的盐酸,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:实验序号甲

18、乙丙合金质量/mg255385459生成气体/ml280336336(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的?(填“甲”或“乙”)。理由是。(2)要算出盐酸中hcl的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是,求得盐酸中hcl的物质的量浓度为。(3)求合金中mg、al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是,求得mg、al的物质的量之比为。答案(1)乙因甲、乙生成h2的体积不等,则产生h2体积小的,说明还有酸未反应,因此甲中盐酸过量,镁铝合金反应完全;若乙中盐酸过量,则可产生h2:280255385 ml423 ml,而实际为336 ml,说明乙中盐酸不足,合金过量(2)336 ml1 moll-1(3)255 mg和280 ml