金属材料物质的量在化学方程式计算中的应用

第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用学习任务一物质的量应用于化学方程式计算中的应用【课前自主预习】化学方程式中的化学计量数与几个物理量的关系

H2

+

Cl2

2HCl化学计量数ν之比 1

∶ 1

∶2扩大NA倍 1×NA

∶ 1×NA∶2×NA物质的量之比 1mol

∶ 1mol∶2mol质量比 2g

∶ 71g

∶73g标准状况下体积比22.4L∶ 22.4L∶44.8L在同一条件下体积比1

∶ 1

∶2新课探究结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的

之比,即ν1∶ν2∶ν3……=

……

对于有气体参加的反应,在同温同压下各物质的化学计量数之比等于各气体的

之比,即ν1∶ν2∶ν3……=

……

新课探究物质的量n1∶n2∶n3体积V1∶V2∶V3【核心知识讲解】一、物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤新课探究二、物质的量应用于化学方程式计算中的“三个规范”(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量;“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]·M(NaOH)。(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。新课探究例1Fe和CuSO4溶液反应,若反应后溶液的体积为1L,生成的铜的质量为32g。求:(1)反应消耗的Fe的质量为

。

(2)反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为

。

28g

新课探究【知识迁移应用】0.5mol·L-1

例2(1)完全中和0.1molNaOH,需消耗硫酸的物质的量为

,质量为

。

0.05mol

[解析]2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 2 1 0.1mol 0.05molm(H2SO4)=nM=0.05mol×98g·mol-1=4.9g。新课探究4.9g(2)10.6g纯碱投入足量盐酸中完全反应,生成CO2的体积为

(标准状况)。

新课探究2.24L[易错警示]应用物质的量进行计算时的注意事项(1)化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系,因此不纯物质必须换算成纯物质再进行计算。(2)若反应中两种反应物的量都是已知的,求解某种产物的量时,必须先判断哪种物质过量,应用不足量的物质进行计算。新课探究

新课探究学习任务二化学计算中的三种常用方法【课前自主预习】一、关系式法当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。(1)根据化学方程式确定关系式写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。新课探究如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中,求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。(2)根据原子守恒确定关系式上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO~CaCO3。新课探究二、守恒法

新课探究

新课探究例3硫黄制硫酸时发生的反应有①S+O2SO2

②2SO2+O22SO3③SO3+H2O=H2SO4(1)写出由硫黄制取硫酸的关系式:

。

(2)假设64g硫黄完全反应,可制取硫酸的质量为

g。

S~H2SO4

新课探究【知识迁移应用】196

例4已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19g,完全反应后固体质量减轻了3.1g,求:(1)原混合物中碳酸钠的质量是

g。

新课探究10.6

例4已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19g,完全反应后固体质量减轻了3.1g,求:(2)将剩余固体溶于水配成300mL溶液,其中c(Na+)是

。

新课探究1mol·L-1

例4已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19g,完全反应后固体质量减轻了3.1g,求:

(3)在剩余固体中,加入过量盐酸,反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是

L。

新课探究3.36[解析]设生成二氧化碳的物质的量为x,则:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑1mol 1mol0.15mol x故x=0.15mol,则生成二氧化碳的体积(标准状况下)为0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L。1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)化学方程式2H2+O22H2O的意义为2molH2和1molO2在点燃的条件下完全反应生成2molH2O。 (

)(2)将9.2g金属Na分别投入到100g0.365%、3.65%、36.5%三种不同质量分数的盐酸中,放出的H2一样多。 (

)(3)根据化学方程式进行计算时,各物质对应的各物理量的单位,左、右、上、下都必须相同。 (

)(4)等物质的量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应,产生的气体在相同状况下体积之比为1∶2∶3。 (

)√

课堂评价√

×

√

(5)0.1molZn和Fe的混合物与足量的稀硫酸反应,一定生成0.1molH2。 (

)(6)0.1molAl与足量的氢氧化钠溶液反应,生成3.36LH2。 (

)(7)将铝投入到硫酸溶液中,当有3mol电子发生转移时,反应的铝为27g。 (

)(8)1L0.1mol·L-1硫酸溶液中加入0.2molFe,生成0.2molH2。 (

)√

课堂评价×

√

×

2.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉,反应完成后共收集到标准状况下的气体33.6L,该NaOH溶液的浓度为(

)A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.3mol·L-1B

课堂评价3.将一定质量的锌片放入500mLCuSO4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0.5g,则该CuSO4溶液的物质的量浓度为(

)A.0.5mol·L-1 B.1mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.2mol·L-1B

课堂评价4.将28g铁粉放入100mL0.1mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为(

)A.32g B.6.4g C.0.64g D.3.2gC

课堂评价5.把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(1)反应中消耗HCl的物质的量。[答案]0.08mol

[解析]消耗HCl的物质的量:0.2L×5mol·L-1-0.2L×4.6mol·L-1=0.08mol。课堂评价5.把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(2)该混合物中铝、铁的物质的量。

课堂评价1.(1)CO2通入足量澄清石灰水中,生成沉淀质量为2g,被吸收的CO2体积为

(标准状况)。

0.448L或448mL

教师备用习题(2)4.6g金属钠投到水中,理论上生成的H2在标准状况下的体积为

。

2.24L或2240mL

教师备用习题(3)5.4g铝粉投入足量稀硫酸中,生成气体的体积为

,(标准状况)。

6.72L或6720mL

教师备用习题2.把一块去掉氧化层的金属钠投入水中,收集到2.24L(标况)气体,最后得到的溶液在室温下的体积为250mL,原金属钠的质量为

,所得溶液中溶质的物质的量浓度为

。

4.6g

教师备用习题0.8mol·L-1

3.铁、铜混合粉末20.0g加入到100mL5.0mol·L-1FeCl3溶液中,剩余固体质量为5.2g(忽略反应前后溶液体积变化)。求:(1)反应后溶液中FeCl2的物质的量浓度为

mol·L-1。

6.5

教师备用习题3.铁、铜混合粉末20.0g加入到100mL5.0mol·L-1FeCl3溶液中,剩余固体质量为5.2g(忽略反应前后溶液体积变化)。求:(2)原固体混合物中铜的质量分数是

。

58%

教师备用习题本章素养提升核心素养发展重点【变化观念与平衡思想】以铁及其化合物中主要代表物质性质为载体,建立基于物质类别和元素化合价研究物质性质及转化关系的思路方法“核心元素→物质类别/化合价→类别通性/氧化性或还原性→设计实验验证性质→分析实验现象→得出结论”,提升“科学探究与创新意识”化学学科核心素养【证据推理与模型认知】【科学探究与创新意识】1.铁及其化合物“价—类”二维转化图知识网络2.物质的量应用于化学方程式的计算在进行物质的量应用于化学方程式的计算时,首先要明确元素化合物的性质,清楚每一步反应的变化,应用物质的量将已知量转化后,根据方程式中对应物质的比例关系完成相关计算。知识网络探究点一应用“价—类”二维图分析铁及其化合物转化关系例1利用题图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲~己均含铁元素。回答下列问题:(1)K2FeO4常用作杀菌消毒剂,从铁元素化合价的角度分析是因其具有

性;下列关于乙的说法正确的是

(填序号)。

A.属于酸性氧化物,能与碱反应B.属于碱性氧化物,能与酸反应C.属于两性氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应氧化素养提升B(2)已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲+HNO3→戊+己+NO↑+H2O(方程式未配平)。若产物中戊和己的物质的量之比为3∶1,则甲与HNO3的物质的量之比为

。

(3)戊与烧碱溶液反应生成丙,放置一段时间后丙转化为丁,丙转化为丁的化学方程式为

,现象为

。

1∶3

素养提升4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色探究点二物质的量应用于化学方程式的计算

0.02mol素养提升例2实验室一瓶硫酸亚铁和硫酸铁混合物,取一定量样品溶于水,配成100mL溶液。所得溶液分成二份,在第一份溶液中加入0.5mol·L-1氯化钡溶液220mL恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.896L,可使Fe2+全部变成Fe3+。(1)所取样品中硫酸铁物质的量是

。

例2实验室一瓶硫酸亚铁和硫酸铁混合物,取一定量样品溶于水,配成100mL溶液。所得溶液分成二份,在第一份溶液中加入0.5mol·L-1氯化钡溶液220mL恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.896L,可使Fe2+全部变成Fe3+。(1)所取样品中硫酸铁物质的量是

。

0.02mol素养提升例2实验室一瓶硫酸亚铁和硫酸铁混合物,取一定量样品溶于水,配成100mL溶液。所得溶液分成二份,在第一份溶液中加入0.5mol·L-1氯化钡溶液220mL恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.896L,可使Fe2+全部变成Fe3+。(2)若在第一份溶液完全反应后过滤所得过滤液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,最后残渣的质量是

。

每份溶液中含有Fe2+和Fe3+的物质的量分别为0.08mol和0.02mol,在第一份溶液完全反应后过滤所得滤液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,得到的残渣为Fe2O3,根据铁原子守恒可知,n(Fe2O3)=(0.08mol+0.02mol)÷2=0.05mol,m(Fe2O3)=0.05mol×160g·mol-1=8g。8g素养提升

素养提升

素养提升1.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(

)

A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生血红色沉淀自我检测C

[解析]

赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇KSCN溶液变为血红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验Fe3+的存在。2.下列各组物质相互反应后,向得到的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色的是(

)A.新制氯水和氯化亚铁溶液B.铁屑和氯化铜溶液C.铁屑和过量稀硫酸D.过量铁屑和氯化铁溶液自我检测A

[解析]氯水和氯化亚铁发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3,生成三价铁离子,加KSCN溶液显红色,A正确;铁屑和氯化铜溶液发生反应Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,溶液中没有Fe3+,加KSCN溶液不显红色,B错误;2.下列各组物质相互反应后,向得到的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色的是(

)A.新制氯水和氯化亚铁溶液B.铁屑和氯化铜溶液C.铁屑和过量稀硫酸D.过量铁屑和氯化铁溶液自我检测A

铁屑和过量稀硫酸发生反应Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4,溶液中没有Fe3+,加KSCN溶液不显红色,C错误;过量铁屑和氯化铁溶液发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2,因为铁屑过量,氯化铁完全反应,加KSCN溶液不显红色,D错误。

自我检测C

自我检测[解析]铁与高温水蒸气反应时,生成Fe3O4,A错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速反应生成Fe3O4,B错误;加热

Fe(OH)3分解生成Fe2O3,而Fe(OH)3不溶于水,D错误。4.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为(

)A.Fe5O7 B.Fe3O4

C.Fe4O5 D.Fe2O3自我检测A

[解析]

根据氯气与亚铁离子的反应方程式,可知溶液中含0.05molFe2+,相应消耗HCl中Cl-的物质的量为0.1mol,已知加入HCl总量为0.7mol,因此有0.6molCl-与Fe3+结合,根据原子守恒,Fe3+的物质的量为0.2mol,因此样品含铁4.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为(

)A.Fe5O7 B.Fe3O4

C.Fe4O5 D.Fe2O3自我检测A