新教材2024版高中化学第3章铁金属材料第2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课后提能训练新人教版必修第一册

第三章第二节第2课时A组·基础达标1．1L1mol/L的NaOH溶液与足量稀盐酸完全反应，产生水的物质的量为()A．0.2mol B．0.5molC．1mol D．2mol【答案】C2．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．1molNa在空气中完全燃烧，转移的电子数为2NAB．常温下，2.7g铝与足量NaOH溶液反应，消耗0.3NA个水分子C．0.1molFe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NAD．11.2LCl2含有的原子数为NA【答案】B【解析】1molNa在空气中完全燃烧生成0.5molNa2O2，转移1mol电子，A错误；铝与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，2.7g(0.1mol)Al消耗0.3molH2O，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，0.1molFe完全反应生成eq\f(0.4,3)molH2，C错误；在标准状况下，11.2LCl2的物质的量为0.5mol，含有的原子数为NA，但题中未给出标准状况条件，D错误。3．(2022·海南卷，改编)在2.8gFe中加入100mL3mol·L－1HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．反应转移电子为0.1molB．HCl溶液中Cl－数目为3NAC．反应消耗H＋的数目为0.2×6.02×1023D．反应生成标准状况下气体3.36L【答案】A【解析】根据题意，Fe物质的量为0.05mol，HCl物质的量为0.3mol，由化学方程式计算可知HCl过量。HCl溶液中Cl－数目为0.3NA，B错误；反应消耗H＋的数目为0.1×6.02×1023，C错误；反应生成H2的物质的量为0.05mol，即标准状况下为1.12L，D错误。4．物质的量均为1mol的镁、铝单质分别与足量稀盐酸反应，产生气体的总物质的量为()A．1mol B．1.5molC．2mol D．2.5mol【答案】D5．工业制造SiC(其中硅的化合价是＋4价)的化学方程式如下：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑。在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是()A．1∶2 B．2∶1C．1∶1 D．3∶5【答案】A【解析】该反应中每有3molC反应时，有1molC作氧化剂得到还原产物SiC，有2molC作还原剂得到氧化产物CO。SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。6．将5gCaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的碳中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为()A．1.12L B．2.24L C．11.2L D．22.4L【答案】B【解析】设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO可知：CaCO3～CO2～2CO100g2×22.4L5gV故V＝2×22.4L×eq\f(5g,100g)＝2.24L。7．下列说法正确的是()A．H2SO4的摩尔质量是98gB．1molCO2的体积是22.4LC．18gH2O含有2mol氢原子D．0.1mol/LNa2SO4溶液中，Na＋的物质的量浓度为0.1mol/L【答案】C8．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3【答案】B【解析】根据反应的化学方程式Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1molFe与盐酸反应生成1molH2，与水蒸气反应生成eq\f(4,3)molH2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。9．一定浓度的NaOH溶液20mL可恰好中和18mLxmol·L－1的H2SO4溶液或24mLymol·L－1的盐酸，则x∶y为()A．1∶2 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2【答案】C【解析】中和20mL一定浓度的NaOH溶液需要的HCl的量是H2SO4的2倍，即24y＝2×18x或理解为两者电离出的n(H＋)相同，可得出x∶y＝2∶3。10．把CO还原Fe2O3所生成的CO2通入澄清石灰水中生成沉淀，若将沉淀过滤、烘干后称得质量为mg。(1)找出CO制取沉淀的关系式。(2)需要通入CO的物质的量最少是多少？【答案】(1)CO～CaCO3(2)eq\f(m,100)mol【解析】反应过程中碳原子守恒，根据反应的化学方程式3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，找出关系式：CO～CO2～CaCO31mol100gn(CO)mg1mol∶100g＝n(CO)∶mgn(CO)＝eq\f(m,100)mol。B组·能力提升11．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。反应中镁和铝的()A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．失去的电子数之比为8∶9【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，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，Mg、Al的摩尔质量之比为8∶9，则Mg、Al的质量之比为4∶3。12．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是()A．金属失去的电子数相等B．参加反应的金属质量相等C．参加反应的金属物质的量相等D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65【答案】B【解析】同温同压下，产生相同体积的氢气，说明氢离子得到电子的数目相等，而这些电子均由金属提供，则参加反应的金属失去的电子数相等，则n(Fe)×2＝n(Mg)×2＝n(Zn)×2，A、C均正确；设所需要的金属质量分别是x、y、z，则有eq\f(x,56)×2＝eq\f(y,24)×2＝eq\f(z,65)×2，可得参加反应的金属质量比是56∶24∶65，B错误，D正确。13．将19.5g锌粒投入250mL2mol·L－1的稀硫酸中，试计算：(1)产生的氢气在标准状况下的体积。(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度。(3)配制250mL2mol·L－1的稀硫酸，需取用质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸的体积。(保留三位有效数字)【答案】(1)6.72L(2)1.6mol·L－1(3)27.2mL【解析】(1)设反应产生氢气的物质的量为xmol，n(Zn)＝eq\f(19.5g,65g·mol－1)＝0.3mol，n(H2SO4)＝0.25L×2mol·L－1＝0.5mol。则：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑1mol 1mol 1mol0.3mol 0.5mol xmol硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3，V(H2)＝0.3mol×22.4L·mol－1＝6.72L。(2)硫酸反应了0.3mol，剩余(0.5－0.3)mol＝0.2mol，反应后溶液中氢离子浓度为eq\f(0.2×2mol,0.25L)＝1.6mol·L－1。(3)质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3浓硫酸的浓度为eq\f(1000×98%×1.84,98)mol·L－1＝18.4mol·L－1，设需要浓硫酸的体积为V，浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变，0.25L×2mol·L－1＝18.4mol·L－1×V，V≈0.0272L＝27.2mL。14．把3.06g铝和镁的混合物粉末放入100mL盐酸中，恰好完全反应，并得到标准状况下3.36LH2。计算：(1)该合金中铝的物质的量。(2)该合金中镁的质量。(3)反应后溶液中Cl－的物质的量浓度(假定反应体积仍为100mL)。【答案】(1)0.06mol(2)1.44g(3)3.0mol·L－1【解析】(1)标准状况下3.36L氢气的物质的量：eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol，设3.06g金属的混合物中含有Al和Mg的物质的量分别为x、y，则eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(27x＋24y＝3.06,\f(3,2)x＋y＝0.15))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＝0.06mol,y＝0.06mol))则该合金中铝的物质的量为0.06mol。(2)该合金中镁的质量：0.06mol×24g·mol－1＝1.44g。(3)根据反应关系式得：2H＋～H2n(H＋)0.15moln(H＋)＝0.3mol，由于n(HCl)＝n(H＋)＝0.3mol，c(HCl)＝eq\f(0.3mol,0.1L)＝3.0mol·L－1。15．将19.2gCu和Fe2O3的混合物完全溶解在400mL稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。(1)计算混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)。(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。【答案】(1)1∶2(2)1mol·L－1【解析】(1)由图像可知，生成3.2g固体全为金属铜，则含有Fe2O3的质量为19.2g－3.2g＝16.0g，则n(Cu)∶n(Fe2O3)＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)∶eq\f(16.0g,160g·mol－1)＝1∶2。(2)图像中加入11.2gFe时，铜离子完全