初高中化学暑假衔接材料：第16讲 物质的量在化学方程式计算中的应用（暑假预习讲义）（原卷版及解析）

②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。例如，3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O中，等号左侧反应物所带电荷总数为6个单位的正电荷〔(+1)×8+(-1)×2+6〕，右侧生成物也带有6个单位的正电荷〔(+2)×3+6〕。3.差量法根据相同条件下反应前后物质的某种物理量(如质量、物质的量、气体的体积)发生的变化求出“理论差量”〔具体求法是物质的量、体积差量均等于反应物、生成物中物质化学计量数之和的差(使用体积差时对应物质必须是气体)，质量差则为反应物、生成物中物质的质量和之差〕，该差量与反应物、生成物的有关量成比例。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。4.方程组法方程组法一般用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。【例2】向200mL0.1mol·L－1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为()A．4.36gB．2.82gC．1.6gD．1.44g【答案】C【解析】FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，加热过程中Fe(OH)2被氧气氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O，最后得到的固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，得2FeSO4～Fe2O3，则n(Fe2O3)＝eq\f(200×10－3L×0.1mol·L－1,2)＝0.01mol，m(Fe2O3)＝0.01mol×160g·mol－1＝1.6g。【即练1】＋6NOeq\o\al(－,3)＋5CH3OHeq\o(=,\s\up7(酶))3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NOeq\o\al(－,3)的转化率可达95%，而NOeq\o\al(－,3)转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH30.034g·L－1的废水500m3，则理论上每天所需甲醇的质量为()A．24.32kg B．30.00kgC．25.30kg D．4.08kg【答案】A【解析】根据甲醇处理含氨废水的反应原理可得关系式：NH3～NOeq\o\al(－,3)～eq\f(5,6)CH3OH，理论上每天所【即练2】将3.9gMg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生4.48L(标准状况下)氢气。下列推断正确的是()A．参加反应的HCl为0.2molB．Mg、Al在反应中共失去0.2mol电子C．参加反应的Mg为2.4gD．若与足量的氢氧化钠溶液反应能产生0.15molH2【答案】D【解析】镁、铝与盐酸发生反应：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，n(H2)＝0.2mol，根据H原子守恒可知，参加反应的HCl的物质的量为0.2mol×2＝0.4mol，A错误；根据得失电子守恒可知，Mg、Al在反应中失去的电子数等于氢离子得到的电子数，共0.2mol×2＝0.4mol，B错误；设Mg的物质的量为xmol，Al的物质的量为ymol，则有24x＋27y＝3.9，2x＋3y＝0.4，联立二式，解得x＝0.05，y＝0.1，则参加反应的Mg的质量为0.05mol×24g·mol－1＝1.2g，C错误；若与足量的氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不发生反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，则能产生H2的物质的量为0.15mol，D正确。1.（25-26高一上·辽宁大连·期末）0.56g氧化钙恰好与20mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是()A.0.10mol·L-1 B.0.20mol·L-1C.0.50mol·L-1 D.1.00mol·L-1【答案】D【解析】CaO则:56g0.56g解得c(HCl)=1.00mol·L-1。2.（25-26高一上·河南开封·期末）已知部分被氧化的镁条1.6g，与足量的盐酸反应，在标准状况下生成H21.12L，在跟盐酸反应前被氧化的镁是()A.1.2g B.0.64gC.0.4g D.0.24g【答案】D【解析】Mg解得n(Mg)=0.05mol，则m(Mg)=0.05mol×24g·mol-1=1.2g，m(MgO)=1.6g-1.2g=0.4g;根据n(Mg)被氧化=n(MgO)=0.4g40g·mol−1=0.01mol，故m(Mg)被氧化=0.01mol×24g·3.（25-26高一上·河北石家庄·期末）将8.0g镁铁合金加入500mL稀盐酸中恰好完全反应，得到标准状况下氢气4.48L。下列有关说法正确的是()A.该合金中镁、铁的物质的量之比为2∶1B.反应中转移电子0.5molC.该盐酸中HCl的物质的量浓度为0.8mol·L-1D.将标准状况下8.96LHCl气体溶于500mL水中即可配制成该盐酸【答案】C【解析】将8.0g镁铁合金加入500mL稀盐酸中恰好完全反应，得到标准状况下氢气4.48L，发生的反应为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑，设镁、铁的物质的量分别为xmol和ymol，则24g·mo解得x=y=0.1。该合金中镁、铁的物质的量之比为0.1mol∶0.1mol=1∶1，A错误;反应中，生成0.2mol氢气，转移电子为0.4mol，B错误;n(HCl)=2n(H2)=2×0.2mol=0.4mol，则HCl的物质的量浓度为0.4mol0.5L=0.8mol·L-1，C正确;将标准状况下8.96LHCl气体溶于500mL水中，形成的盐酸的体积不是500mL，4.（25-26高一上·河北衡水·质检）将9g铝、28g铁分别投入500mL0.4mol/L的盐酸中，下列说法正确的是A．铝与盐酸反应比较剧烈，反应后产生的气体多B．铝与盐酸反应后，铝完全溶解，固体无剩余C．铁与盐酸反应后，Fe2+的浓度为D．电子转移数目：铁与铝转移的电子一样多【答案】D【分析】nAl=9g÷27g/mol=13mol、nFe=28g÷56g/mol=0.5mol，nHCl【解析】铝比铁活泼，则铝与盐酸反应比较剧烈；依据分析可知铝和铁产生氢气的量相同，A错误；铝与盐酸反应时，盐酸不足，铝有剩余，B错误；亚铁离子浓度为0.2mol/L，C错误；依据分析，每消耗1molHCl转移1mol电子；两个反应中均消耗0.2molHCl，转移电子数均为0.2mol，D正确；故选D。5.（25-26高一下·河北沧州·期末）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L(标准状况)气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L(标准状况)气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为A．2：1：1 B．3：1：1 C．3：2：1 D．3：1：2【答案】A【解析】与NaOH反应时只有Al反应，生成H₂。标准状况下，与氢氧化钠溶液反应产生氢气的物质的量n=VVm=6.72L22.4L/mol=0.3mol，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+26.（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）把30mL1.0mol·L-1CuSO4溶液和10mL1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。则此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为()A.1.5mol·L-1 B.2.0mol·L-1C.2.5mol·L-1 D.3.0mol·L-1【答案】A【解析】最终生成FeSO4，起始时SO42−的物质的量为(0.03×1.0+0.01×1.0×3)mol=0.06mol;根据S原子个数守恒可知，最终生成0.06molFeSO4，即c(Fe2+)=0.06mol÷(0.03+0.01)L=1.5mol·L-17.（25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期末）铝土矿中含有高比例的氧化铝，是冶炼金属铝的重要原料。下列说法错误的是A．氧化铝属于两性氧化物 B．镁铝合金硬度高于纯铝C．氧化铝熔点高，可用作耐火材料 D．炼铝过程中，铝元素被氧化【答案】D【解析】氧化铝可以和酸反应，也可以和强碱反应，属于两性氧化物，A正确；合金硬度一般大于其组成的纯金属，故镁铝合金硬度高于纯铝，B正确；氧化铝熔点高，可用作耐火材料，C正确；冶炼铝的本质是还原氧化铝得到单质铝，铝元素化合价降低，应被还原，而非氧化，D错误；故选D。8.（25-26高一上·辽宁辽阳·期末）向500mL2mol·L-1的CuSO4溶液中插入一铁片，反应片刻后取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来增加2.0g。下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)()A.参加反应的铁的质量是28gB.析出的铜的物质的量是0.25molC.反应后溶液中c(CuSO4)=1.5mol·L-1D.反应后溶液中c(FeSO4)=0.5mol·L-1【答案】A【解析】发生反应Fe+CuSO4===FeSO4+Cu，根据差量法得56g∶8g=m(Fe)∶2.0g，解得m(Fe)=14g，A错误;由于1moln(Cu)=8g2.0g，则有n(Cu)=0.25mol，B正确;原溶液中n(CuSO4)=0.5L×2mol·L-1=1mol，反应中消耗n(CuSO4)=0.25mol，反应后溶液中c(CuSO4)=1mol−0.25mol0.5L=1.5mol·L-1，C正确;反应后溶液中c(FeSO4)=0.25mol9.（25-26高一下·重庆·期中）把一定量的镁铝合金溶于50mL稀硝酸中，将产生的气体与336mL氧气(标准状况)混合后通入足量NaOH溶液中，气体被完全吸收生成NaNO3，向反应后的溶液中逐滴加入1.0mol/LNaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是A．a=90B．合金中镁、铝的物质的量之比为3：2C．稀硝酸的物质的量浓度为3.0mol/LD．合金与硝酸反应中转移电子的物质的量为0.06mol【答案】C【分析】镁铝合金与稀硝酸反应，Mg、Al失电子生成Mg2+、Al3+，HNO3被还原为氮氧化物；氮氧化物与O2、NaOH发生反应，O2得电子，标准状况下n(O2)=0.336 L22.4 L⋅mol−1=0.015 mol，O2得电子：0.015 mol×4=0.06 mol，由电子守恒，合金失电子总物质的量为0.06 mol【解析】Al(OH)3溶解反应：Al(OH)3+OH−=[Al(OH)4]−，n(Al)=0.01 mol，溶解消耗NaOH体积10 mL，故a=100−10=90，A正确；n(Mg):n(Al)=0.015:0.01=3:2，B正确；根据N原子守恒，50 mL稀硝酸中的溶质硝酸转化成NO、硝酸镁、硝酸铝及剩余的硝酸；NO与氧气的混合气体被NaOH溶液完全吸收生成NaNO3，则3n(NO)=4n(O2)(得失电子守恒)，n(NO)=43×0.015 mol=0.02 mol；根据镁、铝原子守恒，硝酸镁、硝酸铝的物质的量为0.015 mol10.（25-26高一上·重庆·期末）向xmL1.0mol/L的硫酸中投入mg镁铝合金，金属完全溶解，再加入ymL2.0mol/LA．xB．m的取值范围为1.8<C．若将沉淀在空气中充分灼烧，质量将变为m+1.6D．镁铝合金与硫酸反应转移的电子的物质的量为0.4mol【答案】D【解析】根据离子守恒，沉淀最大时溶质为Na2SO4，n(Na+)=2n(SO42−)，n(SO42−)=n(H2SO4)，n(Na+)=n(NaOH)，代入浓度和体积得x·1.0mol/L×2=y·2.0mol/L，即x=y，A正确；设a、b分别为Mg、Al物质的量，2a+3b=0.2，m=24a+27b，取极限情况，合金全为Al时m=1.8g，全为Mg时m=2.4g11.（25-26高一上·安徽·期末）有一份白色固体含有Na的质量分数是2.3%，Na2O的质量分数是4.9%，Na2O2的质量分数是19.8%，NaOHA．2.3g B．4.6g C．5.2g D．6.2g【答案】A【解析】固体与盐酸恰好完全反应后，所有钠元素转化为氯化钠，溶液中钠离子与氯离子摩尔数相等。氯离子全部来自盐酸，其摩尔数为0.1mol（100mL×1mol/L），故钠离子为0.1mol。根据钠原子守恒，电解熔融氯化钠得到金属钠，质量为0.1mol×23g/mol=2.3g；故选A。12.（25-26高一上·吉林长春·期末）一定质量的铁的氧化物与90mL4mol/L的盐酸恰好完全反应，所得溶液中的Fe2+恰好能被标准状况下672mLCl2氧化，则该固体中铁原子和氧原子的个数之比为A．7：9 B．5：6 C．3：4 D．2：3【答案】A【解析】一定质量的铁的氧化物与90mL4mol/L的盐酸恰好完全反应，氧化物中的O原子与盐酸中的H+完全反应转化为H2O，盐酸中nH+=4mol⋅L−1×0.09L=0.36mol，则nO=12nH+=12×0.36mol=0.18mol13.（25-26高一上·黑龙江佳木斯·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol·L-1的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为()A.0.5mol·L-1 B.1.0mol·L-1C.2.0mol·L-1 D.3.0mol·L-1【答案】B【解析】Al、CuO、Fe2O3放入500mL某浓度的盐酸生成AlCl3、CuCl2、FeCl3，HCl可能有剩余，加入NaOH溶液，金属离子全部转化为沉淀时，生成Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3，此时n(Na+)=n(Cl-)，则nn(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.25L×2mol·L-1=0.5mol，c(HCl)=0.5mol0.5L=1mol·L-114.（25-26高一上·江西鹰潭·阶段检测）向由FeCl3和CuCl2组成的混合溶液中加入mgFe粉(过量)，充分反应后，过滤、洗涤、干燥至恒重，残留固体的质量仍为mg，则原混合溶液中A．2:7 B．3:5 C．4:3 D．5:4【答案】A【解析】向由FeCl3和CuCl2组成的混合溶液中加入mgFe粉(过量)，发生反应①2FeCl3+Fe=3FeCl2；②CuCl2+Fe=FeCl2+Cu；充分反应后，过滤、洗涤、干燥至恒重，残留固体的质量仍为mg，说明反应①消耗铁的质量等于反应②固体增加的质量，设参加反应①的铁为amol，根据2FeCl15.（25-26高一上·湖南长沙·期中）将1mol金属钠投入到足量水中，充分反应后最终所得溶液的质量为mg；将1molMg投入到与水等质量足量稀硫酸中，充分反应后最终所得溶液的质量为ng，则m和n两者大小关系为A．m>n B．m=n 【答案】B【解析】钠与水反应：反应式：2H2O+2Na=2NaOH+H2↑，1molNa（23g）生成0.5molH2（1g），溶液增重：23g–1g=22g，原水质量设为镁与稀硫酸反应：反应式：Mg+H2SO4=MgSO4+H综上，m=n，故答案选B。16.（25-26高一上·河北·阶段检测）某兴趣小组为了测定某铁铝合金中各成分的质量分数，进行了如下实验：取mg该固体，向其中加入一定量的盐酸，固体完全溶解，生成7.84L（标准状况下）气体，再向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最终得到16.0g固体（不考虑过程中固体的损失）。已知Al(OH)A．m=13.5B．至少需要含0.7molHCl的盐酸C．该合金中，Al的质量分数约为25.2%D．若mg该合金与足量NaOH溶液反应，则产生氢气的体积为3.36L【答案】B【分析】由题意可知，实验过程中发生的反应为铁铝合金完全与盐酸反应生成金属氯化物和氢气，向反应后的溶液中加入过量氢氧化钠溶液，将溶液中的铝离子转化为四羟基合铝酸钠，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁；由铁原子个数守恒可知，合金中铁的质量为16.0g160g/mol×2×56g/mol=11.2g，由反应生成标准状况下氢气的体积为7.84L可知，合金中铝的质量为7.84L-0.2mol×22.4L22.4L/mol×【解析】由分析可知，m=11.2g+2.7g=13.9g，故A错误；由分析可知，合金中铁、铝的物质的量为0.2mol、0.1mol，则合金完全溶解消耗盐酸的物质的量至少为0.2mol×2+0.1mol×3=0.7mol，故B正确；由分析可知，合金中铝的物质的量为0.1mol，则铝的质量分数为0.1mol×27g/mol13.9g×100%≈19.4g，故C错误；缺标准状况下，无法计算mg合金与足量氢氧化钠溶液完全反应生成氢气的体积，故D错误17.（25-26高一上·山东淄博·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol/L的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．2.0mol/L D．3.0mol/L【答案】B【解析】Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共与盐酸反应生成氯化铝、氯化铜、氯化铁，盐酸可能有剩余，向反应后溶液中加入NaOH溶液，得到的沉淀最多，应满足恰好反应生成氢氧化铝、氢氧化铜、氢氧化铁，此时溶液中溶质为NaCl，根据钠离子守恒可得：n(NaCl)=n(NaOH)=0.250L×2.00mol/L=0.5mol，根据氯离子守恒可得：n(HCl)=n(NaCl)=0.5mol，故该元素的物质的量浓度=0.5mol0.5L18.（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）向一定量铁的氧化物FexOy(铁只有+2、+3价)中，加入100ml2mol/L稀盐酸，恰好使固体完全溶解，再向所得溶液中通入标准状况下448mL氯气，恰好能使溶液中的FeCl2A．1：1 B．2：3 C．3：4 D．4：5【答案】D【解析】铁的氧化物FexOy(铁只有+2、+3价)中，加入100ml2mol/L稀盐酸，恰好使固体完全溶解，根据氢元素守恒，生成水的物质的量为0.1L×2mol/L2=0.1mol，可知铁的氧化物FexOy中含有0.1mol氧原子。再向所得溶液中通入标准状况下448ml氯气，恰好能使溶液中的FeCl2完全转化为FeCl19.（25-26高一下·河北衡水·期末）20mL18.0mol⋅L−1浓硫酸和mg锌共热一段时间后，锌完全溶解，收集到VL（已换算成标准状况下）混合气体，待反应混合物冷却后加水稀释定容到100mL，测得溶液中cSO42−A．m=4.55 B．V=1.568C．混合气体的总质量为2.0g D．混合气体中，n【答案】D【分析】锌与浓硫酸发生：Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，生成气体为SO2和H2的混合物，物质的量为VL22.4L·mol-1，剩余硫酸的物质的量为：n(H2SO4)剩【解析】溶液中硫酸根的物质的量n(SO42−)=0.1L×3.3mol/L=0.33mol，结合分析可知，其中硫酸锌的物质的量为0.33mol-0.26mol=0.07mol，则m=0.07mol×65g/mol=4.55g，A正确；根据分析可知，硫酸锌的物质的量等于气体的物质的量，即气体的物质的量为0.07mol，体积为0