1、第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用课后训练提升学考过关检验1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2。下列有关该反应的说法正确的是()。A.反应中Na与NaOH的质量相等B.反应中H2O与H2的质量相等C.反应中H2O与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,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。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()
2、。A.32 gB.6.4 gC.0.64 gD.3.2 g答案:C解析:n(CuSO4)=0.100 L0.1 molL-1=0.01 mol,由CuSO4+FeFeSO4+Cu,可知n(Cu)=n(CuSO4)=0.01 mol,m(Cu)=0.01 mol64 g mol-1=0.64 g。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:2Al+2NaOH+2H2O2NaAl
3、O2+3H22 mol322.4 Ln(NaAlO2)6.72 L2moln(NaAlO2)=322.4 L6.72 Ln(NaAlO2)=0.2 molc=0.2mol0.5 L=0.4 molL-1。4.2 molL-1的盐酸和硫酸各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.0.2 mol答案:C解析:n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol。2HCl+FeFeCl2+H2H2SO4+FeFeSO4+H2若酸均不足,则完全反应生成H2的质量
4、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H2 0.1 mol,则H2SO4与Fe反应生成0.15 mol H2,则n(Fe)=0.15 mol。5.将8 g铁片放入100 mL硫酸铜溶液中,溶液中的铜离子全部被还原时,固体质量变为8.2 g,则原溶液中硫酸铜的物质的量浓度为()。A.0.5 molL-1B.0.25 molL-1C.0.025 molL-1D.0.125 molL-1答案:B解析:Fe+CuSO4FeSO4+Cum1 mol8 gn(CuSO4)(8.2-8) gn
5、(CuSO4)=1mol0.2 g8 g=0.025 mol,c(CuSO4)=0.025mol0.1 L=0.25 molL-1。6.将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应,若放出氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的物质的量之比为()。A.11B.23C.32D.89答案:C解析:由Mg+2HClMgCl2+H2,2Al+6HCl2AlCl3+3H2可知若生成1 mol H2需Mg 1 mol,Al 23 mol,则放出等质量的H2参加反应的Mg和Al的物质的量之比为123,即32。7.一块表面已被氧化为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
6、量为()。A.9.2 gB.10.6 g C.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的体积可求出Na的质量,进而可求出钠块中Na2O的质量,最后根据关系式:Na2O2Na+可求出“原来被氧化的钠”的质量。8.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的体积之比是()。A.123B.632C.311 D.111答案:C解析:金属均为0.3 mol,n(HCl)=0.1 mol,镁和铝与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的量决定,都是0.05 mol,钠还可与水反应生成H2,由2Na
7、H2知,Na参加反应生成0.15 mol H2,故三者产生气体的体积之比为311。9.已知Fe+SFeS,FeS+2HClFeCl2+H2S,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9 g水,则加入的铁粉质量为()。A.14 gB.42 gC.56 gD.28 g答案:D解析:设加入的铁粉的质量为x。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(Fe与HCl反应)H2O(氢守恒)推出:FeH2O5618x9 g56x=189 gx=28 g,即加入的铁粉为
8、28 g。10.等体积的硫酸锌、硫酸铝溶液分别与足量的氯化钡溶液反应,若生成的硫酸钡沉淀的质量之比为23,则两种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为()。A.21B.23C.13D.32答案:A解析:根据题意,生成BaSO4的质量之比为23,可推知ZnSO4、Al2(SO4)3两种溶液中所含SO42-的物质的量之比为23,所以ZnSO4、Al2(SO4)3两溶液的物质的量浓度之比为21。11.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)另取相同质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸
9、,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。由2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2可知,合金中Al的物质的量为23nL22.4 Lmol-1=n33.6 mol;Fe、Al与稀硫酸反应生成m L H2,由2H+H2可知转移电子物质的量为m11.2 mol;由Fe置换出的H2
10、体积为(m-n) L,故m(Fe)=(m-n) L22.4 Lmol-156 g mol-1,即56(m-n)22.4 g。12.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的体积。(2)反应后所得溶液的物质的量浓度(设溶液体积变化忽略不计)。 答案:(1)0.56 L(2)0.5 molL-1解析:n(Na)=1.15 g23 gmol-1=0.05 mol2Na+2H2O2NaOH+H22 mol2 mol22.4 L0.05 moln(NaOH)V(1)V=0.05mol22.4 L2mol=0.56 L。(2)n(NaOH)=0.05 mol,
11、c(NaOH)=0.05mol0.1 L=0.5 molL-1。选考素养提升1.将4.6 g金属钠投入足量水中,充分反应后得a g溶液;将4.8 g 金属镁投入足量盐酸中,充分反应后得b g溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液的质量关系式为()。A.a=bB.abC.abD.无法判断答案:A解析:溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。2Na+2H2O2NaOH+H24624.6 g0.2 ga=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O)Mg+2HClMgCl2+H22424.8 g0.4 gb=4.8+m(盐酸)-0.4=4.4+m(盐酸)因为m(H2O
12、)=m(盐酸),所以a=b。2.将铁、铝的混合物加入足量氢氧化钠溶液中,充分反应后过滤,再将过滤得到的固体加入足量的硫酸铜溶液中,充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质量相等,则原固体中铝的质量分数为()。A.14.3%B.12.5%C.87.5%D.无法计算答案:B解析:混合物中的铝与氢氧化钠溶液反应,剩余固体为铁,铁再与硫酸铜反应,得到的固体是铜,得到的铜的质量与原混合物的质量相等,即相当于铁置换出铜时的质量差即为铝的质量,所以当铁的质量为56 g时,生成铜的质量为64 g,增加了8 g,即相当于原混合物中铝的质量为8 g,所以铝的质量分数为8 g56 g+8 g100%=12.5%。
13、3.将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为V L(标准状况下),将铝加入100 mL 2 molL-1氢氧化钠溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是()。A.铁和铝的物质的量相等B.原盐酸中c(HCl)=2 molL-1C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe+6H+2Fe3+3H2D.盐酸与氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度之比为13答案:B解析:铝与氢氧化钠溶液的反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22 mol2 mol3 moln(Al)0.1 L2 molL-1n(H2)2mol0.1 L2molL-1=3m
14、oln(H2),解得n(H2)=0.3 mol,2mol0.1 L2molL-1=2moln(Al),解得n(Al)=0.2 mol,由铝与氢氧化钠溶液反应生成的气体为3V L,得3V22.4 Lmol-1=0.3 mol,则V=2.24 L。再根据反应Fe+2HClFeCl2+H2,可求出反应的铁的物质的量为0.1 mol,HCl的物质的量为0.2 mol,则c(HCl)=0.2mol0.1 L=2 molL-1。4.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验:(1)若取a g样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为b L。反应的化学方程式是;样
15、品中铝的质量为 g。(2)另取a g样品将其点燃,恰好完全反应,该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反应中氧化铁与铝的质量比是。(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积之比cb=。答案:(1)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H29b11.2(2)8027(3)23解析:(1)铝热剂中的铝与NaOH反应,铝与氢气的关系式为2Al3H2(227) g(322.4) Lm(Al)b L所以,m(Al)=54b67.2 g=9b11.2 g。(2)根据反应:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,氧化铁与
16、铝的质量比为m(Fe2O3)m(Al)=16054=8027。(3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸,Al2O3、Fe均与盐酸发生反应,但只有盐酸与Fe反应时才放出气体:Fe+2HClFeCl2+H2。要知道放出多少气体,必须知道铁的质量或Fe2O3的质量,但题目要求的是Al与NaOH溶液、Fe与盐酸产生H2体积比,只要知道铝热剂中Al与Fe的物质的量之比即可求出。2AlFe2O32Fe3H22H2bc故cb=23。5.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
17、 L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减小了0.27 g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L,溶液中NaOH的物质的量浓度为0.050 molL-1。(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。答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2,Na2O+H2O2NaOH,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。(2)消耗的Al的物质的量为n(Al)=0.27 g27 gmol-1=0.010 mol,根据反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=0.010 mol,生成的氢气
18、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)=1.12 L22.4 Lmol-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 mol=0.070 mol,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0.110mol23 gmol-10.070mol23 gmol-1+0.020 mol62 gmol-1100%89%。
