1、第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用课后篇素养形成合格考达标练1.(2020辽宁锦州高一检测)实验室利用反应2KClO32KCl+3O2制取氧气,已知有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是()A.2.24 LB.4.48 LC.44.8 LD.6.72 L答案D解析24.5gKClO3的物质的量是24.5g122.5gmol-1=0.2mol,2KClO32KCl+3O22mol3mol0.2moln(O2)2mol0.2mol=3moln(O2),则n(O2)=0.3mol,故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3mol22.4Lmol-1=6.72L。2.2
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.0.2 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。3.将钠、镁、铝各0.3 mol分别
3、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、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。4.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和H2的质量相等C.反应中H2
4、O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.(2020江苏如东高级中学高一检测)将一定质量的锌片放入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
5、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。6.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
6、.05moln(NaOH)V(1)V=0.05mol22.4L2mol=0.56L。(2)c(NaOH)=0.05mol0.1L=0.5molL-1。等级考提升练7.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.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NaO
7、H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。8.2.3 g钠与足量水发生反应,得到100 mL溶液,则所得到溶液的物质的量浓度是()A.2 molL-1B.1 molL-1C.0.2 molL-1D.0.1 molL-1答案B解析2Na+2H2O2NaOH+H22mol2mol0.1mol0.1mol所得到溶液的物质的量浓度是0.1mol0.1L=1molL-1。9.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
8、molL-1 H2SO4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。10.一块表面已被氧化为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
9、块中Na2O的质量,最后根据关系式Na2O2Na才能求出被氧化的钠的质量。11.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)
10、0.1L2molL-1n(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
11、溶液中溶质的物质的量浓度之比为11,D错误。12.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,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
12、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m11.2mol;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。13.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
13、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。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)=
14、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 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.
15、070mol23gmol-1+0.020mol62gmol-1100%89%。新情境创新练14.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
16、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 mL11解析(2)在乙或丙中,因盐酸反应完全,则可根据2HClH221n(HCl)=33610-3L22.4Lmol-12=310-2mol,c(HCl)=310-2mol0.03L=1molL-1。(3)在甲中,镁铝合金完全反应,盐酸有剩余,则可根据镁铝合金质量255mg,生成气体280mL计算。根据MgH2,Al32H2得:n(Mg)24gmol-1+n(Al)27gmol-1=25510-3g,n(Mg)+32n(Al)=28010-3L22.4Lmol-1,求得:n(Mg)=0.005mol,n(Al)=0.005mol,n(Mg)n(Al)=11。
