3.2 金属材料 第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 练习 -（2019）新人教版高中化学必修第一册.docx

1、第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用基础过关练 题组一根据化学方程式比例关系计算1.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气。下列比例式正确的是()A.Zn+2HCl ZnCl2+H21 mol1 mol3.25 gx LB.Zn+2HCl ZnCl2+H265 g1 L3.25 gx LC.Zn+2HCl ZnCl2+H21 mol22.4 L0.05 molx LD.Zn+2HCl ZnCl2+H265 g1 mol3.25 gx L2.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2。下列有关该反应的说法正确的是()A.反应中Na与NaOH的

2、质量相等B.反应中H2O和H2的质量相等C.反应中H2O和H2的质量之比为21D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为113.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33.6 L。该NaOH溶液的物质的量浓度为()A.1.0 molL-1B.2.0 molL-1C.1.5 molL-1D.3.0 molL-14.(2019河北唐山一中高一月考)CS2(液体)能在氧气中燃烧生成CO2和SO2,将0.228 g CS2在448 mL(标准状况)O2中燃烧,将燃烧后的混合气体恢复到标准状况时体积为()A.201.6 mLB.448 mLC.224 mLD.336

3、 mL5.(2019宁夏银川一中高一期末)已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,将8.7 g MnO2与足量浓盐酸混合加热,反应生成氯气的体积(标准状况)是;被氧化的HCl的质量是。题组二列方程组进行化学计算6.将1.1 g铁和铝的混合物溶于200 mL 5 molL-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 molL-1(溶液体积变化忽略不计),则下列表述不正确的是()A.反应中消耗的HCl的物质的量为0.08 molB.混合物中含有0.02 mol AlC.混合物中含有0.01 mol FeD.混合物中Al与Fe的物质的量之比为

4、117.(2019陕西黄陵中学高一期末)把3.06 g铝和镁的混合物粉末放入100 mL盐酸中,恰好完全反应,并得到标准状况下3.36 L H2,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(假定反应后体积仍为100 mL)。8.在标准状况下进行如下实验:甲、乙、丙三个烧杯中各盛有300 mL相同浓度的盐酸,分别加入质量不同、组成相同的镁铝合金粉末,有关数据如下表所示。甲乙丙合金质量(mg)510765918气体体积(mL)560672672(1)求盐酸中溶质的物质的量浓度。(2)求合金中镁、铝的质量分数。题组三守恒法在化学计算中的应用9.(

5、2020湖南师大附中高一期末)一块表面已被缓慢氧化的金属钠,其质量为10.8 g,投入100 g水中,收集到氢气0.2 g。则原来钠块表面被氧化的钠的质量是()A.6.2 gB.4.6 gC.7.8 gD.10.6 g10.向50 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加入过量的BaCl2溶液,得到14.51 g白色沉淀,向白色沉淀中加入过量的稀HNO3,充分反应后,沉淀减少到4.66 g,并有气体产生。则:(1)原混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度为,Na2CO3的物质的量浓度为 。(2)产生的气体的物质的量为。能力提升练题组一化学计算中的常用方法1.(2020浙江温州高一期末,)已

6、知:Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O。某红色粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种,为探究其组成,取少量样品加入过量稀硫酸。下列有关说法正确的是()A.若固体全部溶解,则发生的离子反应只有Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2OB.若固体部分溶解,则样品中一定含有Cu2O,一定不含有Fe2O3C.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,则样品中n(Fe2O3)n(Cu2O)=21D.另取a g样品在空气中充分加热至质量不再变化,称其质量为b g(ba),则混合物中Cu2O的质量分数为9(b-a)/a(Cu2O在空气中加热生成CuO)题组二与图像相结合的化学计算

7、2.(双选)()某金属与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示,此金属可能是()A.生铁B.纯铁C.镁铝合金D.铜铁合金3.(2020江西上饶高一月考,)把一块镁铝合金投入1 mol/L盐酸里,待合金完全溶解后,往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图A所示。下列说法中不正确的是() 图A 图B 图C提示:Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O;Al(OH)3不溶于水,NaAlO2可溶于水。A.a的取值范围为0a50B.n(Mg)n(Al)的最大值为2.5C.若将关系图改为B图时,则a的取值范围为80a90D.若将

8、关系图改为C图时,则a的取值范围为75a90题组三化学计算综合应用4.()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,加入同一种镁和铝的混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:实验序号甲乙丙合金质量/mg5107651 020气体体积/mL560672672(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的:,理由是。(2)盐酸中溶质的物质的量浓度为。(3)混合粉末中Mg的物质的量为,Mg、Al的物质的量之比为。5.()钼是一种过渡金属元素,通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属

9、钼的主要流程图。(1)写出在高温下发生反应的化学方程式:。(2)如果在实验室模拟操作1和操作2,则需要使用的主要玻璃仪器有。(3)某同学利用下图所示装置来制备氢气,利用氢气还原三氧化钼,根据要求回答问题:请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物,其装置连接顺序是DD。两次使用D装置,其中所盛的药品依次是、。(4)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH4 2CO+2H2、CH4+H2O(g) CO+3H2,含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应,甲烷转化率为90%,用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼,理论

10、上能生产钼的质量为(保留两位小数,钼的相对原子质量为96)。答案全解全析基础过关练1.C2.D3.B4.B6.D9.B1.C比例式应注意单位要“上下一致,左右相当”。2.D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、C项均错误。3.B2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H22 mol67.2 Ln(NaOH)33.6 L计算得n(NaOH)=2mol33.6 L67.2 L=1 mol,则c(NaOH)=1mol0.5 L=2.0 molL-1。4.B二硫化碳(CS2)能够在氧

11、气中完全燃烧生成CO2和SO2,反应的化学方程式为CS2+3O2 CO2+2SO2,二硫化碳(CS2)是液体,0.228 g二硫化碳的物质的量为0.003 mol,其燃烧时需要0.009 mol氧气;448 mL氧气的物质的量为0.02 mol,氧气充足;反应前后气体的化学计量数不变,燃烧后气体总体积不变,所以反应后的气体体积为448 mL。5.答案2.24 L7.3 g解析浓盐酸足量,产生氯气的体积和被氧化的HCl的质量都根据MnO2的量计算。根据反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O中氯元素化合价的变化可知,4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化为Cl2;8.

12、7 g MnO2的物质的量为8.7 g87 g/mol=0.1 mol,设反应生成氯气的体积为V,被氧化的HCl的质量为x,则有:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O2HCl(被氧化)1 mol22.4 L236.5 g0.1 molVx列比例式:1mol0.1mol=22.4 LV=236.5 gx。解得V=2.24 L,x=7.3 g。6.D消耗的HCl的物质的量n(HCl)=0.2 L5 molL-1-0.2 L4.6 molL-1=0.08 mol,A正确;设混合物中Al、Fe的物质的量分别为x、y,则根据关系式Al3HCl、Fe2HCl,可得3x+2y=0.08 m

13、ol,27 gmol-1x+56 gmol-1y=1.1 g,联立可得x=0.02 mol、y=0.01 mol,可知B、C正确,D错误。7.答案(1)0.06 mol(2)1.44 g(3)3.0 molL-1解析(1)标准状况下3.36 L氢气的物质的量为3.36 L22.4 L mol-1=0.15 mol。设3.06 g金属混合物中含有Al和Mg的物质的量分别为x mol、y mol。2Al+6HCl 2AlCl3+3H2Mg+2HClMgCl2+H22 mol3 mol1 mol1 molx mol32x moly moly mol则27x+24y=3.06,32x+y=0.15,解

14、得:x=0.06,y=0.06。该合金中铝的物质的量为0.06 mol。(2)根据(1),合金中含有0.06 mol镁,镁的质量为24 g mol-10.06 mol=1.44 g。(3)合金与盐酸恰好完全反应,反应后溶质为氯化铝和氯化镁,溶液中含有氯离子的总物质的量为0.06 mol2+0.06 mol3=0.3 mol,反应后溶液中氯离子的浓度为0.3 mol0.1 L=3.0 molL-1。8.答案(1)0.2 molL-1(2)(Mg)=47.1%,(Al)=52.9%解析(1)甲中盐酸过量,丙中合金过量。盐酸中HCl的物质的量可根据丙中产生氢气的体积进行计算。由于n(H2)=0.67

15、2 L22.4 Lmol-1=0.03 mol,故c(HCl)=0.03mol20.3 L=0.2 molL-1。(2)甲中盐酸过量,则合金全部参加反应。设合金中镁、铝的物质的量分别为x、y,则有24 gmol-1x+27 gmol-1y=0.51 g,x+32y=0.560 L22.4 Lmol-1=0.025 mol,解得x=0.01 mol,y=0.01 mol。则(Mg)=0.01mol24 gmol-10.51 g100%47.1%,(Al)=1-47.1%=52.9%。9.B一块表面已被缓慢氧化的金属钠,其质量为10.8 g,投入100 g水中,发生反应:Na2O+H2O 2NaO

16、H,2Na+2H2O 2NaOH+H2;收集到氢气0.2 g,则n(H2)=0.2 g2 g/mol=0.1 mol,n(Na)=2n(H2)=0.2 mol,m(Na)=0.2 mol23 g/mol=4.6 g,所以氧化钠的质量是10.8 g-4.6 g=6.2 g,则n(Na2O)=6.2 g62 g/mol=0.1 mol,根据钠原子守恒,可知反应产生氧化钠的金属钠的物质的量是0.2 mol,其质量m(Na)=0.2 mol23 g/mol=4.6 g,选项B正确。10.答案(1)0.4 molL-11 molL-1(2)0.05 mol解析(1)根据题意知,硫酸钡沉淀的质量为4.66

17、 g,根据S原子守恒可知,硫酸钠的物质的量为n(Na2SO4)=0.02 mol,其浓度为c(Na2SO4)=0.02mol0.05 L=0.4 molL-1;碳酸钡沉淀的质量为14.51 g-4.66 g=9.85 g,n(BaCO3)=0.05 mol,根据C原子守恒可知,n(Na2CO3)=0.05 mol,其浓度为c(Na2CO3)=0.05mol0.05 L=1 molL-1。(2)根据C原子守恒可知,产生的二氧化碳气体的物质的量为0.05 mol。能力提升练1.D2.AD3.C1.D若固体是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,

18、Fe3+过量时固体能完全溶解,故A错误;若固体是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,Fe3+不足时剩余铜,故B错误;若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中没有Fe3+,因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4,而H2SO4不能溶解Cu,所以样品中一定有Fe2O3,且Fe3+与Cu恰好完全反应,反应的有关离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Cu2O+2H+ Cu+Cu2+H2O、2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,说明样品中n(Fe2O3)n(Cu2O)=11,故C错误;Cu2O2CuOm144 g16

19、 gm(Cu2O)(b-a)gm(Cu2O)=144 g(b-a) g16 g=9(b-a)g,故混合物中Cu2O的质量分数为9(b-a) gag=9(b-a)/a,D正确。2.AD由图可知,消耗金属质量为30 g时,产生氢气的质量为1 g,即0.5 mol。利用假设法:假设每一种金属都与酸反应产生0.5 mol H2,然后分别计算出消耗金属的质量。当与盐酸反应生成0.5 mol H2时,消耗生铁的质量大于28 g,消耗纯铁的质量为28 g,消耗镁铝合金的质量为912 g,消耗铜铁合金的质量大于28 g,故选A、D。3.C根据图A可知,Oa段涉及反应:H+OH-H2O、a80段涉及反应:Mg2

20、+2OH- Mg(OH)2、Al3+3OH- Al(OH)3,8090段涉及反应:Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O,这段消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=1 mol/L0.01 L=0.01 mol,根据反应可知,nAl(OH)3=0.01 mol,则n(Al)=nAl(OH)3=0.01 mol,所以Al3+消耗的NaOH溶液的体积为0.01mol31mol/L=0.03 L=30 mL,据此进行解答。假设合金完全溶解在盐酸中没有H+剩余,则a=0,假设溶液中没有Mg2+,仅有Al3+,则a取最大值,Al3+消耗的NaOH溶液的体积为30 mL,a=80-30=50,因是镁

21、铝合金参与反应,则a的取值范围为0a50,A项正确;由上述分析可知n(Al3+)=0.01 mol,第四阶段无反应,沉淀全为Mg(OH)2,若a=0,n(Mg2+)取得最大值,和Al3+反应的NaOH溶液的体积为30 mL,所以此时和Mg2+反应的NaOH溶液的体积为(80-30) mL=50 mL,则Mg2+此时消耗的氢氧化钠的物质的量为1 mol/L0.05 L=0.05 mol,故n(Mg2+)最大=120.05 mol=0.025 mol,所以n(Mg)n(Al)的最大值为0.025mol0.01mol=2.5,B项正确;若将关系图改为B图时,同理,假设溶液中没有Mg2+,仅有Al3+

22、,则此时a取最大值,n(Al3+)=13(80-30)10-3 L1 mol/L=50310-3 mol,则nAl(OH)3=n(Al3+)=50310-3 mol,故此阶段消耗的氢氧化钠溶液的体积为50310-3mol1mol/L=50310-3 L=503 mL,则a最大=80+50396.7,故a的取值范围为80a96.7,C项错误;若将关系图改为C图时,同理,假设溶液中没有Mg2+,仅有Al3+,a取最小值,0.1 mol Al3+形成Al(OH)3沉淀需要0.3 mol NaOH,溶解该沉淀则需要0.1 mol NaOH,则(a-30) mL=3(90-a) mL,解得a=75,故a

23、的取值范围为75a90,D项正确。4.答案(1)乙甲组增加镁铝合金粉末的质量,生成的氢气的量增加,而乙组不变(2)2 mol/L(3)0.01 mol11解析(1)对比甲、乙组数据,合金质量为765 mg时生成氢气的量比510 mg时多,说明甲中盐酸过量,对比乙、丙组数据,合金质量为1 020 mg时生成氢气的体积不变,说明加入765 mg合金时盐酸已完全反应,则乙组中盐酸不足。(2)加入765 mg镁铝合金时,最多只能生成672 mL的氢气,盐酸不足,672 mL氢气的物质的量为0.672 L22.4 L/mol=0.03 mol,根据方程式,可计算出HCl的物质的量为0.03 mol2=0

24、.06 mol,盐酸中溶质的物质的量浓度为0.06mol0.03 L=2 mol/L。(3)由于甲组中盐酸是过量的,所以用甲组数据来计算,设Mg的物质的量为x mol,Al的物质的量为y mol,生成气体的物质的量为0.56 L22.4 L/mol=0.025 mol,则:24x+27y=0.51,x+32y=0.025,联立方程组,解得x=0.01,y=0.01,所以Mg、Al的物质的量之比为11。5.答案(1)2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2(2)烧杯、漏斗、玻璃棒(3)ACB无水硫酸铜碱石灰(答案合理即可)(4)4.11a g解析(1)根据流程图找出反应的反应物、生成物,并用化合

25、价升降法配平,化学方程式为2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2。(2)操作1和操作2均为过滤,需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)制备H2并还原MoO3可证明其还原性,用无水硫酸铜检验氧化产物水,必须对氢气进行干燥,并防止空气中水蒸气的干扰。第一次使用D装置,所盛药品为无水硫酸铜,用于检验氧化产物水。第二次使用D装置,所盛药品为碱石灰等,防止空气中的水蒸气使无水硫酸铜变蓝。(4)CO2+CH4 2CO+2H2、CH4+H2O(g) CO+3H2,当二氧化碳和水蒸气足量时,n(CH4)4n(CO)+n(H2);MoO3+3CO Mo+3CO2、MoO3+3H2 Mo+3H2O,有3n(CO)+n(H2)n(Mo),故3n(CH4)4n(Mo),则m(Mo)=aL22.4 Lmol-180%90%4396 gmol-14.11a g。