2023-2004年高中化學(xué)練習(xí)題3.2.2物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用答案

PAGE1PAGE第三章鐵金屬材料第二節(jié)金屬材料第2課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．（2022·廣東潮州潮安區(qū)期末）將某份鐵鋁合金均分為兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量NaOH溶液，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比為3∶2，則樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為A．3∶2 B．2∶1 C．3∶4 D．4∶3【答案】C【解析】根據(jù)同溫同壓下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)加入鹽酸產(chǎn)生的H2為3mol，則加入氫氧化鈉溶液產(chǎn)生的H2為2mol，根據(jù)反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物質(zhì)的量為：EQ\f(4,3)mol，由于2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑可知，等質(zhì)量的Al與鹽酸和NaOH反應(yīng)放出的H2一樣多即為2mol，故說明Fe與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2為3mol－2mol＝1mol，根據(jù)反應(yīng)方程式Fe＋2HClFeCl2＋H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Fe，故樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為1mol∶EQ\f(4,3)mol＝3∶4，選C項(xiàng)。2．（2022·江蘇宿遷沭陽縣期中）將同體積同物質(zhì)的量濃度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，則需同物質(zhì)的量濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液的體積比為A．1∶2∶3 B．3∶2∶1C．1∶1∶1 D．6∶3∶2【答案】D【解析】由Ag＋＋Cl－AgCl↓可知，分別加入足量的硝酸銀溶液，Cl－沉淀完全時，同體積同物質(zhì)的量濃度的AgNO3溶液，消耗等物質(zhì)的量的AgNO3，即NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液中含氯離子的物質(zhì)的量相同，設(shè)n(Cl－)＝6mol，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)式可知：n(NaCl)＝6mol，n(MgCl2)＝3mol，n(AlCl3)＝2mol，溶液的濃度相同，由V＝EQ\f(n,c)可知，物質(zhì)的量之比等于體積之比，為6mol∶3mol∶2mol＝6∶3∶2，選D項(xiàng)。3．（2022·山西晉城高平市期中）16.3g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH組成的混合物與200g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的鹽酸恰好反應(yīng)，蒸干反應(yīng)后的溶液，最終得到的固體的質(zhì)量為A．8g B．15.5g C．11.7g D．23.4g【答案】D【解析】鹽酸中氯離子的物質(zhì)的量n＝EQ\f(200g×7.3%,36.5g·mol－1)＝0.4mol，Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH與鹽酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物蒸干得到固體都是NaCl，NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol－1，由氯原子守恒知生成NaCl的質(zhì)量為：m＝0.4mol×58.5g·mol－1＝23.4g，故選D項(xiàng)。4．（2022·江蘇揚(yáng)州邗江區(qū)期中）有BaCl2和NaCl的混合溶液aL，將它均分成兩份。一份滴加稀硫酸，使Ba2＋離子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl－離子完全沉淀。反應(yīng)中消耗xmolH2SO4、ymolAgNO3。據(jù)此得知原混合溶液中的c(Na＋)(單位：mol·L－1)為A．（y－2x）/a B．(y－x)/aC．(2y－2x)/a D．(2y－4x)/a【答案】D【解析】n(Ba2＋)＝n(H2SO4)＝xmol，n(Cl－)＝n(AgNO3)＝y(tǒng)mol，根據(jù)電荷守恒：n(Ba2＋)×2＋n(Na＋)×1＝n(Cl－)×1，n(Na＋)＝(y－2x)mol，c(Na＋)＝(y－2x)mol/0.5aL＝(2y－4x)/amol·L－1，選D項(xiàng)。5．（2022·江蘇無錫宜興中學(xué)期中）向一定質(zhì)量(設(shè)為mg)的MgO、CuO、Fe2O3組成的混合物中，加入500mL某濃度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0mol·L－1NaOH溶液250mL時，恰好將金屬陽離子沉淀。則該硫酸的物質(zhì)的量濃度為A．0.5mol·L－1 B．1.0mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．2.0mol·L－1【答案】A【解析】向溶解后的溶液中逐滴加入2.0mol·L－1NaOH溶液250mL時，恰好將金屬陽離子沉淀，溶液中的溶質(zhì)只有硫酸鈉，根據(jù)元素守恒，H2SO4～Na2SO4～2NaOH，則該硫酸的物質(zhì)的量濃度為EQ\f(EQ\f(2.0mol·L－1×250mL,2),500mL)＝0.5mol·L－1，選A項(xiàng)。6．（2022·浙江衢州高級中學(xué)期中）若加熱5.00g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質(zhì)量減少了0.31g，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為A．1.68g B．3.32g C．4.16g D．4.38g【答案】C【解析】碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉，從反應(yīng)方程式可知，固體質(zhì)量減少的部分就是二氧化碳和水蒸氣的質(zhì)量，設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，則：2NaHCO3eq\o(,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm16862x0.31gEQ\f(168,x)＝EQ\f(162,0.31g)，解得x＝0.84g則m(Na2CO3)＝5.00g－0.84g＝4.16g，C項(xiàng)符合題意。7．（2022·吉林洮南市第一中學(xué)期中）將一定量由Na和Na2O2組成的混合物與足量的水反應(yīng)，得到一定體積的混合氣體，將混合氣體用電火花引燃，恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余。則原混合物中Na和Na2O2的物質(zhì)的量之比為A．4∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶1【答案】B【解析】2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，鈉與氫氣的關(guān)系式為：2Na～H2；2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，過氧化鈉與氧氣的關(guān)系式為：2Na2O2～O2；2H2＋O2eq\o(,\s\up7(電火花))2H2O，氫氣和氧氣的關(guān)系式為：2H2～O2，將該混合氣體通過放電，恰好完全反應(yīng)，說明氫氣和氧氣反應(yīng)的物質(zhì)的量之比恰好等于它們反應(yīng)的計(jì)量數(shù)之比，即氫氣和氧氣的物質(zhì)的量之比為2∶1，通過鈉與氫氣、過氧化鈉與氧氣、氫氣與氧氣的關(guān)系式可得鈉與過氧化鈉的關(guān)系式為：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以原混合物中Na和Na2O2的物質(zhì)的量之比為4∶2＝2∶1，故合理選項(xiàng)是B項(xiàng)。8．（2022·江西新余期末）13.6gFe和Fe2O3的混合物，加入150mL足量的稀硫酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到1.12LH2，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液不變紅。為中和過量的稀硫酸，并使Fe元素全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200mL3mol·L－1的NaOH溶液，則該稀H2SO4的物質(zhì)的量濃度為A．2.25mol·L－1 B．2mol·L－1C．3mol·L－1 D．0.6mol·L－1【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，涉及反應(yīng)有：Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋Fe2(SO4)33FeSO4、FeSO4＋2NaOHFe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4Na2SO4＋2H2O，即反應(yīng)最后鐵元素完全沉淀后，溶液中的溶質(zhì)只剩下Na2SO4，根據(jù)Na＋和SO2－守恒可得：n(Na＋)×1＝n(SO2－)×2，n(Na＋)＝n(NaOH)＝2n(SO2－)＝2n(H2SO4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，則0.2L×3mol·L－1＝2×0.15L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2mol·L－1，故答案為B項(xiàng)。9．（2022·江西上饒期末）將鈉、鋁混合物投入足量水(質(zhì)量為100g)中進(jìn)行反應(yīng)，若鈉、鋁的質(zhì)量分別為46g和27g，充分反應(yīng)后，下列說法正確的是A．產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為2.5mol B．溶液中的溶質(zhì)只有NaAlO2C．金屬未完全溶解 D．NaAlO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是EQ\f(82,100＋46＋27)×100%【答案】A【解析】鈉的物質(zhì)的量為2mol，鋁的物質(zhì)的量為1mol，2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑，2Na～2NaOH，2Al～2NaOH～2NaAlO2，故2molNa生成2molNaOH，1molAl消耗1molNaOH。A項(xiàng)，由上分析可知，2molNa產(chǎn)生1molH2，1molAl產(chǎn)生EQ\f(3,2)molH2，產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為1mol＋EQ\f(3,2)mol＝2.5mol，正確；B項(xiàng)，由Na生成2molNaOH，1molAl消耗1molNaOH，溶液中的溶質(zhì)有NaAlO2和未消耗的NaOH，錯誤；C項(xiàng)，由分析可知，Na完全反應(yīng)，生成的氫氧化鈉將Al完全反應(yīng)，錯誤；D項(xiàng)，n(NaAlO2)＝1mol，m(NaAlO2)＝1mol×82g·mol－1＝82g，m(H2)＝2.5mol×2g·mol－1＝5g，NaAlO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是EQ\f(82,100＋46＋27－2)×100%，錯誤。10．（2022·北京昌平期末）氧化還原反應(yīng)原理在研究物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化方面具有重要價值。（1）化合價是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)。在橫線上寫出以下幾種物質(zhì)中加點(diǎn)元素的化合價。Cu________Na2O2________ClO－________(NH4)2Fe(SO4)2________（2）制備氯氣的一種反應(yīng)是MnO2＋4HCl(濃)eq\o(,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。該反應(yīng)中，還原劑是(填化學(xué)式，下同)___________，被還原的物質(zhì)是___________。若反應(yīng)中消耗了1molMnO2，則生成Cl2的物質(zhì)的量為_______mol。（3）某含余氯廢水(主要成分是NaClO)的處理流程如下：含余氯廢水eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Na2SO3溶液),\s\do4(→))),\s\do6())達(dá)標(biāo)排放已知處理過程中發(fā)生反應(yīng)：Na2SO3＋NaC1ONa2SO4＋NaCl，若NaClO的含量是7.45×10－3g·L－1，則處理1000L含余氯廢水，理論上需要0.5mol·L－1Na2SO3溶液________L。【答案】（1）①0②－1③＋3④＋2（2）濃HClMnO21（3）0.2【解析】（1）單質(zhì)中元素化合價為0，Cu中銅元素化合價是0；Na2O2中鈉元素化合價為＋1，根據(jù)元素化合價代數(shù)和等于0，可知氧元素化合價為－1；ClO－中氧元素化合價為－2，根據(jù)元素化合價代數(shù)和等于－1，Cl元素化合價為＋3；(NH4)2Fe(SO4)2中NHeq\o\al(＋,4)的化合價為＋1、SO2－的化合價為－2，根據(jù)化合價代數(shù)和等于0，鐵元素化合價為＋2；（2）MnO2＋4HCl(濃)eq\o(,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O反應(yīng)，HCl中Cl元素化合價升高，還原劑是濃HCl，MnO2中Mn元素化合價降低，被還原的物質(zhì)是MnO2。根據(jù)反應(yīng)方程式，若反應(yīng)中消耗了1molMnO2，則生成Cl2的物質(zhì)的量為1mol；（3）若NaClO的含量是7.45×10－3g·L－1，1000L含余氯廢水中含NaClO的物質(zhì)的量是EQ\f(7.45×10－3g·L－1×1000L,74.5mol·L－1)＝0.1mol，設(shè)理論上需要0.5mol·L－1Na2SO3溶液VL，則Na2SO3＋NaC1ONa2SO4＋NaCl1mol1mol0.5mol·L－1×VL0.1molV＝0.2L。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練11．（2022·北京匯文中學(xué)期末）密閉容器中裝1molNaHCO3和0.8molNa2O2加熱充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留的固體是A．0.8molNa2CO3和1molNaOH B．1molNa2CO3和0.6molNaOHC．1.3molNa2CO3 D．0.5molNa2CO3和1.6molNaOH【答案】B【解析】NaHCO3加熱分解：2NaHCO3eq\o(,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知：1molNaHCO3分解生成0.5molCO2、0.5molH2O和0.5molNa2CO3，生成的CO2和H2O分別與Na2O2反應(yīng)：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，二氧化碳首先與過氧化鈉反應(yīng)，0.5molCO2消耗過氧化鈉0.5mol，生成碳酸鈉0.5mol，剩余的過氧化鈉為0.8mol－0.5mol＝0.3mol，0.3molNa2O2與水反應(yīng)，生成0.6molNaOH，所以容器內(nèi)殘留的固體是Na2CO3為0.5mol＋0.5mol＝1mol和NaOH為0.6mol，故選B項(xiàng)。12．（2022·甘肅張掖市期末）有一種鐵的“氧化物”樣品，用5mol·L－1鹽酸140mL完全溶解，所得溶液還能吸收標(biāo)況下0.56L氯氣，恰好使其中Fe2＋全部化成Fe3＋，該樣品可能的化學(xué)式是A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7【答案】D【解析】鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為5mol·L－1×0.140L＝0.7mol，0.56L氯氣的物質(zhì)的量為EQ\f(0.56L,22.4L·mol－1)＝0.025mol。鐵的“氧化物”樣品，用鹽酸完全溶解，所得溶液中能吸收標(biāo)況下0.56L氯氣，說明溶液中有Fe2＋，由2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，可知溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量：0.025mol×2＝0.05mol。跟鹽酸反應(yīng)后的溶液中有0.05molFe2＋，0.7molCl－，則還應(yīng)該有Fe3＋，根據(jù)電荷守恒：n(Fe2＋)×2＋n(Fe3＋)×3＝n(Cl－)×1，0.05mol×2＋n(Fe3＋)×3＝0.7mol×1，n(Fe3＋)＝EQ\f(0.7mol－0.05mol×2,3)＝0.2mol，所以Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為0.05∶0.2＝1∶4，寫成氧化物的形式為：FeO·2Fe2O3，即Fe5O7，故選D項(xiàng)。13．（2022·天津五校聯(lián)考期中）向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1mol·L－1的稀鹽酸，生成CO2的量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是A．在加入鹽酸0～0.2L范圍內(nèi)，發(fā)生中和反應(yīng)B．a(chǎn)b段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO－＋H＋H2O＋CO2↑C．a(chǎn)＝0.3D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比1∶2【答案】D【解析】結(jié)合氫離子的能力：OH－＞CO2－＞HCO－，向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1mol·L－1的稀鹽酸依次發(fā)生反應(yīng)①OH－＋H＋H2O、②CO2－＋H＋HCO－、③HCO－＋H＋H2O＋CO2↑。A項(xiàng)，根據(jù)圖像，發(fā)生反應(yīng)③HCO－＋H＋H2O＋CO2↑，生成0.01molCO2，則消耗鹽酸的體積是EQ\f(0.01mol,0.1mol·L－1)＝0.1L，所以發(fā)生反應(yīng)②CO2－＋H＋HCO－消耗鹽酸的體積也是0.1L，發(fā)生反應(yīng)①OH－＋H＋H2O消耗鹽酸為：0.4L－0.1L－0.1L＝0.2L，在加入鹽酸0～0.2L范圍內(nèi)，發(fā)生中和反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，ab段反應(yīng)生成二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO－＋H＋H2O＋CO2↑，正確；C項(xiàng)，根據(jù)圖像，發(fā)生反應(yīng)③HCO－＋H＋H2O＋CO2↑生成0.01molCO2，則消耗鹽酸的體積是0.1L，所以a＝0.4L－0.1L＝0.3L，正確；D項(xiàng)，發(fā)生反應(yīng)③HCO－＋H＋H2O＋CO2↑，生成0.01molCO2消耗鹽酸0.01mol，所以Na2CO3的物質(zhì)的量0.01mol；發(fā)生反應(yīng)①OH－＋H＋H2O消耗HCl為：0.1mol·L－1×0.2L＝0.02mol，原混合溶液中NaOH的物質(zhì)的量是0.02mol，NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比0.02mol∶0.01mol＝2∶1，錯誤。14．（2022·安徽安慶市期末）在100mL5.0mol·L－1FeCl3溶液中加入16.0g銅和鐵的混合物，充分反應(yīng)后剩余固體1.2g(反應(yīng)前后體積變化忽略不計(jì)，不考慮空氣等影響)。下列有關(guān)說法不正確的是A．FeCl3溶液中的Fe3＋已全部反應(yīng)B．還原劑失去電子的物質(zhì)的量為0.5molC．原混合物中含有銅7.6gD．根據(jù)氯元素守恒，可求得反應(yīng)后溶液中Fe2＋的濃度是7.5mol·L－1【答案】D【解析】氯化鐵與鐵單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Fe3Fe3＋；與銅單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，因鐵比銅活潑，故鐵先反應(yīng)，銅后反應(yīng)。A項(xiàng)，因金屬有剩余，且兩種金屬均能與氯化鐵反應(yīng)，可知氯化鐵反應(yīng)完全，F(xiàn)e3＋已全部反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，由反應(yīng)可知，反應(yīng)中Fe3＋完全被還原成Fe2＋，則0.5molFe3＋得電子的物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)得失電子守恒，還原劑失去電子的物質(zhì)的量為0.5mol，正確；C項(xiàng)，若只有鐵溶解，則0.5mol氯化鐵消耗的Fe的物質(zhì)的量為0.25mol，固體損失的質(zhì)量為0.25mol×56g·mol－1＝14.0g，則剩余固體的質(zhì)量應(yīng)為16.0g－14.0g＝2.0g，而實(shí)際固體剩余質(zhì)量為1.2g，可知實(shí)際反應(yīng)的金屬還有Cu，設(shè)溶解的Fe的物質(zhì)的量為xmol，溶解的Cu的物質(zhì)的量為ymol，則56x＋64y＝16.0g－1.2g＝14.8g，根據(jù)電子得失守恒可得：2x＋2y＝0.5，解得：x＝0.15，y＝0.1，固體混合物中鐵的質(zhì)量為：0.15mol×56g·mol－1＝8.4g，銅的質(zhì)量＝16.0－8.4＝7.6g，正確；D項(xiàng)，100mL5.0mol·L－1的FeCl3溶液中氯離子的濃度為15mol·L－1，根據(jù)電荷守恒c(Fe2＋)×2＋c(Cu2＋)×2＝15mol·L－1，可求得反應(yīng)后溶液中Fe2＋、Cu2＋的濃度之和是7.5mol·L－1，錯誤。15．（2022·廣西欽州市期末）把33.2g含鎂，鋁、銅的合金粉末分為兩等份，一份放入過量氫氧化鈉溶液中，得到6.72L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，另一份放入過量鹽酸中，得到11.2L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。試計(jì)算(無解題過程不給分)：（1）該合金中鋁的質(zhì)量為__________g。（2）該合金中鎂、鋁、銅的物質(zhì)的量之比為_________________?！敬鸢浮浚?）10.8g（2）2∶2∶1【解析】（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況，6.72LH2的物質(zhì)的量是EQ\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.3mol設(shè)一份合金中鋁的物質(zhì)的量是x。2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑23x0.3mol解得x＝0.2mol所以該合金中鋁的質(zhì)量為0.2mol×27g·mol－1×2＝10.8g。（2）鋁和鎂都能與鹽酸反應(yīng)放出氫氣，另一份放入過量鹽酸中，得到氣體共11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則鎂與鹽酸反應(yīng)放出氫氣的體積是(11.2－6.72)L＝4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，氫氣的物質(zhì)的量是0.2mol。設(shè)一份合金中鎂的物質(zhì)的量是y。Mg＋2HClMgCl2＋H2↑11y0.2mol解得y＝0.2mol則一份合金中鎂的質(zhì)量是0.2mol×24g·mol－1＝4.8g銅的質(zhì)量是16.6g－4.8g－0.2mol×27g·mol－1＝6.4g，銅的物質(zhì)的