2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章金屬及其化合物1第3課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE13-物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括15小題,每小題3分,共45分)1.在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉,反應(yīng)完全后共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L,該NaOH溶液的濃度為 ()A.1.0mol·L-1 B.2.0mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.3.0mol·L-1【解析】選B。2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+ 3H2↑2mol67.2Ln(NaOH) 33.6Ln(NaOH)==1mol,c(NaOH)==2mol·L-1。2.(2024·上海高一檢測)鎂和鋁分別和等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生氣體的體積(V)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是 ()A.鎂和鋁消耗硫酸的物質(zhì)的量之比是2∶3B.參與反應(yīng)的鎂、鋁的質(zhì)量之比是8∶9C.反應(yīng)中消耗的鎂、鋁的物質(zhì)的量之比是3∶2D.反應(yīng)中鎂、鋁轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比是2∶3【解析】選C。由題意,結(jié)合題圖可知,Mg、Al完全反應(yīng)且產(chǎn)生氫氣的量相等。利用Mg、Al與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,產(chǎn)生等量的氫氣消耗硫酸的物質(zhì)的量之比是1∶1,消耗Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2,A項錯誤、C項正確;參與反應(yīng)的鎂、鋁的質(zhì)量之比是4∶3,B項錯誤;由產(chǎn)生等量氫氣可知反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為1∶1,D項錯誤。3.將3.9g鎂鋁合金,投入500mL2mol·L-1的鹽酸中,合金完全溶解,再加入5mol·L-1的NaOH溶液,若要生成的沉淀最多,加入的NaOH溶液的體積是 ()A.100mLB.150mLC.200mLD.250mL【解析】選C。本題可采納守恒法,鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)后生成的鹽再和NaOH溶液反應(yīng),無論鹽酸是否剩余,當(dāng)生成的沉淀最多時,此時的溶液僅僅是NaCl溶液,依據(jù)氯元素守恒及氯元素與鈉元素的物質(zhì)的量關(guān)系,所求的NaOH物質(zhì)的量即HCl的物質(zhì)的量為1mol,所以加入的NaOH溶液的體積是=0.2L=200mL。4.取含有0.02mol硫酸的溶液,先投入0.24g鎂粉,再滴入NaOH溶液,當(dāng)使溶液中的鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀時,須要NaOH的物質(zhì)的量為 ()A.0.02mol B.0.03molC.0.04mol D.0.01mol【解析】選C。取含有0.02mol硫酸的溶液,先投入0.24g鎂粉,鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣,再滴入NaOH溶液,生成氫氧化鎂和硫酸鈉,當(dāng)使溶液中的鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀時,溶液為硫酸鈉溶液,依據(jù)原子守恒,須要NaOH的物質(zhì)的量為0.02×2=0.04(mol),選C。5.將肯定量的鎂和鋁分別與足量的鹽酸反應(yīng),若放出氫氣的質(zhì)量相等,則參與反應(yīng)的鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為 ()A.1∶1B.2∶3C.3∶2D.8∶9【解析】選C。由Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑可知,若生成1molH2需Mg1mol,Almol,則放出等質(zhì)量的H2,則參與反應(yīng)的Mg和Al的物質(zhì)的量之比為1∶,即3∶2。6.用足量的CO還原13.7g某鉛氧化物,把生成的CO2全部通入過量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0g,則此鉛氧化物的化學(xué)式是 ()A.PbO B.Pb2O4C.Pb3O4 D.PbO2【解析】選C。設(shè)此鉛氧化物的化學(xué)式為PbxOy,有:PbxOy～y[O]～yCO～yCO2～yCaCO316y 100ym(O)=1.28g 8.0g所以m(Pb)=13.7g-1.28g=12.42gx∶y=∶=∶=3∶4。【補(bǔ)償訓(xùn)練】在同溫同壓下,50mL氣體A2跟100mL氣體B2化合生成100mL氣體C,則C的化學(xué)式是 ()A.AB2B.AB4C.AB3D.AB【解析】選A。利用化學(xué)方程式中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于相同條件下氣體的體積之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A2+2B22C,再結(jié)合原子守恒可以得出C的化學(xué)式為AB2。7.等物質(zhì)的量的Fe、Mg、Al與同體積、同濃度的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生H2的體積相同(相同狀況),下列推斷正確的是 ()A.反應(yīng)掉的三種金屬的質(zhì)量相等B.反應(yīng)后三種金屬質(zhì)量相等C.所用鹽酸均過量D.三種金屬可以都有剩余【解析】選D。在題目條件下產(chǎn)生相同的氫氣,反應(yīng)掉的三種金屬的質(zhì)量和剩余金屬的質(zhì)量均不相等,假如鹽酸過量,則產(chǎn)生的氫氣的體積不相等。8.等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量稀硫酸和足量NaOH溶液反應(yīng),若消耗的兩溶液的體積相等,則兩溶液的物質(zhì)的量濃度之比為 ()A.3∶2 B.2∶3C.1∶1 D.1∶2【解析】選A。依據(jù)題意,兩份鋁的物質(zhì)的量相等,設(shè)n(Al)=1mol。2Al+ 3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑2mol 3mol1mol n(H2SO4)得:n(H2SO4)=1.5mol2Al+ 2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑2mol 2mol1mol n(NaOH)得:n(NaOH)=1mol兩溶液體積相等,故c(H2SO4)∶c(NaOH)=n(H2SO4)∶n(NaOH)=1.5mol∶1mol=3∶2。9.Na、Mg、Al三種金屬各2mol分別跟1L1mol·L-1的鹽酸反應(yīng)時,相同條件下放出氫氣體積最大的是 ()A.Al B.MgC.Na D.三者產(chǎn)生的氫氣一樣多【解析】選C。由化學(xué)方程式2Na+2HCl2NaCl+H2↑,Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,可知,2molNa、Mg、Al分別消耗2mol、4mol、6mol,而HCl的物質(zhì)的量為1mol,所以酸完全反應(yīng),Mg、Al放出氫氣的物質(zhì)的量為0.5mol,Na除了與鹽酸反應(yīng)外,還與水反應(yīng),共放出氫氣1mol,所以放出氫氣體積最大的是Na。【補(bǔ)償訓(xùn)練】足量的鋁粉分別與下列4種溶液充分反應(yīng),放出氫氣最多的是 ()A.1L1mol·L-1硫酸溶液B.1L4mol·L-1氨水C.1L1mol·L-1鹽酸D.1L1mol·L-1NaOH溶液【解析】選D。鋁不能與氨水反應(yīng),可解除B項;由2Al+6H+2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑可知D項符合題意。10.用鋁箔包袱著2.3g金屬鈉,用針扎若干小孔,然后投入足量水中,理論上可以收集到氫氣的物質(zhì)的量為 ()A.0.05molB.0.2molC.大于0.05mol小于或等于0.2molD.無法推斷【解析】選C。鋁箔包袱著2.3g金屬鈉投入足量水中,鈉首先與水反應(yīng):2Na+2H2O2NaOH+H2↑,然后生成的NaOH再和Al發(fā)生反應(yīng):2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2+3H2↑,利用題中數(shù)據(jù)知:2.3g鈉可產(chǎn)生0.05molH2,生成的0.1molNaOH與足量鋁作用可生成0.15molH2,因此產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量肯定大于0.05mol,而小于或等于0.2mol。11.肯定質(zhì)量的鈉、鉀投入肯定量的稀鹽酸中,產(chǎn)生氣體隨時間的改變?nèi)鐖D所示,則下列說法正確的是 ()A.投入的Na、K肯定等質(zhì)量B.投入的Na的質(zhì)量小于K的質(zhì)量C.曲線a為Na,b為KD.稀鹽酸的量肯定是不足量的【解析】選B。A項,由圖象分析知,2Na+2HCl2NaCl+H2↑46g 1mol2K+2HCl2KCl+H2↑78g 1mol即生成相同物質(zhì)的量的氫氣須要金屬的質(zhì)量不同,故錯誤。B項,通過A項知,生成相同物質(zhì)的量的氫氣須要金屬的質(zhì)量不同,須要鉀的質(zhì)量大于鈉的質(zhì)量,故正確。C項,依據(jù)金屬的活潑性推斷反應(yīng)速率大小,因為鉀的活潑性大于鈉,所以鉀與酸反應(yīng)的速率大于鈉與酸反應(yīng)的速率,即生成相同物質(zhì)的量的氫氣,鉀須要的時間短,鈉須要的時間長,所以曲線a為鉀,b為鈉,故錯誤。D項,鈉、鉀不僅和鹽酸反應(yīng)還和水反應(yīng),所以鈉、鉀生成相同物質(zhì)的量的氫氣與稀鹽酸是否足量無關(guān),故錯誤。12.將鐵加入100mL某濃度的鹽酸中恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后生成的氣體為VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),將鋁加入100mL2mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反應(yīng),充分反應(yīng)后生成的氣體為3VL。下列說法正確的是()A.鐵和鋁的物質(zhì)的量相等B.原鹽酸的濃度為2mol·L-1C.鐵加入鹽酸中的離子方程式為2Fe+6H+2Fe3++3H2↑D.鹽酸與NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度之比為1∶3【解析】選B。Al與NaOH溶液的反應(yīng)為2Al+ 2NaOH+2H2O2NaAlO2+ 3H2↑2mol 2mol 3moln(Al) 0.1L×2mol·L-1 n(H2)列比例式=,解得n(H2)=0.3mol=,解得n(Al)=0.2mol由Al與NaOH溶液反應(yīng)生成的氣體為3VL,得=0.3mol則V=2.24。再依據(jù)反應(yīng)Fe+2HClFeCl2+H2↑,可求出反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.1mol,HCl的物質(zhì)的量為0.2mol,則c(HCl)==2mol·L-1,B正確;由上述數(shù)據(jù)分析知鐵、鋁物質(zhì)的量不相等,A錯;Fe與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,C錯;鹽酸與NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1,D錯。13.某金屬R的氯化物溶液20mL,濃度為0.05mol·L-1。它恰好能與20mL0.15mol·L-1的AgNO3溶液完全反應(yīng),則該氯化物的化學(xué)式為 ()A.RCl B.RCl2C.RCl3 D.RCl5【解析】選C?？稍O(shè)該氯化物的化學(xué)式為RClx,RClx+xAgNO3 xAgCl↓+R(NO3)x1x0.02×0.05mol 0.02×0.15mol列式得:=,x=3。14.2mol·L-1的鹽酸和硫酸各100mL,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,反應(yīng)后生成的氣體質(zhì)量之比為2∶3,則向硫酸中加入的鐵粉的物質(zhì)的量為 ()A.0.05mol B.0.075molC.0.15mol D.0.2mol【解析】選C。HCl、H2SO4的物質(zhì)的量分別為n(HCl)=0.2mol,n(H2SO4)=0.2mol。若酸均不足,即完全反應(yīng)生成H2的質(zhì)量之比為1∶2;若酸均過量,即金屬不足,則生成H2的質(zhì)量之比為1∶1。現(xiàn)生成H2的質(zhì)量之比為2∶3→說明鹽酸不足,硫酸過量;依據(jù)鹽酸中HCl的物質(zhì)的量可求誕生成H20.1mol,則H2SO4反應(yīng)生成0.15molH2,則鐵粉為0.15mol。15.現(xiàn)有鋁、鐵組成的混合物,分為等質(zhì)量的兩份,分別投入足量的稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液中,放出氫氣的體積比為2∶1(相同條件下)。則該混合物中鋁和鐵的關(guān)系正確的是 ()A.物質(zhì)的量之比為1∶1B.物質(zhì)的量之比為2∶3C.質(zhì)量之比為56∶27D.條件不足無法計算【解析】選B。依據(jù)題意,可以推斷出鋁與NaOH溶液(或稀鹽酸)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣體積和鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣體積相等,由關(guān)系式2Al～3H2、Fe～H2,可知n(Al)∶n(Fe)=2∶3,m(Al)∶m(Fe)=(27×2)∶(56×3)=9∶28。二、非選擇題(本題包括2小題,共25分)16.(12分)把6.5gZn放入足量鹽酸中,鋅完全反應(yīng),計算:(1)6.5gZn的物質(zhì)的量:________。

(2)參與反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量:________。

(3)生成H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況):________。

【解析】依據(jù)物質(zhì)的量、質(zhì)量和摩爾質(zhì)量的關(guān)系,先計算出6.5gZn的物質(zhì)的量,然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的化學(xué)計量數(shù)之比,計算出參與反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量和生成H2的體積。(1)n(Zn)===0.1mol(2)Zn+ 2HClZnCl2+H2↑ 1 2 0.1mol n(HCl)=n(HCl)==0.2mol(3)Zn+2HCl ZnCl2+ H2↑ 1mol 22.4L 0.1mol V(H2)V(H2)==2.24L答案:(1)0.1mol(2)0.2mol(3)2.24L【方法規(guī)律】計算時,也可不必將鋅的質(zhì)量換算成鋅的物質(zhì)的量,干脆用質(zhì)量列式求解,只要做到兩個量的單位“上下一樣,左右統(tǒng)一”即可。如:Zn+2HClZnCl2+H2↑65g 22.4L6.5g V(H2)17.(13分)一塊表面已被氧化為氧化鈉的鈉塊17.0g,投入50g水中,最多能產(chǎn)生0.2g氣體,則:(1)涉及的化學(xué)方程式為

_________________,

_______________________。

(2)鈉塊中鈉的質(zhì)量是___________________________________。

(3)鈉塊中氧化鈉的質(zhì)量是________________________________。

(4)原來鈉塊中被氧化的鈉的質(zhì)量是_______________________。

(5)設(shè)所得溶液的體積為50mL,求所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是________。

【解析】(1)該過程中涉及的化學(xué)方程式有2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Na2O+H2O2NaOH;(2)(3)反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為0.2g,則2Na+2H2O2NaOH+ H2↑46 2m(Na) 0.2gm(Na)==4.6g;m(NaO)=17.0g-4.6g=12.4g;(4)m(Na2O)=12.4g,則被氧化成氧化鈉的金屬鈉的質(zhì)量=12.4g×=9.2g;(5)原樣品中鈉元素的質(zhì)量=4.6g+9.2g=13.8g,鈉元素的物質(zhì)的量==0.6mol,依據(jù)鈉元素守恒得,溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.6mol,則氫氧化鈉的濃度==12mol·L-1。答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑、Na2O+H2O2NaOH(2)4.6g(3)12.4g(4)9.2g(5)12mol·L-1【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.15g金屬鈉與水反應(yīng)后,得到100mL溶液,試計算:(1)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是________mL。

(2)反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度是________。

【解析】依據(jù)物質(zhì)的量、質(zhì)量和摩爾質(zhì)量的關(guān)系,先計算出1.15g鈉的物質(zhì)的量,然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的化學(xué)計量數(shù)之比,計算出所得溶液的濃度和生成H2的體積。(1)Na的摩爾質(zhì)量是23g·mol-1n(Na)==0.05mol2Na+2H2O 2NaOH+ H2↑2mol 2mol 22.4L0.05mol n(NaOH) V(H2)==n(NaOH)==0.05molV(H2)==0.56L=560mL(2)c(NaOH)===0.5mol·L-1答案:(1)560(2)0.5mol·L-1(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括3小題,每小題4分,共12分)1.將肯定質(zhì)量的鋅片放入500mLCuSO4溶液中,二者恰好完全反應(yīng),待充分反應(yīng)后取出鋅片,洗凈后稱量,發(fā)覺鋅片比原來減輕了0.5g,則該CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 ()A.0.5mol·L-1B.1mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.2mol·L-1【解析】選B。依據(jù)差量法進(jìn)行計算:Zn+ CuSO4 Cu+ZnSO4 質(zhì)量減輕Δm65g 1mol 64g1g n(CuSO4)0.5gn(CuSO4)==0.5molc(CuSO4)===1mol·L-1,B項正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】將amol鈉和amol鋁一同投入mg足量水中,所得溶液密度為dg·mL-1,則該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ()A.%B.%C.% D.%【解析】選C。由反應(yīng)2Na+2H2O2NaOH+H2↑和反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,得到在反應(yīng)過程中生成的H2共為2amol,生成的NaAlO2為amol,所以得到溶質(zhì)質(zhì)量為82ag,溶液質(zhì)量為23ag+27ag+mg-4ag=(46a+m)g,所以得到溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%,即%。2.Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣4.48L。下列推斷中不正確的是 ()A.參與反應(yīng)的Mg、Al共0.2molB.參與反應(yīng)的HCl為0.4molC.Mg、Al在反應(yīng)中共失去0.4mol電子D.若與足量的稀硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生0.2molH2【解析】選A。反應(yīng)的實質(zhì)為Mg+2H+Mg2++H2↑,2Al+6H+2Al3++3H2↑,n(H2)==0.2mol,則參與反應(yīng)的n(H+)=0.4mol,故B正確;若換成稀硫酸,同樣產(chǎn)生0.2molH2,故D正確;依據(jù)得失電子守恒,由2H+→H2得電子總數(shù)為0.2mol×2=0.4mol,故C正確。0.2molMg供應(yīng)0.4mol電子,0.2molAl則供應(yīng)0.6mol電子,0.2molMg、Al混合物供應(yīng)的電子數(shù)大于0.4mol,小于0.6mol,故A不正確。3.將18.6g鐵鋅合金加入200mL某濃度的稀硫酸中恰好完全反應(yīng),生成0.3molH2。則 ()A.Fe的物質(zhì)的量為0.15molB.Zn的質(zhì)量為9.3gC.H2SO4的濃度為1.5mol·L-1D.Fe的質(zhì)量為11.2g【解析】選C。設(shè)合金中Fe、Zn的物質(zhì)的量分別為x、y,則56g·mol-1×x+65g·mol-1×y=18.6g,依據(jù)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑和Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,可得x+y=0.3mol,解得x=0.1mol,y=0.2mol。依據(jù)關(guān)系式H2SO4～H2,可知n(H2SO4)=0.3mol,c(H2SO4)==1.5mol·L-1。二、非選擇題(本題包括2小題,共18分)4.(8分)生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用,某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含甲烷、二氧化碳、氮?dú)獾幕旌蠚怏w。2.016L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)該氣體通過盛有紅熱CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。當(dāng)甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕4.8g。將反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體通過過量的澄清石灰水中,充分汲取,生成沉淀8.5g。(1)原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量是________。

(2)原混合氣體中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為________。

【解析】混合氣體總的物質(zhì)的量為n(混)==0.09molCH4+ 4CuO CO2+2H2O+4Cu Δm1mol1mol64g0.075mol 0.075mol4.8gn(CaCO3)==0.085mol,則n(CO2)=0.085mol,因此,原混合氣體中含有的CO2為n(CO2,原)=0.085mol-0.075mol=0.01mol,則原混合氣體中所含N2的物質(zhì)的量為n(N2)=n(混)-n(CH4)-n(CO2,原)=0.005mol,故N2的體積分?jǐn)?shù)=×100%=×100%=5.56%。答案:(1)0.075mol(2)5.56%5.(10分)已知MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,回答下列問題:(1)該反應(yīng)的離子方程式為______________________________。

(2)被氧化的HCl占HCl總量的__________________________。

(3)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下有11.2L氯氣生成時,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)