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

PAGE13-物質的量在化學方程式計算中的應用(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,反應完全后共收集到標準狀況下的氣體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,產生氣體的體積(V)與反應時間(t)的關系如圖所示。則下列說法正確的是 ()A.鎂和鋁消耗硫酸的物質的量之比是2∶3B.參與反應的鎂、鋁的質量之比是8∶9C.反應中消耗的鎂、鋁的物質的量之比是3∶2D.反應中鎂、鋁轉移電子的物質的量之比是2∶3【解析】選C。由題意,結合題圖可知,Mg、Al完全反應且產生氫氣的量相等。利用Mg、Al與稀硫酸反應的化學方程式可知,產生等量的氫氣消耗硫酸的物質的量之比是1∶1,消耗Mg、Al的物質的量之比為3∶2,A項錯誤、C項正確;參與反應的鎂、鋁的質量之比是4∶3,B項錯誤;由產生等量氫氣可知反應轉移電子的物質的量之比為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后生成的鹽再和NaOH溶液反應,無論鹽酸是否剩余,當生成的沉淀最多時,此時的溶液僅僅是NaCl溶液,依據氯元素守恒及氯元素與鈉元素的物質的量關系,所求的NaOH物質的量即HCl的物質的量為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,當使溶液中的鎂離子全部轉化為沉淀時,須要NaOH的物質的量為 ()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,當使溶液中的鎂離子全部轉化為沉淀時,溶液為硫酸鈉溶液,依據原子守恒,須要NaOH的物質的量為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,若放出氫氣的質量相等,則參與反應的鎂和鋁的物質的量之比為 ()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,則放出等質量的H2,則參與反應的Mg和Al的物質的量之比為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量為8.0g,則此鉛氧化物的化學式是 ()A.PbO B.Pb2O4C.Pb3O4 D.PbO2【解析】選C。設此鉛氧化物的化學式為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?！狙a償訓練】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的化學式是 ()A.AB2B.AB4C.AB3D.AB【解析】選A。利用化學方程式中物質的物質的量之比等于相同條件下氣體的體積之比都等于化學計量數之比,寫出該反應的化學方程式為A2+2B22C,再結合原子守恒可以得出C的化學式為AB2。7.等物質的量的Fe、Mg、Al與同體積、同濃度的鹽酸反應,產生H2的體積相同(相同狀況),下列推斷正確的是 ()A.反應掉的三種金屬的質量相等B.反應后三種金屬質量相等C.所用鹽酸均過量D.三種金屬可以都有剩余【解析】選D。在題目條件下產生相同的氫氣,反應掉的三種金屬的質量和剩余金屬的質量均不相等,假如鹽酸過量,則產生的氫氣的體積不相等。8.等質量的兩份鋁分別與足量稀硫酸和足量NaOH溶液反應,若消耗的兩溶液的體積相等,則兩溶液的物質的量濃度之比為 ()A.3∶2 B.2∶3C.1∶1 D.1∶2【解析】選A。依據題意,兩份鋁的物質的量相等,設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.三者產生的氫氣一樣多【解析】選C。由化學方程式2Na+2HCl2NaCl+H2↑,Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,可知,2molNa、Mg、Al分別消耗2mol、4mol、6mol,而HCl的物質的量為1mol,所以酸完全反應,Mg、Al放出氫氣的物質的量為0.5mol,Na除了與鹽酸反應外,還與水反應,共放出氫氣1mol,所以放出氫氣體積最大的是Na?！狙a償訓練】足量的鋁粉分別與下列4種溶液充分反應,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,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:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,然后生成的NaOH再和Al發(fā)生反應:2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2+3H2↑,利用題中數據知:2.3g鈉可產生0.05molH2,生成的0.1molNaOH與足量鋁作用可生成0.15molH2,因此產生的氫氣的物質的量肯定大于0.05mol,而小于或等于0.2mol。11.肯定質量的鈉、鉀投入肯定量的稀鹽酸中,產生氣體隨時間的改變如圖所示,則下列說法正確的是 ()A.投入的Na、K肯定等質量B.投入的Na的質量小于K的質量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即生成相同物質的量的氫氣須要金屬的質量不同,故錯誤。B項,通過A項知,生成相同物質的量的氫氣須要金屬的質量不同,須要鉀的質量大于鈉的質量,故正確。C項,依據金屬的活潑性推斷反應速率大小,因為鉀的活潑性大于鈉,所以鉀與酸反應的速率大于鈉與酸反應的速率,即生成相同物質的量的氫氣,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、鉀不僅和鹽酸反應還和水反應,所以鈉、鉀生成相同物質的量的氫氣與稀鹽酸是否足量無關,故錯誤。12.將鐵加入100mL某濃度的鹽酸中恰好完全反應,反應后生成的氣體為VL(標準狀況下),將鋁加入100mL2mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反應,充分反應后生成的氣體為3VL。下列說法正確的是()A.鐵和鋁的物質的量相等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溶液的物質的量濃度之比為1∶3【解析】選B。Al與NaOH溶液的反應為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溶液反應生成的氣體為3VL,得=0.3mol則V=2.24。再依據反應Fe+2HClFeCl2+H2↑,可求出反應的Fe的物質的量為0.1mol,HCl的物質的量為0.2mol,則c(HCl)==2mol·L-1,B正確;由上述數據分析知鐵、鋁物質的量不相等,A錯;Fe與鹽酸反應生成Fe2+,C錯;鹽酸與NaOH溶液的物質的量濃度之比為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,則該氯化物的化學式為 ()A.RCl B.RCl2C.RCl3 D.RCl5【解析】選C?？稍O該氯化物的化學式為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,分別加入等質量的鐵粉,反應后生成的氣體質量之比為2∶3,則向硫酸中加入的鐵粉的物質的量為 ()A.0.05mol B.0.075molC.0.15mol D.0.2mol【解析】選C。HCl、H2SO4的物質的量分別為n(HCl)=0.2mol,n(H2SO4)=0.2mol。若酸均不足,即完全反應生成H2的質量之比為1∶2;若酸均過量,即金屬不足,則生成H2的質量之比為1∶1?，F生成H2的質量之比為2∶3→說明鹽酸不足,硫酸過量;依據鹽酸中HCl的物質的量可求誕生成H20.1mol,則H2SO4反應生成0.15molH2,則鐵粉為0.15mol。15.現有鋁、鐵組成的混合物,分為等質量的兩份,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系正確的是 ()A.物質的量之比為1∶1B.物質的量之比為2∶3C.質量之比為56∶27D.條件不足無法計算【解析】選B。依據題意,可以推斷出鋁與NaOH溶液(或稀鹽酸)反應產生的氫氣體積和鐵與稀鹽酸反應產生的氫氣體積相等,由關系式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,計算:(1)6.5gZn的物質的量:________。

(2)參與反應的HCl的物質的量:________。

(3)生成H2的體積(標準狀況):________。

【解析】依據物質的量、質量和摩爾質量的關系,先計算出6.5gZn的物質的量,然后依據化學反應中各物質之間的化學計量數之比,計算出參與反應的HCl的物質的量和生成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,也可不必將鋅的質量換算成鋅的物質的量,干脆用質量列式求解,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,最多能產生0.2g氣體,則:(1)涉及的化學方程式為

_________________,

_______________________。

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

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

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

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

【解析】(1)該過程中涉及的化學方程式有2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Na2O+H2O2NaOH;(2)(3)反應生成氫氣的質量為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量=12.4g×=9.2g;(5)原樣品中鈉元素的質量=4.6g+9.2g=13.8g,鈉元素的物質的量==0.6mol,依據鈉元素守恒得,溶液中氫氧化鈉的物質的量=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【補償訓練】1.15g金屬鈉與水反應后,得到100mL溶液,試計算:(1)生成的氣體在標準狀況下是________mL。

(2)反應后所得溶液的物質的量濃度是________。

【解析】依據物質的量、質量和摩爾質量的關系,先計算出1.15g鈉的物質的量,然后依據化學反應中各物質之間的化學計量數之比,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.將肯定質量的鋅片放入500mLCuSO4溶液中,二者恰好完全反應,待充分反應后取出鋅片,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。依據差量法進行計算:Zn+ CuSO4 Cu+ZnSO4 質量減輕Δm65g 1mol 64g1g n(CuSO4)0.5gn(CuSO4)==0.5molc(CuSO4)===1mol·L-1,B項正確。【補償訓練】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,則該溶液的溶質質量分數為 ()A.%B.%C.% D.%【解析】選C。由反應2Na+2H2O2NaOH+H2↑和反應2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,得到在反應過程中生成的H2共為2amol,生成的NaAlO2為amol,所以得到溶質質量為82ag,溶液質量為23ag+27ag+mg-4ag=(46a+m)g,所以得到溶質的質量分數為×100%,即%。2.Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應,產生標準狀況下的氫氣4.48L。下列推斷中不正確的是 ()A.參與反應的Mg、Al共0.2molB.參與反應的HCl為0.4molC.Mg、Al在反應中共失去0.4mol電子D.若與足量的稀硫酸反應能產生0.2molH2【解析】選A。反應的實質為Mg+2H+Mg2++H2↑,2Al+6H+2Al3++3H2↑,n(H2)==0.2mol,則參與反應的n(H+)=0.4mol,故B正確;若換成稀硫酸,同樣產生0.2molH2,故D正確;依據得失電子守恒,由2H+→H2得電子總數為0.2mol×2=0.4mol,故C正確。0.2molMg供應0.4mol電子,0.2molAl則供應0.6mol電子,0.2molMg、Al混合物供應的電子數大于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,生成0.3molH2。則 ()A.Fe的物質的量為0.15molB.Zn的質量為9.3gC.H2SO4的濃度為1.5mol·L-1D.Fe的質量為11.2g【解析】選C。設合金中Fe、Zn的物質的量分別為x、y,則56g·mol-1×x+65g·mol-1×y=18.6g,依據Fe+H2SO4FeSO4+H2↑和Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,可得x+y=0.3mol,解得x=0.1mol,y=0.2mol。依據關系式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)農業(yè)涉及農家肥料的綜合利用,某種肥料經發(fā)酵得到一種含甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體。2.016L(標準狀況)該氣體通過盛有紅熱CuO粉末的硬質玻璃管,發(fā)生的反應為:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。當甲烷完全反應后,硬質玻璃管的質量減輕4.8g。將反應后產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的量是________。

(2)原混合氣體中氮氣的體積分數為________。

【解析】混合氣體總的物質的量為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的物質的量為n(N2)=n(混)-n(CH4)-n(CO2,原)=0.005mol,故N2的體積分數=×100%=×100%=5.56%。答案:(1)0.075mol(2)5.56%5.(10分)已知MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,回答下列問題:(1)該反應的離子方程式為______________________________。

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

(3)當標準狀況下有11.2L氯氣生成時,該反應轉移的電子數為________(設NA為阿伏加德羅常數的值)