2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料2-2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第一冊

PAGEPAGE8物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用時間：45分鐘eq\a\vs4\al(一、選擇題)1．把足量的鐵粉投入到溶解有硫酸和硫酸銅的溶液中，充分反應(yīng)后，剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加入鐵粉的質(zhì)量相等，則原溶液中H＋與SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量濃度之比為(A)A．14 B．27C．12 D．38解析：設(shè)原溶液中H2SO4和CuSO4物質(zhì)的量分別為a和b。Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，F(xiàn)e＋CuSO4=FeSO4＋Cu。由題意：56(a＋b)＝64b，eq\f(a,b)＝eq\f(1,7)，c(H＋)c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(2a,a＋b)＝eq\f(1,4)。2．取含有0.02mol的硫酸溶液，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(C)A．0.02mol B．0.03molC．0.04mol D．0.01mol解析：取含有0.02mol的硫酸溶液，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，溶液恰好為硫酸鈉溶液，依據(jù)原子守恒，須要NaOH的物質(zhì)的量為0.02×2＝0.04mol，選C。3．現(xiàn)有一塊鋁鐵合金，欲測定其鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，切下Wg合金，溶于鹽酸中，再加入過量NaOH溶液，濾出沉淀，將沉淀在空氣中充分灼燒，最終得到Wg紅棕色粉末。則此合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為(B)A．20% B．30%C．70% D．80%解析：將鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液，沉淀為氫氧化鐵，灼燒后得到的紅棕色固體為氧化鐵，氧化鐵質(zhì)量等于合金的質(zhì)量，利用組成可知Fe2O3中O元素的質(zhì)量等于合金中Al的質(zhì)量，則合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝氧化鐵中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(16×3,160)×100%＝30%。4．已知Na2O2可與H2O(g)、CO2發(fā)生反應(yīng)：2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2、2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2，現(xiàn)將1molCO2與水蒸氣的混合氣體通入盛有足量Na2O2的試劑瓶中，充分反應(yīng)放出氣體后稱量固體，則試劑瓶中固體質(zhì)量可能增加(B)A．2g B．20gC．28g D．32g解析：假設(shè)通入氣體全部為水蒸氣，依據(jù)反應(yīng)可得2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2Δm2mol156g160g(160－156)g1mol2g同理，假設(shè)通入氣體全部為CO2，依據(jù)反應(yīng)2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2可得1molCO2反應(yīng)時Δm＝28g，故1molCO2與水蒸氣的混合氣體與Na2O2充分反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量介于2g～28g之間，故答案為B。5．用肯定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液使相同體積的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋、Fe3＋完全沉淀，若所用的NaOH溶液的體積相同，則FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(C)A．11B．13C．31 D．32解析：依據(jù)關(guān)系式2NaOH～FeSO4、6NaOH～Fe2(SO4)3，可知與相同物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)消耗的FeSO4和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量之比為31，在體積相同的狀況下，F(xiàn)eSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質(zhì)的量濃度之比為31。6．分別在兩份等體積等物質(zhì)的量濃度的燒堿溶液和稀硫酸中加入過量的鋁粉，充分反應(yīng)后，放出H2氣體(相同狀況)的體積之比為(C)A．31 B．13C．32 D．11解析：設(shè)兩份等體積等物質(zhì)的量濃度的燒堿溶液和稀硫酸中溶質(zhì)NaOH、H2SO4的物質(zhì)的量均為3mol，則產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量分別為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑3mol4.5mol2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑3mol3mol故充分反應(yīng)后，相同狀況下產(chǎn)生H2的體積比＝物質(zhì)的量之比＝4.5mol3mol＝32。7．50g鎂、鋅、鐵的混合物與肯定量的10%的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合溶液蒸干后可得不含結(jié)晶水的固體146g，則反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為(B)A．1gB．2gC．3g D．4g解析：不含結(jié)晶水的固體是硫酸鹽，其中SOeq\o\al(2－,4)的質(zhì)量是146g－50g＝96g，其物質(zhì)的量是1mol。氫氣的物質(zhì)的量等于SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量，故生成氫氣的質(zhì)量是2g。8．將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100mL2mol·L－1的鹽酸反應(yīng)，試驗測得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時間t的關(guān)系如圖所示，則x值為(B)A．1.12 B．2.24C．4.48 D．無法確定解析：Na既能與酸反應(yīng)又能與水反應(yīng)，鈉肯定沒有剩余；等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al完全反應(yīng)放出氫氣的體積比為123，依據(jù)圖象可知Na、Mg、Al分別與100mL2mol·L－1的鹽酸反應(yīng)放出的氫氣一樣多，所以Mg、Al都有剩余，鹽酸完全反應(yīng)，放出氫氣的體積為0.1L×2mol·L－1×eq\f(1,2)×22.4L·mol－1＝2.24L。9．向500mL2mol·L－1的CuSO4溶液中插入一鐵片，反應(yīng)片刻后取出鐵片，洗滌、烘干，稱其質(zhì)量比原來增加2.0g。下列說法錯誤的是(設(shè)反應(yīng)后溶液的體積不變)(D)A．參與反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14gB．析出的銅的物質(zhì)的量是0.25molC．反應(yīng)后溶液中c(CuSO4)＝1.5mol·L－1D．反應(yīng)后溶液中c(FeSO4)＝1.5mol·L－1解析：發(fā)生反應(yīng)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，依據(jù)差量法得56g8g＝m(Fe)2.0g，解得m(Fe)＝14g，A項正確；由于1mol8g＝n(Cu)2.0g，故n(Cu)＝0.25mol，B項正確；原溶液中n(CuSO4)＝0.5L×2mol·L－1＝1mol，反應(yīng)中消耗n(CuSO4)＝0.25mol，反應(yīng)后溶液中c(CuSO4)＝eq\f(1mol－0.25mol,0.5L)＝1.5mol·L－1，C項正確；反應(yīng)后溶液中c(FeSO4)＝eq\f(0.25mol,0.5L)＝0.5mol·L－1，D項錯誤。10．將0.2mol鈉和鋁的混合物溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生3136mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氫氣，則鈉和鋁的物質(zhì)的量之比為(C)A．13 B．31C．41 D．14解析：H2的物質(zhì)的量為eq\f(3136×10－3L,22.4L·mol－1)＝0.14mol。設(shè)混合物中鈉和鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑21xeq\f(x,2)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑23yeq\f(3,2)y則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.2，,\f(x,2)＋\f(3,2)y＝0.14，))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝0.16，,y＝0.04，))故Na和Al的物質(zhì)的量之比為41。11．將11.5g鈉、9g鋁、28g鐵分別投入200mL1mol·L－1的鹽酸中，下列分析結(jié)果正確的是(A)A．鈉與鹽酸反應(yīng)最猛烈，產(chǎn)生的氣體最多B．鋁與鹽酸反應(yīng)的速率僅次于鈉，但產(chǎn)生的氣體最多C．鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉多D．反應(yīng)結(jié)束時產(chǎn)生的氣體一樣多解析：金屬越活潑，和酸反應(yīng)越猛烈，金屬活動性強弱依次是Na>Al>Fe,2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，11.5g金屬鈉消耗鹽酸的物質(zhì)的量n(HCl)＝eq\f(11.5,23)mol＝0.5mol>0.2mol，因此金屬鈉過量，但金屬鈉能和水反應(yīng)生成氫氣，因此鈉反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(1,2)×eq\f(11.5g,23g·mol－1)＝0.25mol，同理，依據(jù)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑知，鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)時，均是鹽酸不足，故二者產(chǎn)生氫氣的量相等，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.2L×1mol·L－1,2)＝0.1mol，故A項正確。12．在FeCl3和CuCl2的混合液中漸漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則該溶液中FeCl3與CuCl2的物質(zhì)的量濃度之比為(C)A．31B．12C．21 D．11解析：依據(jù)氧化性：Fe3＋>Cu2＋，加入鐵后會依次發(fā)生氧化還原反應(yīng)：①Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，從題圖中可知加入2molFe時，發(fā)生反應(yīng)①生成Fe2＋的物質(zhì)的量為6mol，反應(yīng)的Fe3＋的物質(zhì)的量為4mol，即FeCl3為4mol；再加入2mol鐵發(fā)生反應(yīng)②，此時生成Fe2＋物質(zhì)的量為2mol，原溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量為2mol，即CuCl2為2mol；同一溶液中濃度之比等于物質(zhì)的量之比，所以原溶液中FeCl3、CuCl2的濃度之比為4mol2mol＝21。13．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)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：反應(yīng)的實質(zhì)為Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，則參與反應(yīng)的n(H＋)＝0.4mol，即參與反應(yīng)的HCl為0.4mol。若換成稀硫酸，同樣產(chǎn)生0.2molH2。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的混合物供應(yīng)的電子數(shù)大于0.4mol，小于0.6mol，A不正確。14．用足量的CO還原13.7g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到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(C)A．PbO B．Pb2O4C．Pb3O4 D．PbO2解析：設(shè)此鉛氧化物的化學(xué)式為PbxOy，有：PbxOy～y[O]～yCO～yCO2～yCaCO316y100ym(O)＝1.28g8.0g所以m(Pb)＝13.7g－1.28g＝12.42gxy＝eq\f(mPb,MPb)eq\f(mO,MO)＝eq\f(12.42g,207g/mol)eq\f(1.28g,16g/mol)＝34。eq\a\vs4\al(二、填空題)15．(1)等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣在相同條件下的體積比為123。(2)等質(zhì)量的鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣在相同條件下的體積比為eq\f(1,23)eq\f(1,12)eq\f(1,9)(或366992)。(3)將物質(zhì)的量均為0.2mol的鈉、鎂、鋁分別投入100mL1mol·L－1的鹽酸中，三者產(chǎn)生的氫氣在相同條件下的體積比為211。解析：(1)金屬完全反應(yīng)，令金屬的物質(zhì)的量均為1mol，依據(jù)得失電子守恒，Na反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(1mol×1,2)＝0.5mol，Mg反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(1mol×2,2)＝1mol，Al反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(1mol×3,2)＝1.5mol，相同條件下，氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，則等物質(zhì)的量的Na、Mg、Al生成氫氣體積之比＝0.5mol1mol1.5mol＝123。(2)金屬完全反應(yīng)，令金屬的質(zhì)量均為1g，則利用反應(yīng)關(guān)系式：2Na～H2↑4621gm列比例式可得：m＝eq\f(1g×2,46)＝eq\f(1,23)g；同理可得1gMg、Al反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別為eq\f(1,12)g、eq\f(1,9)g，即質(zhì)量相同的Na、Mg、Al生成氫氣的質(zhì)量之比＝eq\f(1,23)geq\f(1,12)geq\f(1,9)g＝366992。相同條件下，氫氣的體積之比等于其質(zhì)量之比。(3)100mL1mol·L－1的鹽酸中H＋物質(zhì)的量為0.1L×1mol·L－1＝0.1mol，若將0.2mol金屬鈉、鎂、鋁分別投入到100mL1mol·L－1的鹽酸中，可知三種金屬都過量，鹽酸不足，但金屬鈉能與水接著反應(yīng)生成氫氣，所以鎂、鋁反應(yīng)生成的氫氣一樣多，其生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.1mol,2)＝0.05mol，而鈉反應(yīng)生成的氫氣最多，其生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.2mol,2)＝0.1mol，故Na、Mg、Al生成氫氣的體積比為0.1mol0.05mol0.05mol＝211。16．鋁鎂合金已成為飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計下列試驗方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。[試驗方案]將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體在通常狀況(約20℃，1.01×105Pa)的體積。[問題探討](1)同學(xué)們擬選用如圖所示試驗裝置完成試驗：①你認(rèn)為最簡易的裝置連接依次是A接(E)(D)接(G)。(填接口字母符號，可不填滿)②試驗起先時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸也不能順當(dāng)?shù)稳脲F形瓶。請你幫助分析緣由合金與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大。(2)細(xì)致分析試驗裝置后，同學(xué)們經(jīng)探討認(rèn)為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；試驗結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖所示的試驗裝置。(堿式滴定管上的刻度數(shù)值上小下大)①裝置中導(dǎo)管a的作用是使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順當(dāng)?shù)蜗?；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消退由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。②試驗前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為V1－V2mL。解析：試驗中通過測定氣體體積來確定樣品中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以裝置的連接依次為A、E、D、G；稀硫酸不能滴入的緣由是產(chǎn)生的氫氣使錐形瓶內(nèi)的壓強大于外界大氣壓所