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第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用
1.证据推理与模型认知:能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化,能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。2.宏观辨识与微观探析:能结合物质的量在化学方程式计算中的应用,进一步体会守恒思想。
知识点　物质的量在化学方程式计算中的应用
1.以物质的量为中心的计算
(1)已知物质的质量m(B),n(B)=。
(2)已知标准状况时的气体体积V(B),n(B)=。
(3)已知物质的粒子数N(B),n(B)=。
(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B),n(B)=c(B)·V。
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
　　　　　　 2CO　+ O2 2CO2
化学计量数 2 1 2
扩大NA倍 2NA NA 2NA
物质的量 2 mol 1 mol 2 mol
质量 56 g 32 g 88 g
标准状况下气体体积 44.8 L 22.4 L 44.8 L
结论:(1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。
(2)对于有气体参加的反应,在同温同压下各气体的化学计量数之比也等于其体积之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
1.MnO2与足量浓盐酸共热,收集到标准状况下的气体22.4 L,理论上消耗的HCl的物质的量和MnO2的质量分别是 (　A　)
A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g
C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g
解析:根据反应的化学方程式可知,
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 4 mol 1 mol
故理论上消耗的HCl和MnO2的物质的量分别为4 mol和1 mol,所以消耗MnO2的质量是87 g,故选A。
2.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溶液中NaOH的浓度为(　B　)
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
解析:氢气物质的量为=1.5 mol,设NaOH的物质的量为x,则:
2Al+6H2O+2NaOH2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
x 1.5 mol
x==1 mol,故c(NaOH)==2.0 mol·L-1。
3.10.2 g Al2O3与100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液反应,求产物Na[Al(OH)4]的浓度(忽略溶液体积变化)。
解:NaOH溶液不足,按NaOH的物质的量计算,
Al2O3+2NaOH+3H2O　　2Na[Al(OH)4]
2 2
1 mol·L-1×0.1 L n{Na[Al(OH)4]}
解得n{Na[Al(OH)4]}=0.1 mol,
c{Na[Al(OH)4]}==1 mol·L-1。
答:产物Na[Al(OH)4]的浓度为1 mol·L-1。
利用物质的量进行化学方程式计算的注意事项
(1)书写格式规范化
计算的过程中,各物理量、物质对象、公式等尽量用符号表示,且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化
计算时,如果已知的两个量单位不一致,要注意两个量的单位要“上下一致,左右相当”。
(3)过量判断简洁化
如果两种反应物的量都是已知的,用已知量与对应化学计量数比值(比值大,过量)先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质求解某种产物的量。
1.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L H2。下列比例式正确的是 (　B　)
A.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 22.4 L
3.25 g x L
C.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 1 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 2 g
3.25 g x L
解析:比例式应注意单位要“上下一致,左右相当”。
2.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　D　)
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O与H2的质量相等
C.反应中H2O与H2的质量之比为2︰1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1︰1
解析:该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1︰1,质量之比为23︰40,A项错误,D项正确;该反应中,H2O与H2的物质的量之比为2︰1,质量之比为(2×18)︰(1×2)=18︰1,B、C项错误。
3.在标准状况下,将10 g CaCO3固体加入0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中发生反应,理论上产生CO2的体积为(　B　)
A.0.224 L B.0.56 L
C.0.672 L D.1.12 L
解析:10 g CaCO3固体的物质的量为=0.1 mol,0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中HCl的物质的量为0.1 mol·L-1×0.5 L = 0.05 mol,根据反应方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑可知,CaCO3过量,应用HCl的量来计算,则二者完全反应时,生成的CO2的物质的量为n(CO2)=×n(HCl)=0.025 mol,标准状况下的体积为V(CO2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L。
4.已知MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,用8.7 g MnO2与足量的浓盐酸混合加热,充分反应。回答下列问题。
(1)消耗盐酸中溶质的物质的量为0.4 mol。
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积为2.24 L。
(3)将反应后的溶液加水稀释至400 mL,则此溶液中MnCl2的物质的量浓度是0.25 mol/L。
解析:MnO2的摩尔质量为87 g/mol,8.7 g MnO2的物质的量为0.1 mol,根据反应关系式:MnO2~4HCl~MnCl2~Cl2可知,0.1 mol MnO2与足量的浓盐酸混合加热,充分反应,消耗盐酸中溶质的物质的量为0.4 mol,生成氯气的物质的量为0.1 mol,生成MnCl2的物质的量为0.1 mol,故产生的Cl2在标准状况下的体积为2.24 L;将反应后的溶液加水稀释至400 mL,此溶液中MnCl2的物质的量浓度是=0.25 mol/L。
课时作业19
(总分:60分)
(选择题1~12题,每题3分,第13题9分,第14题15分)
1.我们周围的世界中发生了形形色色的化学反应。物质在发生化学反应时(　D　)
A.它们的质量一定相等
B.它们的物质的量一定相等
C.它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
解析:物质在发生化学反应时,其物质的量之比等于化学计量数之比。
2.高炉炼铁过程中存在反应:Fe3O4+CO3FeO+CO2。下列选项中,可以说明0.3 mol Fe3O4与0.2 mol CO充分反应后物质的种类及其数量情况的是(　B　)
A.0.1 mol CO+0.9 mol FeO+0.3 mol CO2
B.0.1 mol Fe3O4+0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
C.0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
D.0.1 mol Fe3O4+0.2 mol FeO+0.2 mol CO2
解析:由化学方程式可知,Fe3O4和CO等物质的量反应,当0.2 mol CO完全反应时剩余0.1 mol Fe3O4,同时生成0.6 mol FeO和0.2 mol CO2,故B正确。
3.向炽热的铁屑中通入Cl2生成FeCl3,每生成162.5 g FeCl3,消耗Cl2的物质的量为(　A　)
A.1.5 mol B.2.5 mol
C.2.0 mol D.1.0 mol
解析:向炽热的铁屑中通入Cl2生成FeCl3,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3,每生成162.5 g FeCl3,即FeCl3的物质的量为=1 mol时,消耗Cl2的物质的量为×1 mol=1.5 mol。
4.将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中发生的反应为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O;上述工艺过程中,生成1.2 mol Na2FeO2的同时产生NH3的体积(标准状况下)为(　D　)
A.11.2 L B.2.24 L
C.6.24 L D.8.96 L
解析:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O
3 mol 22.4 L
1.2 mol 8.96 L
生成1.2 mol Na2FeO2的同时产生NH3的体积(标准状况下)为8.96 L,故D正确。
5.将1 mol金属钠投入足量水中,充分反应后最终所得溶液的质量为m g;将1 mol Mg投入与水等质量足量稀硫酸中,充分反应后最终所得溶液的质量为n g,则m和n两者大小关系为(　B　)
A.m>n B.m=n
C.m解析:钠与水发生反应:2H2O+2Na2NaOH+H2↑,1 mol Na(23 g)生成0.5 mol H2(1 g),溶液增重23 g-1 g=22 g,设原水质量为W,反应后溶液质量m=W+22 g;镁与稀硫酸发生反应:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,1 mol Mg(24 g)生成1 mol H2(2 g),溶液增重24 g-2 g=22 g,稀硫酸总质量等于原水质量W,反应后溶液质量n=W+22 g。综上,m=n。
6.向含有1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2,反应后溶液中Br-的物质的量为(　B　)
A.2 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.0 mol
解析:Fe2+的还原性强于Br-,向含有1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2,先发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,当Fe2+反应完毕后,剩余的Cl2再发生反应:2Br-+Cl2Br2+2Cl-,则Fe2+全部反应完后消耗0.5 mol Cl2,剩余的0.5 mol Cl2与1 mol Br-反应,则溶液中剩余1 mol Br-。
7.向a g CuO中通入H2后加热,全部还原后得到b g铜,若已知氧的相对原子质量为c,则用代数式表示铜的相对原子质量为(　A　)
A. B.Ab
C.
解析:向a g CuO中通入H2后加热,全部还原后得到b g铜,则氧原子的质量为(a-b) g,若氧的相对原子质量为c,设铜的相对原子质量为x,则有,x=。
8.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1 FeCl3溶液中充分反应(忽略溶液体积变化),下列分析正确的是(　C　)
A.铁粉有剩余
B.Cl-浓度减小
C.向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色
D.溶液质量增加5.6 g
解析:n(Fe)==0.02 mol,n(FeCl3)=25×10-3 L×2 mol·L-1=0.05 mol,铁与FeCl3反应生成FeCl2,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。由离子方程式可知,Fe3+是过量的,A错误;Cl-不参加反应,浓度不变,B错误;Fe3+剩余,向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色,C正确;由离子方程式可知,1.12 g的铁全部变成Fe2+进入溶液中,溶液质量增加1.12 g,D错误。
9.X与Y化合生成Z,其反应为2X+3Y2Z,反应物X与生成物Z的质量关系如图所示。下列说法不正确的是(　B　)
A.有8 g的Z生成时消耗4 g Y
B.X、Y、Z的摩尔质量之比为2︰2︰3
C.2 mol X的质量与3 mol Y的质量之和等于2 mol Z的质量
D.有4.8 g X完全反应,消耗0.3 mol Y,则X的摩尔质量为24 g·mol-1
解析:由题图可知,生成Z的质量为消耗X的质量的两倍,有8 g的Z生成时,消耗4 g X,根据质量守恒可知消耗4 g Y,A正确;由题图可知生成20 g Z时,消耗10 g X,根据质量守恒可知消耗10 g Y,根据物质的量之比等于化学计量数之比计算摩尔质量之比可得=2︰2︰3,因此MX︰MY︰MZ=3︰2︰6,B不正确;化学方程式:2X+3Y2Z遵循质量守恒,根据化学方程式的意义可知,2 mol X的质量与3 mol Y的质量之和等于2 mol Z的质量,C正确;由化学方程式可知,有4.8 g X完全反应,消耗0.3 mol Y,则反应消耗0.2 mol X,则X的摩尔质量为=24 g·mol-1,D正确。
10.将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中,充分反应后收集到混合气体4.48 L(标准状况下)。下列说法错误的是 (　C　)
A.标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体积比为3︰1
B.加入的固体Na2O2为7.8 g
C.反应后有固体剩余
D.反应后的溶液中含有的溶质是NaOH和Na[Al(OH)4]
解析:假设Na2O2、Al的物质的量均为n mol,则:
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
2 mol 1 mol
n mol 0.5n mol
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 mol 3 mol
n mol 1.5n mol
混合气体中氢气与氧气的体积之比为1.5n mol︰0.5n mol=3︰1,A正确;生成气体总物质的量为=0.2 mol,所以0.5n mol+1.5n mol=0.2 mol,解得n=0.1,故Na2O2的质量为0.1 mol×78 g· mol-1=7.8 g,B正确;0.1 mol Na2O2与H2O反应生成0.2 mol NaOH,0.1 mol Al与0.1 mol NaOH和水反应生成0.1 mol Na[Al(OH)4],因此反应后没有固体剩余,溶液中的溶质是NaOH和Na[Al(OH)4],C错误,D正确。
11.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是(　B　)
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.无法计算
解析:盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1 L×2 mol·L-1=0.1 mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.1 mol,得到铁的质量为0.1 mol×56 g· mol-1=5.6 g。
12.将钠、铝混合物投入足量水(质量为100 g)中进行反应,若钠、铝的质量分别为46 g和27 g,充分反应后,下列说法正确的是(　C　)
A.产生H2的物质的量为1.5 mol
B.溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4]
C.金属完全溶解
D.反应后的溶液中Na[Al(OH)4]的质量分数为×100%
解析:Na的物质的量为2 mol,Al的物质的量为1 mol,发生反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,关系式有2Na~2NaOH,2Al~2NaOH~2Na[Al(OH)4],故2 mol Na生成2 mol NaOH,1 mol Al消耗1 mol NaOH。n总(H2)=nNa(H2)+nAl(H2),2Na~H2,2Al~3H2,故nNa(H2)=n(Na)=1 mol,nAl(H2)=n(Al)= mol,产生H2的物质的量为2.5 mol,A错误;由于2 mol Na生成2 mol NaOH,1 mol Al消耗1 mol NaOH,溶液中的溶质有Na[Al(OH)4]和未消耗的NaOH,B错误;Na完全反应,生成的NaOH将Al完全溶解,C正确;n{Na[Al(OH)4]}=1 mol,m{Na[Al(OH)4]}=118 g,m(H2)=5 g,反应后的溶液中Na[Al(OH)4]的质量分数为×100%,D错误。
13.(9分)取100 mL的Na2CO3和Na2SO4混合溶液,加入100 mL Ba(OH)2溶液后,恰好完全反应,过滤、干燥后得到14.51 g白色沉淀和滤液,再用过量稀硝酸处理沉淀,最后减少到4.66 g,并有气体放出。计算:
(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度是0.2 mol·L-1。
(2)产生的气体在标准状况下的体积为1.12 L。
(3)忽略溶液体积的变化,过滤出沉淀后,所得滤液中溶质的物质的量浓度为0.7 mol·L-1。
解析:过滤、干燥后得到的14.51 g白色沉淀为BaSO4、BaCO3,用足量的稀硝酸处理沉淀后,沉淀最后减少到4.66 g,故BaSO4的质量为4.66 g,BaCO3的质量为14.51 g-4.66 g=9.85 g。(1)根据S元素守恒有n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.02 mol,原混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度为=0.2 mol·L-1。(2)根据碳元素守恒有n(CO2)=n(Na2CO3)=n(BaCO3)==0.05 mol,故标准状况下V(CO2)=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。(3)过滤出14.51 g沉淀后,溶液中溶质为NaOH,根据钠元素守恒,n(NaOH)=2n(Na2SO4)+2n(Na2CO3)=2×0.02 mol+2×0.05 mol=0.14 mol,混合后溶液的体积为0.2 L,所得滤液中NaOH的物质的量浓度为=0.7 mol·L-1。
14.(15分)向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是①NaOH、Na2CO3,②Na2CO3,③Na2CO3、NaHCO3,④NaHCO3。
(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
①A的曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是112 mL(标准状况)。
②B的曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的化学式为NaOH、Na2CO3。
③原NaOH溶液的物质的量浓度为0.15 mol·L-1。
解析:(1)由CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3可知,CO2少量时,溶质为Na2CO3和NaOH;CO2和NaOH以物质的量比为1︰2恰好反应时,溶质为Na2CO3;剩余CO2的物质的量小于生成的Na2CO3时,溶质为Na2CO3和NaHCO3;CO2过量时,溶质为NaHCO3。(2)对于B溶液来说,实际上第一阶段消耗盐酸的体积(60 mL)远远大于NaHCO3生成CO2消耗盐酸的体积[(75-60) mL=15 mL],说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3;对于A溶液来说,第一阶段消耗盐酸的体积(25 mL)小于NaHCO3生成CO2消耗盐酸的体积[(75-25) mL=50 mL],说明原溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3。①对于A溶液来说,滴加25 mL盐酸时,有气体生成,发生反应:HC+H+H2O+CO2↑,则n(CO2)=(75-25)×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.005 mol,标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L· mol-1=0.112 L=112 mL。②由上述分析可知,B溶液中溶质是Na2CO3和NaOH。③加入足量的盐酸恰好不再有CO2放出时,溶液中均只存在NaCl,根据元素守恒可知,n(HCl)=n(NaOH)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.007 5 mol,c(NaOH)==0.15 mol·L-1。(共50张PPT)
第三章　铁　金属材料
第二节　金属材料
第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用
目
录
课时作业
知识点　物质的量在化学方程式计算中的应用
即时演练
1.证据推理与模型认知:能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化,能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。2.宏观辨识与微观探析:能结合物质的量在化学方程式计算中的应用,进一步体会守恒思想。
核心素养发展目标
一
知识点　物质的量在化学方程式计算中的应用
1.以物质的量为中心的计算
(1)已知物质的质量m(B),n(B)=_________。
(2)已知标准状况时的气体体积V(B),n(B)=___________。
(3)已知物质的粒子数N(B),n(B)=___________。
(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B),n(B)=__________。
c(B)·V
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
　　　　　　 2CO　+ O2 2CO2
化学计量数 2 __ __
扩大NA倍 2NA __ ____
物质的量 2 mol __________ ____________
质量 56 g ________ __________
标准状况下气体体积 44.8 L ____________ ______________
1
2
NA
2NA
1 mol
2 mol
32 g
88 g
22.4 L
44.8 L
结论:(1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其________之比。
(2)对于有气体参加的反应,在同温同压下各气体的化学计量数之比也等于其____之比。
物质的量
体积
3.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
A
1.MnO2与足量浓盐酸共热,收集到标准状况下的气体22.4 L,理论上消耗的HCl的物质的量和MnO2的质量分别是 (　 　)
A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g
C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g
解析:根据反应的化学方程式可知,
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 4 mol 1 mol
故理论上消耗的HCl和MnO2的物质的量分别为4 mol和1 mol,所以消耗MnO2的质量是87 g,故选A。
2.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溶液中NaOH的浓度为(　 　)
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
解析:氢气物质的量为=1.5 mol,设NaOH的物质的量为x,则:
2Al+6H2O+2NaOH 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
x 1.5 mol
x==1 mol,故c(NaOH)==2.0 mol·L-1。
B
3.10.2 g Al2O3与100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液反应,求产物Na[Al(OH)4]的浓度(忽略溶液体积变化)。
解:NaOH溶液不足,按NaOH的物质的量计算,
Al2O3+2NaOH+3H2O　 　2Na[Al(OH)4]
2 2
1 mol·L-1×0.1 L n{Na[Al(OH)4]}
解得n{Na[Al(OH)4]}=0.1 mol,
c{Na[Al(OH)4]}==1 mol·L-1。
答:产物Na[Al(OH)4]的浓度为1 mol·L-1。
利用物质的量进行化学方程式计算的注意事项
(1)书写格式规范化
计算的过程中,各物理量、物质对象、公式等尽量用符号表示,且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化
计算时,如果已知的两个量单位不一致,要注意两个量的单位要“上下一致,左右相当”。
名师点拨
(3)过量判断简洁化
如果两种反应物的量都是已知的,用已知量与对应化学计量数比值(比值大,过量)先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质求解某种产物的量。
二
即时演练
B
1.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L H2。下列比例式正确的是 (　 　)
A.Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
65 g 22.4 L
3.25 g x L
C.Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
1 mol 1 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
65 g 2 g
3.25 g x L
解析:比例式应注意单位要“上下一致,左右相当”。
D
2.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的质量相等
B.反应中H2O与H2的质量相等
C.反应中H2O与H2的质量之比为2︰1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1︰1
解析:该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1︰1,质量之比为23︰40,A项错误,D项正确;该反应中,H2O与H2的物质的量之比为2︰1,质量之比为(2×18)︰(1×2)=18︰1,B、C项错误。
B
3.在标准状况下,将10 g CaCO3固体加入0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中发生反应,理论上产生CO2的体积为(　 　)
A.0.224 L B.0.56 L
C.0.672 L D.1.12 L
解析:10 g CaCO3固体的物质的量为=0.1 mol,0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中HCl的物质的量为0.1 mol·L-1×0.5 L = 0.05 mol,根据反应方程式:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑可知,CaCO3过量,应用HCl的量来计算,则二者完全反应时,生成的CO2的物质的量为n(CO2)=×n(HCl)
=0.025 mol,标准状况下的体积为V(CO2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L。
4.已知MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,用8.7 g MnO2与足量的浓盐酸混合加热,充分反应。回答下列问题。
(1)消耗盐酸中溶质的物质的量为______________。
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积为____________。
(3)将反应后的溶液加水稀释至400 mL,则此溶液中MnCl2的物质的量浓度是____________。
0.4 mol
2.24 L
0.25 mol/L
解析:MnO2的摩尔质量为87 g/mol,8.7 g MnO2的物质的量为0.1 mol,根据反应关系式:MnO2~4HCl~MnCl2~Cl2可知,0.1 mol MnO2与足量的浓盐酸混合加热,充分反应,消耗盐酸中溶质的物质的量为0.4 mol,生成氯气的物质的量为0.1 mol,生成MnCl2的物质的量为0.1 mol,故产生的Cl2在标准状况下的体积为2.24 L;将反应后的溶液加水稀释至400 mL,此溶液中MnCl2的物质的量浓度是=0.25 mol/L。
四
课时作业19
D
(选择题1~12题,每题3分,第13题9分,第14题15分)
1.我们周围的世界中发生了形形色色的化学反应。物质在发生化学反应时(　 　)
A.它们的质量一定相等
B.它们的物质的量一定相等
C.它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
解析:物质在发生化学反应时,其物质的量之比等于化学计量数之比。
B
2.高炉炼铁过程中存在反应:Fe3O4+CO 3FeO+CO2。下列选项中,可以说明0.3 mol Fe3O4与0.2 mol CO充分反应后物质的种类及其数量情况的是(　 　)
A.0.1 mol CO+0.9 mol FeO+0.3 mol CO2
B.0.1 mol Fe3O4+0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
C.0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
D.0.1 mol Fe3O4+0.2 mol FeO+0.2 mol CO2
解析:由化学方程式可知,Fe3O4和CO等物质的量反应,当0.2 mol CO完全反应时剩余0.1 mol Fe3O4,同时生成0.6 mol FeO和0.2 mol CO2,故B正确。
3.向炽热的铁屑中通入Cl2生成FeCl3,每生成162.5 g FeCl3,消耗Cl2的物质的量为(　 　)
A.1.5 mol B.2.5 mol
C.2.0 mol D.1.0 mol
解析:向炽热的铁屑中通入Cl2生成FeCl3,化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3,每生成162.5 g FeCl3,即FeCl3的物质的量为=1 mol时,消耗Cl2的物质的量为×1 mol=1.5 mol。
A
D
4.将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中发生的反应为3Fe+NaNO2+5NaOH
3Na2FeO2+NH3↑+H2O;上述工艺过程中,生成1.2 mol Na2FeO2的同时产生NH3的体积(标准状况下)为(　 　)
A.11.2 L B.2.24 L
C.6.24 L D.8.96 L
解析:3Fe+NaNO2+5NaOH 3Na2FeO2+NH3↑+H2O
3 mol 22.4 L
1.2 mol 8.96 L
生成1.2 mol Na2FeO2的同时产生NH3的体积(标准状况下)为8.96 L,故D正确。
5.将1 mol金属钠投入足量水中,充分反应后最终所得溶液的质量为m g;将1 mol Mg投入与水等质量足量稀硫酸中,充分反应后最终所得溶液的质量为n g,则m和n两者大小关系为(　 　)
A.m>n B.m=n
C.m解析:钠与水发生反应:2H2O+2Na 2NaOH+H2↑,1 mol Na(23 g)生成0.5 mol H2(1 g),溶液增重23 g1 g=22 g,设原水质量为W,反应后溶液质量m=W+22 g;镁与稀硫酸发生反应:Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑,1 mol Mg(24 g)生成1 mol H2(2 g),溶液增重24 g2 g=22 g,稀硫酸总质量等于原水质量W,反应后溶液质量n=W+22 g。综上,m=n。
B
B
6.向含有1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2,反应后溶液中Br-的物质的量为(　 　)
A.2 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.0 mol
解析:Fe2+的还原性强于Br-,向含有1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2,先发生反应:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,当Fe2+反应完毕后,剩余的Cl2再发生反应:2Br-+Cl2 Br2+2Cl-,则Fe2+全部反应完后消耗0.5 mol Cl2,剩余的0.5 mol Cl2与1 mol Br-反应,则溶液中剩余1 mol Br-。
7.向a g CuO中通入H2后加热,全部还原后得到b g铜,若已知氧的相对原子质量为c,则用代数式表示铜的相对原子质量为(　 　)
A. B.Ab
C.
解析:向a g CuO中通入H2后加热,全部还原后得到b g铜,则氧原子的质量为(ab) g,若氧的相对原子质量为c,设铜的相对原子质量为x,则有,x=。
A
8.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1 FeCl3溶液中充分反应(忽略溶液体积变化),下列分析正确的是(　 　)
A.铁粉有剩余
B.Cl-浓度减小
C.向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色
D.溶液质量增加5.6 g
C
解析:n(Fe)==0.02 mol,n(FeCl3)=25×10-3 L×2 mol·L-1=0.05 mol,铁与FeCl3反应生成FeCl2,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+ 3Fe2+。由离子方程式可知,Fe3+是过量的,A错误;Cl-不参加反应,浓度不变,B错误;Fe3+剩余,向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色,C正确;由离子方程式可知,1.12 g的铁全部变成Fe2+进入溶液中,溶液质量增加1.12 g,D错误。
9.X与Y化合生成Z,其反应为2X+3Y 2Z,反应物X与生成物Z的质量关系如图所示。下列说法不正确的是(　 　)
A.有8 g的Z生成时消耗4 g Y
B.X、Y、Z的摩尔质量之比为2︰2︰3
C.2 mol X的质量与3 mol Y的质量之和等于2 mol Z的质量
D.有4.8 g X完全反应,消耗0.3 mol Y,则X的摩尔质量为24 g·mol-1
B
解析:由题图可知,生成Z的质量为消耗X的质量的两倍,有8 g的Z生成时,消耗4 g X,根据质量守恒可知消耗4 g Y,A正确;由题图可知生成20 g Z时,消耗10 g X,根据质量守恒可知消耗10 g Y,根据物质的量之比等于化学计量数之比计算摩尔质量之比可得=2︰2︰3,因此MX︰MY︰MZ=3︰2︰6,B不正确;化学方程式:2X+3Y 2Z遵循质量守恒,根据化学方程式的意义可知,2 mol X的质量与3 mol Y的质量之和等于2 mol Z的质量,C正确;由化学方程式可知,有4.8 g X完全反应,消耗0.3 mol Y,则反应消耗0.2 mol X,则X的摩尔质量为=24 g·mol-1,D正确。
10.将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中,充分反应后收集到混合气体4.48 L(标准状况下)。下列说法错误的是 (　 　)
A.标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体积比为3︰1
B.加入的固体Na2O2为7.8 g
C.反应后有固体剩余
D.反应后的溶液中含有的溶质是NaOH和Na[Al(OH)4]
C
解析:假设Na2O2、Al的物质的量均为n mol,则:
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
2 mol 1 mol
n mol 0.5n mol
2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 mol 3 mol
n mol 1.5n mol
混合气体中氢气与氧气的体积之比为1.5n mol︰0.5n mol=3︰1,A正确;生成气体总物质的量为=0.2 mol,所以0.5n mol+1.5n mol=0.2 mol,解得n=0.1,故Na2O2的质量为0.1 mol×78 g· mol-1=7.8 g,B正确;0.1 mol Na2O2与H2O反应生成0.2 mol NaOH,0.1 mol Al与0.1 mol NaOH和水反应生成0.1 mol Na[Al(OH)4],因此反应后没有固体剩余,溶液中的溶质是NaOH和Na[Al(OH)4],C错误,D正确。
11.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是(　 　)
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.无法计算
B
解析:盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1 L×2 mol·L-1=0.1 mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.1 mol,得到铁的质量为0.1 mol×56 g· mol-1=5.6 g。
12.将钠、铝混合物投入足量水(质量为100 g)中进行反应,若钠、铝的质量分别为46 g和27 g,充分反应后,下列说法正确的是(　 　)
A.产生H2的物质的量为1.5 mol
B.溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4]
C.金属完全溶解
D.反应后的溶液中Na[Al(OH)4]的质量分数为×100%
C
解析:Na的物质的量为2 mol,Al的物质的量为1 mol,发生反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+ 3H2↑,关系式有2Na~2NaOH,2Al~2NaOH~2Na[Al(OH)4],故2 mol Na生成2 mol NaOH,1 mol Al消耗1 mol NaOH。n总(H2)=nNa(H2)+ nAl(H2), 2Na~H2,2Al~3H2,故nNa(H2)=n(Na)=1 mol,nAl(H2)=n(Al)= mol,产生H2的物质的量为2.5 mol,A错误;由于2 mol Na生成2 mol NaOH,1 mol Al消耗1 mol NaOH,溶液中的溶质有Na[Al(OH)4]和未消耗的NaOH,B错误;Na完全反应,生成的NaOH将Al完全溶解,C正确;n{Na[Al(OH)4]}=
1 mol,m{Na[Al(OH)4]}=118 g,m(H2)=5 g,反应后的溶液中Na[Al(OH)4]的质量分数为×100%,D错误。
13.(9分)取100 mL的Na2CO3和Na2SO4混合溶液,加入100 mL Ba(OH)2溶液后,恰好完全反应,过滤、干燥后得到14.51 g白色沉淀和滤液,再用过量稀硝酸处理沉淀,最后减少到4.66 g,并有气体放出。计算:
(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度是____________。
解析:过滤、干燥后得到的14.51 g白色沉淀为BaSO4、BaCO3,用足量的稀硝酸处理沉淀后,沉淀最后减少到4.66 g,故BaSO4的质量为4.66 g,BaCO3的质量为14.51 g4.66 g=9.85 g。根据S元素守恒有n(Na2SO4)=n(BaSO4)
==0.02 mol,原混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度为=0.2 mol·L-1。
0.2 mol·L-1
(2)产生的气体在标准状况下的体积为____________。
解析:根据碳元素守恒有n(CO2)=n(Na2CO3)=n(BaCO3)==0.05 mol,故标准状况下V(CO2)=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。
(3)忽略溶液体积的变化,过滤出沉淀后,所得滤液中溶质的物质的量浓度为_____________。
解析:过滤出14.51 g沉淀后,溶液中溶质为NaOH,根据钠元素守恒,
n(NaOH)=2n(Na2SO4)+2n(Na2CO3)=2×0.02 mol+2×0.05 mol=0.14 mol,混合后溶液的体积为0.2 L,所得滤液中NaOH的物质的量浓度为
=0.7 mol·L-1。
1.12 L
0.7 mol·L-1
14.(15分)向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是
①_________________,②________,③____________________,
④__________。
解析:由CO2+2NaOH Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O
2NaHCO3可知,CO2少量时,溶质为Na2CO3和NaOH;CO2和NaOH以物质的量比为1︰2恰好反应时,溶质为Na2CO3;剩余CO2的物质的量小于生成的Na2CO3时,溶质为Na2CO3和NaHCO3;CO2过量时,溶质为NaHCO3。
NaOH、Na2CO3
Na2CO3
Na2CO3、NaHCO3
NaHCO3
(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
①A的曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是______ mL(标准状况)。
解析:对于B溶液来说,实际上第一阶段消耗盐酸的体积(60 mL)远远大于NaHCO3生成CO2消耗盐酸的体积[(7560) mL=15 mL],说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3;对于A溶液来说,第一阶段消耗盐酸的体积(25 mL)小于NaHCO3生成CO2消耗盐酸的体积[(7525) mL=50 mL],说明原溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3。①对于A溶液来说,滴加25 mL盐酸时,有气体生成,发生反应:HC+H+ H2O+CO2↑,则n(CO2)= (7525)×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.005 mol,标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L· mol-1=0.112 L=112 mL。
112
②B的曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的化学式为__________________。
解析:由上述分析可知,B溶液中溶质是Na2CO3和NaOH。
③原NaOH溶液的物质的量浓度为_________________。
解析:加入足量的盐酸恰好不再有CO2放出时,溶液中均只存在NaCl,根据元素守恒可知,n(HCl)=n(NaOH)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.007 5 mol,
c(NaOH)==0.15 mol·L-1。
NaOH、Na2CO3
0.15 mol·L-1
Thank you
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