2021年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料第二節(jié)第2課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用檢測（含解析）新人教版必修第一冊

1、第2課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗(yàn)1.把一小塊鈉放入足量水中,會發(fā)生如下反應(yīng):2Na+2H2O2NaOH+H2。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()。A.反應(yīng)中Na與NaOH的質(zhì)量相等B.反應(yīng)中H2O與H2的質(zhì)量相等C.反應(yīng)中H2O與H2的質(zhì)量之比為21D.反應(yīng)中Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為11答案:D解析:該反應(yīng)中,Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為11,質(zhì)量之比為2340,A項錯誤,D項正確。H2O與H2的物質(zhì)的量之比為21,質(zhì)量之比為181,所以B項、C項均錯誤。2.將足量鐵粉放入100 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中,充分

2、反應(yīng)后析出的銅的質(zhì)量為()。A.32 gB.6.4 gC.0.64 gD.3.2 g答案:C解析:n(CuSO4)=0.100L×0.1mol·L-1=0.01mol,由CuSO4+FeFeSO4+Cu,可知n(Cu)=n(CuSO4)=0.01mol,m(Cu)=0.01mol×64g·mol-1=0.64g。3.在500 mL NaOH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6.72 L,生成物NaAlO2的物質(zhì)的量濃度為(假定反應(yīng)前后溶液體積不變)()。A.1 mol·L-1B.0.4 mol·L-1C.1.5 m

3、ol·L-1D.2 mol·L-1答案:B解析:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22mol3×22.4Ln(NaAlO2)6.72L2moln(NaAlO2)=3×22.4L6.72Ln(NaAlO2)=0.2molc=0.2mol0.5L=0.4mol·L-1。4.2 mol·L-1的鹽酸和硫酸各100 mL,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23,則向鹽酸中加入的鐵粉的物質(zhì)的量為()。A.0.05 molB.0.075 molC.0.15 molD.0.2 mol答案:C解析:n(HCl)=0.2mo

4、l,n(H2SO4)=0.2mol。2HCl+FeFeCl2+H2H2SO4+FeFeSO4+H2若酸均不足,則完全反應(yīng)生成H2的質(zhì)量之比為12;若酸均過量,即金屬不足,則生成H2的質(zhì)量之比為11?，F(xiàn)生成H2的質(zhì)量之比為23,則說明鹽酸不足,硫酸過量;根據(jù)鹽酸中HCl的物質(zhì)的量可求出生成H20.1mol,則H2SO4與Fe反應(yīng)生成0.15molH2,則n(Fe)=0.15mol。5.將8 g鐵片放入100 mL硫酸銅溶液中,溶液中的銅離子全部被還原時,固體質(zhì)量變?yōu)?.2 g,則原溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度為()。A.0.5 mol·L-1B.0.25 mol·L-1C.0.

5、025 mol·L-1D.0.125 mol·L-1答案:B解析:Fe+CuSO4FeSO4+Cum1mol8gn(CuSO4)(8.2-8)gn(CuSO4)=1mol×0.2g8g=0.025mol,c(CuSO4)=0.025mol0.1L=0.25mol·L-1。6.將一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,則參加反應(yīng)的鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為()。A.11B.23C.32D.89答案:C解析:由Mg+2HClMgCl2+H2和2Al+6HCl2AlCl3+3H2可知,若生成1molH2需Mg1mol,需Al23mol,則放出等質(zhì)

6、量的H2參加反應(yīng)的Mg和Al的物質(zhì)的量之比為123,即32。7.一塊表面已被氧化為Na2O的鈉塊10.8 g,將其投入100 g水中,產(chǎn)生H2 0.2 g,則被氧化的鈉的質(zhì)量為()。A.9.2 gB.10.6 g C.6.2 gD.4.6 g答案:D解析:由于鈉塊放入水中發(fā)生反應(yīng):2Na+2H2O2NaOH+H2,由產(chǎn)生H2的體積可求出Na的質(zhì)量,進(jìn)而可求出鈉塊中Na2O的質(zhì)量,最后根據(jù)關(guān)系式:Na2O2Na可求出“原來被氧化的鈉”的質(zhì)量。8.將鈉、鎂、鋁各0.3 mol分別放入100 mL 1 mol·L-1的鹽酸中,同溫同壓下產(chǎn)生的氣體的體積之比是()。A.123B.632C.3

7、11D.111答案:C解析:金屬均為0.3mol,n(HCl)=0.1mol,鎂和鋁與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的量由鹽酸的量決定,都是0.05mol,鈉還可與水反應(yīng)生成H2,由2NaH2知,Na參加反應(yīng)生成0.15molH2,故三者產(chǎn)生氣體的體積之比為311。9.已知Fe+SFeS,FeS+2HClFeCl2+H2S,2H2S+3O22SO2+2H2O。一定量的鐵粉和9 g硫粉混合加熱,待其反應(yīng)后再加入過量鹽酸,將生成的氣體完全燃燒,共收集得9 g水,則加入的鐵粉質(zhì)量為()。A.14 gB.42 gC.56 gD.28 g答案:D解析:設(shè)加入的鐵粉的質(zhì)量為x。根據(jù)各步反應(yīng)的定量關(guān)系,可列出關(guān)系式:Fe

8、FeS(鐵守恒)H2S(硫守恒)H2O(氫守恒)FeH2(Fe與HCl反應(yīng))H2O(氫守恒)推出:FeH2O5618x9g56x=189gx=28g,即加入的鐵粉為28g。10.將Fe和Al按一定的質(zhì)量比組成合金。(1)取一定量的該合金,向其中加入足量NaOH溶液,生成氣體n L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)的離子方程式是,合金中Al的物質(zhì)的量是。 (2)另取相同質(zhì)量的該合金,向其中加入足量稀硫酸,固體全部溶解,生成氣體m L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol,合金中Fe的質(zhì)量是。 答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2n33.6 mol(2)m1

9、1.256(m-n)22.4 g解析:合金中Al既能與NaOH溶液反應(yīng),也能與稀硫酸反應(yīng),且等量Al與足量的NaOH溶液或稀硫酸反應(yīng)生成等量的H2;而Fe只能與稀硫酸反應(yīng)。由2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2可知,合金中Al的物質(zhì)的量為23×nL22.4L·mol-1=n33.6mol;Fe、Al與稀硫酸反應(yīng)生成mLH2,由2H+H2可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為m11.2mol;由Fe置換出的H2體積為(m-n)L,故m(Fe)=(m-n) L22.4L·mol-1×56g·mol-1,即56(m-n)22.4g。11.金屬鈉1.15

10、g與水反應(yīng),得到100 mL溶液,試計算:(1)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積;(2)反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度(設(shè)溶液體積變化忽略不計)。答案:(1)0.56 L(2)0.5 mol·L-1解析:n(Na)=1.15g23g·mol-1=0.05mol2Na+2H2O2NaOH+H22mol2mol22.4L0.05moln(NaOH)V(1)V=0.05mol×22.4L2mol=0.56L。(2)n(NaOH)=0.05mol,c(NaOH)=0.05mol0.1L=0.5mol·L-1。等級考素養(yǎng)提升1.等體積的硫酸鋅、硫酸鋁溶液分別與足量的氯化

11、鋇溶液反應(yīng),若生成的硫酸鋇沉淀的質(zhì)量之比為23,則兩種硫酸鹽溶液的物質(zhì)的量濃度之比為()。A.21B.23C.13D.32答案:A解析:根據(jù)題意,生成BaSO4的質(zhì)量之比為23,可推知ZnSO4、Al2(SO4)3兩種溶液中所含SO42-的物質(zhì)的量之比為23,所以ZnSO4、Al2(SO4)3兩溶液的物質(zhì)的量濃度之比為21。2.將4.6 g金屬鈉投入足量水中,充分反應(yīng)后得a g溶液;將4.8 g 金屬鎂投入足量鹽酸中,充分反應(yīng)后得b g溶液,假設(shè)水的質(zhì)量與鹽酸的質(zhì)量相等,則反應(yīng)后兩溶液的質(zhì)量關(guān)系式為()。A.a=bB.a>bC.a<bD.無法判斷答案:A解析:溶液的質(zhì)量等于金屬和水

12、或酸的質(zhì)量之和減去放出H2的質(zhì)量。2Na+2H2O2NaOH+H24624.6g0.2ga=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O)Mg+2HClMgCl2+H22424.8g0.4gb=4.8+m(鹽酸)-0.4=4.4+m(鹽酸)因?yàn)閙(H2O)=m(鹽酸),所以a=b。3.將鐵、鋁的混合物加入足量氫氧化鈉溶液中,充分反應(yīng)后過濾,再將過濾得到的固體加入足量的硫酸銅溶液中,充分反應(yīng)后過濾得到的固體質(zhì)量正好與原固體質(zhì)量相等,則原固體中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()。A.14.3%B.12.5%C.87.5%D.無法計算答案:B解析:混合物中的鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng),剩余固體為鐵,鐵再與硫酸銅反應(yīng),

13、得到的固體是銅,得到的銅的質(zhì)量與原混合物的質(zhì)量相等,即相當(dāng)于鐵置換出銅時的質(zhì)量差即為鋁的質(zhì)量,所以當(dāng)鐵的質(zhì)量為56g時,生成銅的質(zhì)量為64g,增加了8g,即相當(dāng)于原混合物中鋁的質(zhì)量為8g,所以鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8g56g+8g×100%=12.5%。4.將鐵加入100 mL某濃度的鹽酸中恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后生成的氣體為a L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),將鋁加入100 mL 2 mol·L-1氫氧化鈉溶液中恰好完全反應(yīng),充分反應(yīng)后生成的氣體為3a L。下列說法正確的是()。A.鐵和鋁的物質(zhì)的量相等B.原鹽酸中c(HCl)=2 mol·L-1C.鐵加入鹽酸中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2F

14、e+6H+2Fe3+3H2D.鹽酸與氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為13答案:B解析:鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22mol2mol3moln(Al)0.1L×2mol·L-1n(H2)2mol0.1L×2mol·L-1=3moln(H2),解得n(H2)=0.3mol,2mol0.1L×2mol·L-1=2moln(Al),解得n(Al)=0.2mol,由鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的氣體為3aL,得3aL22.4L·mol-1=0.3mol,則a=2.24。再根據(jù)反應(yīng)Fe+2

15、HClFeCl2+H2,可求出反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為0.1mol,HCl的物質(zhì)的量為0.2mol,則c(HCl)=0.2mol0.1L=2mol·L-1。5.為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成,分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):(1)若取a g樣品,向其中加入足量的NaOH溶液,測得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況,下同)體積為b L。反應(yīng)的化學(xué)方程式是;樣品中鋁的質(zhì)量為 g。 (2)另取a g樣品將其點(diǎn)燃,恰好完全反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反應(yīng)中氧化鐵與鋁的質(zhì)量比是。 (3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后,加入足量鹽酸,測得生成的氣體體積為c L,該氣體與(

16、1)中所得氣體的體積之比cb=。 答案:(1)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H29b11.2(2)8027(3)23解析:(1)鋁熱劑中的鋁與NaOH反應(yīng),鋁與氫氣的關(guān)系式為2Al3H2(2×27)g(3×22.4)Lm(Al)bL所以,m(Al)=54b67.2g=9b11.2g。(2)根據(jù)反應(yīng):2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,氧化鐵與鋁的質(zhì)量比為m(Fe2O3)m(Al)=16054=8027。(3)在鋁熱反應(yīng)后的生成物中加入足量鹽酸,Al2O3、Fe均與鹽酸發(fā)生反應(yīng),但只有鹽酸與Fe反應(yīng)時才放出氣體:Fe+2HClFeCl2+H2。要知

17、道放出多少氣體,必須知道鐵的質(zhì)量或Fe2O3的質(zhì)量,但題目要求的是Al與NaOH溶液、Fe與鹽酸產(chǎn)生H2體積比,只要知道鋁熱劑中Al與反應(yīng)后生成Fe的物質(zhì)的量之比即可求出。由2AlFe2O32Fe可知n(Al)=n(Fe),由2Al3H2、2Fe2H2可得cb=23。6.在隔絕空氣的條件下,某同學(xué)將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除去氧化膜并用針刺一些小孔的鋁箔包好,然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi),待鈉塊反應(yīng)完全后,在容器中收集到1.12 L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),此時測得鋁箔質(zhì)量比反應(yīng)前減小了0.27 g,水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0 L,溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.050 mol&#

18、183;L-1。(忽略溶液中溶解的氫氣的量)(1)寫出該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2,Na2O+H2O2NaOH,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。(2)消耗的Al的物質(zhì)的量為n(Al)=0.27g27g·mol-1=0.010 mol,根據(jù)反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2可得由鋁消耗NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)=0.010 mol,生成的氫氣的物質(zhì)的量為n(H2)=0.015 mol,那么由金屬鈉生成的氫氣的物質(zhì)的量為n(H2)=1.12L22.4L·mol-1-0.015 mol=0.035 mol,根據(jù)反應(yīng)2Na+2H2O2NaOH+H2可得金屬鈉的物質(zhì)的量為n(Na)=2&