2019_2020学年新教材高中化学3.2第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用练习含解析新人教版必修第一册.doc

物质的量在化学方程式计算中的应用
1．完全沉淀等物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl－，消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则上述溶液的体积比为(　　)
A．1∶1∶1 B．3∶2∶1
C．6∶3∶2 D．9∶3∶1
解析：选D。消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则消耗Ag＋的物质的量之比为3∶2∶1，故NaCl、MgCl2、AlCl3的物质的量之比为3∶1∶，即为9∶3∶1，则体积比为9∶3∶1。
2．有3.92 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0 g固体沉淀物，这种铁的氧化物为(　　)
A．Fe3O4 B．FeO
C．Fe2O3 D．Fe5O7
解析：选D。由题意知，生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到7.0 g沉淀，则n(CaCO3)＝＝0.07 mol，由CO～CO2可知，铁的氧化物中的n(O)＝0.07 mol，n(Fe)＝＝0.05 mol，n(Fe)∶n(O)＝0.05 mol∶0.07 mol＝5∶7，则铁的氧化物为Fe5O7。
3．(2019·原创题)设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．1 mol Na在空气中完全燃烧，转移的电子数为2NA
B．常温下，2.3 g钠投入水中，产生0.05NA个氢分子
C．0.1 mol Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NA
D．0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.3 mol电子
解析：选B。1 mol Na在空气中完全燃烧生成0.5 mol Na2O2，转移1 mol电子，A错误；钠与水发生反应2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，2.3 g钠(0.1 mol)生成0.05 mol H2，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，0.1 mol Fe完全反应生成 mol H2，C错误；Fe与盐酸反应生成FeCl2，0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.2 mol电子，D错误。
4．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．3∶1
解析：选B。铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。n(HCl)＝0.4 mol，n(NaOH)＝0.4 mol，n(Al)＝0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足、铝过量，乙烧杯中铝不足、氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，B项正确。
5．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是(　　)
A．金属失去的电子数相等
B．参加反应的金属质量相等
C．参加反应的金属物质的量相等
D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65
解析：选B。铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，反应的本质都是金属失去电子，溶液中氢离子得到电子生成氢气，故同温同压下，产生相同体积的氢气时，氢离子得到电子的数目必然相等，而这些电子均由金属提供，则参加反应的金属失去的电子数相等，故A正确；同温同压下，铁、镁、锌三种金属分别与同体积同浓度的盐酸反应后，产生相同体积的氢气，设所需要的金属质量分别是x、y、z，则有×2＝×2＝×2，所以可得参加反应的金属质量比是56∶24∶65，故B错误，D正确；若相同条件下产生相同体积的氢气，设产生氢气的物质的量为1 mol，则根据反应的关系式可知，所需Fe、Mg、Zn三种金属的物质的量之比为1 mol∶1 mol∶1 mol＝1∶1∶1，故C正确。
6．将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1的盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)，则下列表述不正确的是(　　)
A．反应中消耗HCl为0.08 mol
B．混合物中含有0.02 mol Al
C．混合物中含有0.01 mol Fe
D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1
解析：选D。n(消耗HCl)＝0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则根据Al～3HCl、Fe～2HCl，可得3x＋2y＝0.08 mol　①，27 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×y＝1.1 g　②，联立①②可得x＝0.02 mol、y＝0.01 mol，可知B、C正确，D错误。
7．Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是(　　)
A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B．参加反应的HCl为0.4 mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2
解析：选A。反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2，故B、D正确。由2H＋～H2～2e－可知，得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al提供0.6 mol电子，则0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，故A不正确。
8．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法正确的是(　　)
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
解析：选B。Al与NaOH溶液的反应：
2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol　　2 mol　　　　　　 　　　3 mol
n(Al)　　0.1 L×2 mol·L－1　　　　　n(H2)
＝，解得n(H2)＝0.3 mol，
＝，解得n(Al)＝0.2 mol，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得＝0.3 mol，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 mol，HCl的物质的量为0.2 mol，则c(HCl)＝＝2 mol·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
9．将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中，试计算：(写出计算过程)
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸，需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸的体积为多少毫升？(保留三位有效数字)
解析：(1)设反应产生氢气的物质的量为x mol，19.5 g锌粒的物质的量为0.3 mol，250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量为0.25 L×2 mol·L－1＝0.5 mol。
Zn　　＋　　H2SO4===ZnSO4＋H2↑
1 mol　　 1 mol　　　　　1 mol
0．3 mol　 0.5 mol　　　　 x mol
硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3，体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
(2)硫酸反应了0.3 mol，剩余(0.5－0.3) mol＝0.2 mol，反应后溶液中氢离子浓度为 mol·L－1＝1.6 mol·L－1。
(3)质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3浓硫酸的浓度为 mol·L－1＝18.4 mol·L－1，设需要浓硫酸的体积为V，浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变，0.25 L×2 mol·L－1＝18.4 mol·L－1×V，V＝0.027 2 L＝27.2 mL。
答案：(1)6.72 L　(2)1.6 mol·L－1　(3)27.2 mL
10．将19.2 g Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。

(1)计算混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)。
(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。
解析：(1)由图像可知，生成3.2 g固体为金属铜，说明19.2 g Cu和Fe2O3的混合物中含有3.2 g Cu，则含有Fe2O3的质量为19.2 g－3.2 g＝16.0 g，则n(Cu)∶ n(Fe2O3)＝∶＝1∶2。(2)图像中加入11.2 g Fe时，铜离子完全被置换成Cu，此时溶质为FeSO4，根据铁元素守恒可知n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝＋×2＝0.4 mol，则400 mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.4 mol，该稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)1∶2　(2)1 mol·L－1

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